DE19728372A1

DE19728372A1 - Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades

Info

Publication number: DE19728372A1
Application number: DE1997128372
Authority: DE
Inventors: Markus Dr Ing Adelt; Hans-Dieter Dipl Ing Seibert; Detlef Dr Ing Altemark; Dominik Dr Schroeder
Original assignee: Schmitz & Apelt Loi Industrieo; Ruhrgas AG
Current assignee: LOI Thermprocess GmbH; EOn Ruhrgas AG
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-01-07
Also published as: EP0889297A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades, insbesondere eines Schmelzbades aus Nichteisenmetall, mit einem Schmelzbehälter für das Schmelzbad und eine darüber befindliche Atmosphäre, und einer Heizeinrichtung zum Beheizen des Schmelzbades.

Schmelzbäder werden z. B. zur Erzeugung, zur Aufbereitung und zum Abgießen von Metallen verwendet. Das Schmelzbad kann sowohl direkt als auch indirekt beheizt werden.

Bei der direkten Heizung wird das Schmelzbad, z. B. in einem Trommel- oder einem Tiegelofen, mit fossilen Brenn stoffen direkt an der freien Badfläche beheizt. Die direkte Heizung hat jedoch den Nachteil, daß eine erhöhte Oxidation bzw. ein erhöhter Abbrand des Metalls auftritt. Ferner bela sten bei der direkten Befeuerung die in den Verbrennungsab gasen enthaltenen Schadstoffe das Schmelzbad bzw. die dar über befindliche Ofenatmosphäre.

Kleinere Öfen, z. B. kleinere Tiegelöfen, werden zur Ver meidung dieser Nachteile in der Regel von außen durch eine Tiegelwand mit fossilen Brennstoffen oder mit elektrischem Strom beheizt. Die indirekte Heizung hat jedoch einen we sentlich schlechteren Wirkungsgrad als die direkte Heizung. Zudem beansprucht eine indirekte Heizung viel Raum.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Vorteile der indirekten Heizung hat und außerdem einen bes seren Wirkungsgrad erzielt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung als im Schmelzbehälter angeordnetes, in das Schmelzbad eintauchendes Tauchrohr ausgebildet ist, und daß dem Tauchrohr Mittel zugeordnet sind, die die Temperatur der Tauchrohroberfläche im Bereich der oberhalb des Schmelz bades befindlichen Atmosphäre unterhalb vorgegebener Grenz werte halten.

Das geschlossene Tauchrohr verhindert, daß Schadstoffe aus dem Tauchrohr austreten. Durch die Anordnung des Tauch rohres mitten in der Schmelze wird zudem ein guter Wirkungs grad der Heizung erzielt.

Der Erfindung liegt zudem die Erkenntnis zugrunde, daß Anbackungen an dem Material des Tauchrohres im oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphärenbereich wirksam vermie den werden können, wenn die Temperatur der Tauchrohroberflä che in diesem Bereich unterhalb vorgegebener Grenzwerte ge halten wird. Derartige Anbackungen bestehen aus Reaktions produkten der Metall- und/oder Flußmitteldämpfe über dem Schmelzbad. Sie können teilweise zu einer kurzfristigen Zer störung des Materials des Tauchrohres führen.

Es sind zwar technische Keramiken als Tauchrohrmaterial entwickelt worden, die im direkten Kontakt mit dem Schmelz bad eine ausreichende Lebensdauer besitzen, jedoch kommt es auch bei diesen Tauchrohrmaterialien ohne die Mittel zur Einhaltung vorgegebener Temperaturgrenzwerte zu den be schriebenen Anbackungen im Atmosphärenbereich.

Die Mittel zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte der Temperatur der Tauchrohroberfläche können technisch ein fach und kostengünstig, insbesondere auch nachträglich, in stalliert werden. Die Grenzwerte können von den Betriebsbe dingungen des Tauchrohres, z. B. von der Heizleistung der Heizeinrichtung und dem Material des Schmelzbades, abhängig sein.

Vorteilhafterweise enthält das Tauchrohr einen Brenner, vorzugsweise einen Rekuperatorbrenner. Somit können fossile Brennstoffe zur Erwärmung verwendet werden. Der Primärener gieverbrauch und die Energie kosten können dadurch gegenüber einem Einsatz von Elektrowärme beträchtlich gesenkt werden. Bei der Verwendung eines Rekuperatorbrenners können beson ders hohe Wirkungsgrade erzielt werden.

Es hat sich bewährt, daß die Mittel zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte der Temperatur der Tauchrohroberflä che derart ausgebildet sind, daß die Tauchrohroberflä chentemperatur auf eine Temperatur im Bereich von 80 bis 120 % der Schmelzbadtemperatur einstellbar ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Mittel zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte der Tempe ratur der Tauchrohroberfläche eine im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre an der Innenseite des Tauchrohres befestigte Wärmedämmung auf. Durch die An ordnung der Wärmedämmung auf der Innenseite des Tauchrohres steht die Wärmedämmung nicht mit der oberhalb des Schmelzba des befindlichen Atmosphäre und darin enthaltenen Flußmit tel- und Metalldämpfen in Kontakt. An das Material der Wär medämmung müssen daher keine besonderen Anforderungen hin sichtlich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Dämpfen des Schmelzbades gestellt werden.

Alternativ oder auch zusätzlich können die Mittel zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte der Temperatur der Tauchrohroberfläche eine Kühleinrichtung aufweisen, wobei die Kühleinrichtung derart ausgebildet ist, daß der Innen seite der Tauchrohroberfläche kaltes Kühlgas zuführbar ist.

Vorzugsweise ist das Kühleinrichtung derart ausgebildet, daß Verbrennungsluft des Brenners als Kühlgas verwendbar ist. In diesem Fall ist nur eine einzige Zuführleitung für Verbrennungsluft und Kühlgas erforderlich. Ein Teil der zu geführten Verbrennungsluft kann kostengünstig und ohne be sonderen technischen Aufwand vor der Brennzone als Kühlgas abgezweigt werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß eine Einrichtung zum gemeinsamen Abführen des Kühlgases und der Abgase des Brenners vorgesehen ist.

Alternativ oder auch zusätzlich kann das erfindungsge mäße Problem dadurch gelöst werden, daß bei einer gattungs gemäßen Einrichtung die Heizeinrichtung als im Schmelzbehäl ter angeordnetes, in das Schmelzbad eintauchendes Tauchrohr ausgebildet ist, und daß Mittel vorgesehen sind, um ein re aktionsträges Gas, vorzugsweise Inertgas, z. B. Stickstoff, der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre zuzu führen. Auch mit dieser Einrichtung wird eine bei den direkt beheizten Schmelzbädern auftretende erhöhte Oxidation des Schmelzbades vermieden und ein guter Wirkungsgrad erreicht. Zusätzlich wird vermieden, daß Metall aus dem Schmelzbad mit dem Sauerstoff der Luft enthaltenden Atmosphäre oxidiert und Oxidationsprodukte, z. B. Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zink oxid usw. als Krätze am Rohr anbacken und auf der Oberfläche schwimmen.

Vorteilhafterweise sind die Mittel zum Zuführen von re aktionsträgem Gas derart ausgebildet, daß bei Zufuhr des re aktionsträgen Gases die der oberhalb des Schmelzbades be findlichen Atmosphäre ausgesetzte Oberfläche des Tauchrohres von reaktionsträgem Gas umgeben ist. Dazu kann das reakti onsträge Gas beispielsweise derart eingedüst werden, daß es einen Schleier um das Tauchrohr bildet.

Genauso kann ein vorzugsweise rohrförmiger Hohlkörper vorgesehen werden, der das Tauchrohr im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre unter Bildung eines vorzugsweise ringförmigen Spaltes umgibt, wobei die Mittel zum Zuführen von reaktionsträgem Gas derart angeordnet sein müssen, daß das reaktionsträge Gas in dem Spalt einführbar ist. Der rohrförmige Hohlkörper erfordert keine Wärmeüber tragungseigenschaften und keine besondere mechanische Be lastbarkeit, sondern kann speziell im Hinblick auf das Kor rosionsverhalten und die Benetzungseigenschaften gegenüber der Gas- und Flüssigkeitsphase ausgelegt werden. Sollte ein Verschleiß des Hohlkörpers auftreten, so kann dieser Hohl körper ohne besonderen Aufwand ausgetauscht werden. Die Ko sten für einen derartigen Austausch betragen nur einen Bruchteil der Kosten des eigentlichen Tauchrohres.

Vorzugsweise umgibt der Hohlkörper das Tauchrohr im ge samten Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre und ragt bis in das Schmelzbad hinein. In diesem Fall reichen geringe Inertgasmengen aus, um die Oberfläche des Tauchrohres zu schützen, da keine Vermischung der ober halb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre und des Inert gases stattfindet. Das Tauchrohr muß somit im Hinblick auf seine Materialeigenschaften nicht auf die oberhalb des Schmelzbades befindliche Atmosphäre ausgelegt werden, son dern kann bezüglich seiner Wärmeübertragungs- und Benet zungseigenschaften sowie seines Korrosionsverhaltens optimal auf das Schmelzbad abgestimmt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zum Zuführen von reaktionsträgem Gas derart als Verbindung zwischen dem Spalt und/oder der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre und dem Innenraum des Tauchrohres, z. B. als Durchgangsbohrung im Tauchrohr, ausgebildet sind, daß Abgas vom Brenner als reak tionsträges Gas in den Spalt und/oder in die oberhalb des Schmelzbades befindliche Atmosphäre einführbar ist. Die bei der Verbrennung erzeugten Abgase weisen einen wesentlich ge ringeren O₂-Partialdruck auf und können daher problemlos als Inertgas verwendet werden. Besonders geeignet sind Abgase, die wenig Kohlendioxid und Wasser enthalten. Die Größe und Form der Verbindung ist so auszulegen, daß nur so viel Abgas eingedüst wird, daß möglichst wenig Schadstoffe aus dem Schmelzbad herausgetragen werden, aber gleichzeitig niedri gere Partialdrücke von Anteilen des Schmelzbades erzielt werden. Daher genügt ggf. eine einzige Durchgangsbohrung im Tauchrohr. Das Abgas verteilt sich dann im Spalt aufgrund von Diffusion.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß eine zweite Verbindung zwischen dem Spalt und/oder der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmo sphäre und dem Innenraum des Tauchrohres zur Rückführung des in den Spalt und/oder in die oberhalb des Schmelzbades be findliche Atmosphäre abgezweigten Abgasstromes in das Tauch rohr vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise ist ein Strömungswiderstand zwischen den zwei Verbindungen im Abgasstrom des Tauchrohres derart angeordnet, daß Abgas des Brenners in den Spalt eindüsbar ist. Der Strömungswiderstand sorgt dafür, daß dem Spalt stets die erforderliche Inertgasmenge zugeführt wird.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zum gemeinsamen Abfüh ren des reaktionsträgen Gases und der Abgase des Tauchrohres vorgesehen. Der bauliche Aufwand zur Herstellung oder Umrü stung der Einrichtung ist somit lediglich gering.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß in der Wand des vorzugsweise rohrförmigen Hohlkörpers eine Öffnung vorgesehen ist. Bereits mit Hilfe von kleinen Bohrungen in der Wand des Hohlkörpers kann der O₂-Partialdruck auf der Schmelzbadoberfläche niedrig gehal ten werden und können somit Oxidationsprozesse an der Ober fläche verringert werden.

Vorteilhafterweise ist im Schmelzbehälter im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre, vorzugs weise in der Oberseite oder in einem Deckel, eine Austritts öffnung zum Abführen des reaktionsträgen Gases vorgesehen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekenn zeichnet, daß das Tauchrohr aus einem auf der Basis von ni tridgebundenen Siliziumkarbiden hergestellten Keramikmateri al besteht.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine neuartige Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem er sten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem dritten Aus führungsbeispiel;

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht durch eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem vierten Aus führungsbeispiel;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht durch eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem fünften Aus führungsbeispiel; und

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht durch eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem sechsten Aus führungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Ein richtung zum Schmelzen von festen Nichteisenmetallen und/oder zum Warmhalten von Nichteisenmetallschmelzbädern. Der Ofen 1 weist einen Schmelzbehälter 3 auf, der von einem Deckel 5 verschlossen ist. Der Schmelzbehälter 3 enthält ein Schmelzbad 7 aus einem Nichteisenmetall. Über dem Schmelzbad 7 befindet sich die Atmosphäre 9. Ein Tauchrohr 11 ist in der Mitte des Schmelzbehälters 3 angeordnet. Das Tauchrohr 11 reicht fast bis zum Boden des Schmelzbehälters 3. Das Tauchrohr 11 erstreckt sich nach oben durch eine Öffnung 13 im Deckel 5 des Schmelzbehälters hindurch. In dem Tauchrohr 11 ist ein Flammenhalter 15 und ein Flammrohr 17 angeordnet. Das Tauchrohr 11 weist oberhalb des Tiegeldeckels 5 eine Eintrittsöffnung 19 für Verbrennungsluft auf. Am oberen Ende des Tauchrohres ist eine zentrale Eintrittsöffnung 21 für Brenngas vorgesehen. Die Eintrittsöffnung 21 ist über eine zentrale Brennstofflanze 23 mit dem Flammenhalter 15 verbun den. Die Eintrittsöffnung 19 für die Verbrennungsluft ist über einen ringförmigen Verbrennungsluftkanal 25 mit dem Flammenhalter 15 verbunden. Der ringförmige Verbrennungs luftkanal 25 wird innen von der Brennstofflanze 23 und außen von dem Flammrohr 17 begrenzt. Ein ringförmiger Abgaskanal 27 wird innen vom Flammrohr 17 und außen durch den Mantel 29 des Tauchrohres begrenzt. Der Abgaskanal 27 ist oberhalb des Tiegeldeckels 5 mit einer Abgasaustrittsöffnung 31 verbun den. Im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre 9 ist auf der Innenseite des Tauchrohrmantels 29 eine Wärmedämmung 32 angeordnet. Die Wärmedämmung 32 ist so angeordnet, daß sie nach unten bis in den Bereich der Me tallschmelze hineinragt. Nach oben erstreckt sich die Wärme dämmung 32 bis über den Deckel 5 des Schmelzbehälters 3.

Beim Betrieb wird dem Flammenhalter 15 über die Ein trittsöffnung 21 und die Brennstofflanze 23 Brenngas sowie über die Eintrittsöffnung 19 und den Verbrennungskanal 25 Verbrennungsluft zugeführt. Unterhalb des Flammenhalters 15 bildet sich im Flammrohr 17 eine Flamme. Das nach unten strömende Abgas wird von innen nach außen um den unteren Rand des Flammrohres 17 herumgeführt und über den äußeren Ringkanal 27 nach oben zur Abgasaustrittsöffnung 31 gelei tet. Im Bereich oberhalb des Flammenhalters 15 wird das Ab gas außen an der frisch zugeführten Verbrennungsluft 19 vor beigeführt. Dadurch findet oberhalb des Flammenhalters 15 durch das Flammrohr 17 eine Wärmeübertragung von dem Abgas auf die Verbrennungsluft statt. Die Verbrennungsluft wird dadurch vorgewärmt.

Mit Hilfe der Wärmedämmung 32 kann die Temperatur der Tauchrohroberfläche im Bereich der Ofenatmosphäre durch ge eignete Materialwahl unterhalb vorgegebener Grenzwerte ge halten werden. Durch diese Einhaltung vorgegebener Grenz werte können Anbackungen erfolgreich verhindert werden. Die Lebensdauer des Tauchrohres 11 kann dadurch erheblich ver längert werden.

In Fig. 2 ist eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Anstelle der Wärme dämmung ist ein Kühlkanal 33 vorgesehen. Die Eintrittsöff nung 19 für die Verbrennungsluft ist nicht nur mit dem Ver brennungsluftkanal 25, sondern ebenfalls mit dem Kühlkanal 33 verbunden. Am Eingang des Kühlkanals 33 ist eine Drossel klappe 35 angeordnet. Der Kühlkanal 33 verläuft im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre 9 un mittelbar auf der Innenseite des Tauchrohrmantels 29 nach unten. Im Betrieb läßt sich die gewünschte Menge der als Kühlluft verwendeten Verbrennungsluft durch geeignete Ein stellung der Drosselklappe 35 zuführen. Die Kühlluft strömt durch den Kühlkanal 33 nach unten bis zu dessen Ende kurz unterhalb der Schmelzbadoberfläche. Dort wird die kühle Luft durch das entgegenströmende Verbrennungsabgas um 180° in den sich zur Mitte des Tauchrohres 11 hin anschließenden ring förmigen Abgaskanal 27 umgelenkt. Die kühle Luft strömt zu sammen mit dem Verbrennungsabgas in dem Abgaskanal 27 zur Austrittsöffnung 31.

Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Die Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 dadurch, daß anstelle der Wärmedämmung bzw. des Kühlsystems ein Schutzrohr 37 das Tauchrohr 29 im Bereich der Atmosphäre 9 unter Bildung eines ringförmigen Spaltes 39 umgibt. Das Schutzrohr reicht bis in das Schmelzbad 7 hinein. Es weist an seinem oberen Ende einen Flansch 41 auf, mit dem es auf dem Rand der Öffnung 13 des Deckels 5 des Schmelzbehälters 3 aufliegt. In dem Tauchrohr 29 sind zwei Durchgangsbohrungen 43 und 45 vorgesehen. Zwischen den beiden Durchgangsbohrun gen 43 und 45 ist im ringförmigen Abgaskanal 27 ein Strö mungswiderstand 47 angeordnet. Ein Teilstrom des Abgases im Abgaskanal 27 tritt aufgrund des Strömungswiderstandes 47 durch die untere Durchgangsbohrung 43 in den Spalt 39 ein.

Das Abgas strömt im ringförmigen Spalt nach oben und strömt durch die obere Durchgangsbohrung 45 wieder mit dem im Ab gaskanal verbliebenen Teilstrom zusammen. Der vereinigte Ab gasstrom strömt zur Abgasaustrittsöffnung 31.

Durch das in das Schmelzbad eintauchende Schutzrohr 37 wird die Atmosphäre im Ringspalt 39 gegenüber der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre 9 abgeschottet. Das im Ringspalt 39 eingedüste Verbrennungsabgas weist einen we sentlich geringeren O₂-Partialdruck als Luft auf und dient daher als Inertgas. Die Oberfläche des Tauchrohres steht im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmo sphäre 9 nur mit diesem Inertgas in Kontakt. Somit kann eine Oxidations- bzw. Krätzebildung auf der Oberfläche des Tauch rohres im Atmosphärenbereich verhindert werden.

Fig. 4 zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem vierten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Die Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung gemäß Fig. 3 dadurch, daß das Tauchrohr keine Durchgangsbohrungen aufweist, sondern eine separate Inertgaseintrittsöffnung 49 und eine separate Inertgasaustrittsöffnung 51. Die Inertgaseintrittsöffnung 49 und die Inertgasaustrittsöffnung 51 sind oberhalb des Deckels 5 des Schmelzbehälters angeordnet und jeweils mit dem Ringspalt 39 verbunden. Das Inertgas, zum Beispiel Stickstoff, wird über die Inertgaseintrittsöffnung 49 zuge führt und durchströmt den Ringspalt 39. Das Inertgas tritt dann aus der der Inertgaseintrittsöffnung 49 gegenüberlie genden Inertgasaustrittsöffnung 51 heraus. Bei dieser Aus führungsform können bei hohen Temperaturen Oxidationen im Ringspalt zuverlässig vermieden werden, welche zu Anbackun gen führen würden. Daher bietet die Zuführung eines separa ten Inertgases einen besonders guten Schutz vor Anbackungen am Tauchrohr im Bereich der Atmosphäre 9.

In Fig. 5 ist eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß einem fünften Ausfüh rungsbeispiel schematisch dargestellt. Diese Einrichtung un terscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 dadurch, daß in dem Schutzrohr 37 kurz oberhalb der Oberflä che des Schmelzbades 7 eine Durchgangsbohrung 53 vorgesehen ist. Ferner ist der Ringspalt 39 nicht direkt mit einer Inertgasaustrittsöffnung verbunden. Statt dessen ist in dem Deckel 5 des Schmelzbehälters 3 eine Inertgasaustrittsöff nung 55 vorgesehen.

Das Inertgas strömt wiederum durch die Eintrittsöffnung 49 in den Ringspalt 39 ein. Es verläßt den Ringspalt durch die Durchgangsbohrung 53 und gelangt in die oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre 9. Das Inertgas strömt durch die Inertgasaustrittsöffnung 55 aus dem Schmelzbehäl ter nach oben aus. Indem das Inertgas über die Schmelzbad oberfläche geleitet wird, kann dort der O₂-Partialdruck ebenfalls niedrig gehalten werden. Auf diese Weise können auch an der Schmelzbadoberfläche die Oxidationen reduziert werden.

Fig. 6 zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades gemäß dem sechsten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Diese Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbei spiel dadurch, daß keine separate Inertgasaustrittsöffnung vorgesehen ist. Statt dessen weist das Tauchrohr im oberen Bereich der Atmosphäre 9 eine Durchgangsöffnung 57 auf. Das dem Ringspalt 39 zugeführte Inertgas strömt durch diese Durchgangsöffnung 57 in den ringförmigen Abgaskanal 27 und wird über die Abgasaustrittsöffnung 31 gemeinsam mit dem Ab gas abgeführt.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Wei terbildungen denkbar. Die verschiedenen Ausführungsbeispiels können beliebig miteinander kombiniert werden, um die ge wünschte Lebensdauer des Tauchrohres zu erzielen. Anstelle eines Kühlgases kann auch eine Kühlflüssigkeit verwendet werden. Insbesondere kann die Form des Hohlkörpers und des Tauchrohres auch oval oder mehreckig gewählt werden. Ferner kann die Zahl der Verbindungen zwischen dem Spalt und dem Abgaskanal des Tauchrohres, zwischen dem Spalt und der ober halb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre und zwischen dem Abgaskanal und der oberhalb des Schmelzbades befindli chen Atmosphäre beliebig variiert werden. Schließlich kann bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 das Schutzrohr 37 vollständig weggelassen werden.

Claims

1. Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades, insbesondere eines Schmelzbades aus Nicht eisenmetall, mit
einem Schmelzbehälter (3) für das Schmelzbad (7) und ei ne darüber befindliche Atmosphäre (9), und
einer Heizeinrichtung zum Beheizen des Schmelzbades, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizeinrichtung als im Schmelzbehälter angeord netes, in das Schmelzbad eintauchendes Tauchrohr (11) ausge bildet ist, und
daß dem Tauchrohr Mittel (32, 33) zugeordnet sind, die die Temperatur der Tauchrohroberfläche im Bereich der ober halb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre unterhalb vor gegebener Grenzwerte halten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr einen Brenner, vorzugsweise einen Rekupe ratorbrenner, enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte der Temperatur der Tauchrohroberfläche (32, 33) derart ausgebildet sind, daß die Tauchrohroberflächentempe ratur auf eine Temperatur im Bereich von 80-120% der Schmelzbadtemperatur einstellbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einhaltung der vorgegebe nen Grenzwerte der Temperatur der Tauchrohroberfläche eine im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmos phäre (9) an der Innenseite des Tauchrohres befestigte Wär medämmung (32) aufweisen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einhaltung der vorgegebe nen Grenzwerte der Temperatur der Tauchrohroberfläche eine Kühleinrichtung (33) aufweisen, wobei die Kühleleinrichtung derart ausgebildet ist, daß der Innenseite der Tauch rohroberfläche kaltes Kühlgas zuführbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (33) derart ausgebildet ist, daß Verbrennungsluft des Brenners als Kühlgas verwendbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Einrichtung (27) zum gemeinsamen Abführen des Kühlgases und der Abgase des Brenners vorgesehen ist.

8. Einrichtung zum Erzeugen und/oder Warmhalten eines Schmelzbades, insbesondere eines Schmelzbades aus Nicht eisenmetall, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit
einem Schmelzbehälter (3) für das Schmelzbad (7) und ei ne darüber befindliche Atmosphäre (9), und
einer Heizeinrichtung zum Beheizen des Schmelzbades, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizeinrichtung als im Schmelzbehälter angeord netes, in das Schmelzbad eintauchendes Tauchrohr (11) ausge bildet ist, und
daß Mittel (43; 49) vorgesehen sind, um ein reaktions träges Gas, vorzugsweise Inertgas, z. B. Stickstoff, der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre (9) zuzu führen.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr einen Brenner (15), vorzugsweise einen Re kuperatorbrenner, enthält.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zum Zuführen von reaktionsträgem Gas (43; 49) derart ausgebildet sind, daß bei Zufuhr des re aktionsträgen Gases die der oberhalb des Schmelzbades be findlichen Atmosphäre ausgesetzte Oberfläche des Tauchrohres (29) von reaktionsträgem Gas umgeben ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise rohrförmiger Hohlkörper (37) das Tauchrohr im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre (9) unter Bildung eines vorzugsweise ringförmigen Spaltes (39) umgibt, und daß die Mittel zum Zuführen von reaktionsträgem Gas (43; 49) derart angeordnet sind, daß das reaktionsträge Gas in den Spalt (39) einführbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß der Hohlkörper (37) das Tauchrohr im gesamten Be reich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre (9) umgibt und bis in das Schmelzbad (7) hineinragt.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen von reak tionsträgem Gas (43; 49) derart als Verbindung zwischen dem Spalt (39) und/oder der oberhalb des Schmelzbades befindli chen Atmosphäre und dem Innenraum des Tauchrohres, z. B. als Durchgangsbohrungen (43) im Tauchrohr, ausgebildet sind, daß Abgas vom Brenner als reaktionsträges Gas in den Spalt und/oder in die oberhalb des Schmelzbades befindliche Atmo sphäre einführbar ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß eine zweite Verbindung (45) zwischen dem Spalt (39) und/oder der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmo sphäre und dem Innenraum des Tauchrohres zur Rückführung des in den Spalt und/oder in die oberhalb des Schmelzbades be findliche Atmosphäre abgezweigten Abgasstromes in das Tauch rohr (11) vorgesehen ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß ein Strömungswiderstand (47) zwischen den zwei Ver bindungen (43, 45) im Abgasstrom des Tauchrohres derart an geordnet ist, daß Abgas des Brenners in den Spalt (39) ein düsbar ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (27) zum gemein samen Abführen des reaktionsträgen Gases und der Abgase des Tauchrohres vorgesehen ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß in der Wand des vorzugsweise rohr förmigen Hohlkörpers (37) eine Öffnung (53) vorgesehen ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß im Schmelzbehälter (3) im Bereich der oberhalb des Schmelzbades befindlichen Atmosphäre (9), vorzugsweise in der Oberseite oder in einem Deckel (15), ei ne Austrittsöffnung (55) zum Abführen des reaktionsträgen Gases vorgesehen ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da durch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr aus einem auf der Basis von nitridgebundenen Siliziumkarbiden hergestellten Keramikmaterial besteht.