DE3134429C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Schmelz­ ofen zum elektrischen Schmelzen von nichtmetallischem Material, insbesondere von Schlacke, durch Einbringen des Materials in einen mit Kohlenstoff ausgekleideten Schmelztiegel, Schmelzen des Materials durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms durch dasselbe und Ableiten des schmelzflüssigen Materials aus dem Schmelztiegel über eine Abzugsöffnung im unteren Teil des Schmelztiegels.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden seit langem benutzt um Mineralwolle herzustellen, die sich als thermische und akustische Isolation bewährt hat. Als Ausgangsmaterialien kommen die verschiedensten Materialien in Betracht, insbesondere Hoch­ ofenschlacke, die bei der Erzeugung von Kupfer, Blei und Eisen anfällt. Um hieraus Mineralwolle herzustellen, werden die Materialien in einem Kupolofen geschmolzen, was eine erhebliche Luftverschmutzung verursachte. Ausgedehnte Untersuchungen der Reaktionen in großen Kupolöfen, beispielsweise Eisenhochöfen und Untersuchungen im Hinblick auf optimale Pegel für alle Parameter sowie die enorme Vergrößerung der Anlagen (gewisse kürzlich geschaffene Einheiten überschreiten 10 000 Tonnen Eisen pro Tag oder 7000 kg pro Minute) haben zu einer verbesserten Qualität und einer wirtschaftlichen Herstellung geführt.

Im Gegensatz hierzu sind die kleinen Kupolöfen, die etwa 5 Tonnen pro Stunde verarbeiten und weltweit benutzt werden, um Nichtmetalle zu schmelzen, die zu Mineralwolle verarbeitet werden, klein und arbeiten mit schlechtem Wirkungsgrad. Eine wirtschaftliche Her­ stellung war nicht möglich, weil Mineralwolle sehr raumgreifend ist und aus Kostengründen nicht über große Entfernungen transportiert werden kann. Außerdem sind die Vorrichtungen, die bei den meisten Anlagen benutzt werden, um den geschmol­ zenen Strom von Schlacke, der aus den Kupolöfen aus­ tritt, zu Fasern zu verarbeiten, im allgemeinen auf 5 Tonnen pro Stunde und pro Anlage beschränkt.

Der typische Kupolofen, der gegen­ wärtig benutzt wird, um Nichtmetalle zu schmelzen und Mineralwolle herzustellen, ist mit einem wassergekühlten Stahlzylinder mit 1,8 m bis 2,1 m Durch­ messer und einer Höhe von 4,50 m bis 7,50 m ausgestattet. Diese Öfen haben ihrer Natur nach thermisch mit einem schlechten Wirkungsgrad, und sie stellen eine hohe Umweltbelastung dar und weisen hohe Betriebskosten auf. Die Mengen von teilchenförmigem Material, Schwefel und Schwefeloxiden in dem Rauch, der aus dem Kupolöfen austritt, erfordert einen hohen Kapitalaufwand und hohe Wartungskosten.

Ein wichtiger Nachteil der Kupolöfen besteht darin, daß die Qualität des Erzeugnisses nicht in der gewünschten Weise beeinflußt werden kann. Die Verweilzeit im geschmolzenen Zustand jeder Charge ist sehr klein und beträgt im allgemeinen nur Sekunden, und in gewissen Fällen höchstens Minuten. Eine Modifizierung der Abzapftemperatur kann nur durch Chargenzusätze zufriedenstellend erlangt werden, indem beispielsweise Sand zugesetzt wird, um den Schmelzpunkt herabzusetzen. Eine Erhöhung der Schmelzrate kann nur dadurch erlangt werden, daß die Gebläseluft vergrößert wird, was eine Änderung der Verweilzeit und der Ab­ zapftemperatur zur Folge hat.

Da Rohmaterialien, insbesondere Hochofen-Eisenschlacke meist als Abfall anfällt und Mineralwolle guter Quali­ tät ein hohes Isolationsvermögen zeigt in der Vergangenheit sind zahlreiche Versuche unternommen worden, um ein zufriedenstellendes Schmelzverfahren zu schaffen. Diese Versuche benutzen elektrische Öfen, die mit einer Widerstandsbeheizung, einer Lichtbogenbeheizung oder einer Induktionsbeheizung versehen waren, um die Charge zu schmelzen und zwar im Hinblick darauf, daß ein geschmolzenes Material erzeugt wird, das im Hinblick auf die Strömungsrate, Temperatur und Zusammensetzung mit vergleichbaren Kosten einge­ stellt wird.

Alle diese Versuche sind aber fehlgeschlagen, und zwar nicht aber deshalb, weil das elektrische Schmelzen von Schlacke selbst besonders schwierig ist, sondern deshalb, weil die Behandlung nach einem gesteuerten Verfahren mit konventionellen elektrischen Öfen sich als unwirtschaftlich erwiesen hat.

Die zum Schmelzen einer Tonne von Hochofenschlacke in einem 5 Tonnen pro Stunde-Kupolofen benötigte Energie kann etwa 2052 kWh betragen. Wegen des Fehlens einer Temperatursteuerung und einer Steuerung hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und der Rate des Abzugs der Kupolöfen wird durchschnittlich 45% des geschmol­ zenen Materials als Ausschuß vergeudet. Demgemäß liegt die zum Schmelzen einer Tonne des Produktes benötigte Energie bei etwa 3664 kWh.

Unter idealen Bedingungen beträgt demgegenüber die ge­ samte Wärmemenge, die erforderlich ist um eine Tonne Eisen-Hochofenschlacke auf die Abzapftemperatur zu erhöhen, etwa 450 kWh. Da der Wirkungsgrad einer mo­ dernen thermischen Station bestenfalls 37% beträgt und Übertragungsverluste nach dem Ort des Schmelz­ tiegels weitere 10% betragen, beträgt der Gesamtenergie­ bedarf zur Temperaturerhöhung einer Tonne Schlacke auf die Abzugstemperatur unter idealen Bedingungen 1319 kWh. Deshalb wird in einem herkömmlichen 5 Tonnen/h Elektro­ ofen mit einem thermischen Wirkungsgrad von 70% eine Energiequelle benötigt, die 1876 kWh pro zu schmelzen­ der Tonne liefert. Unter der Annahme, daß die Verbesserung in der Steuerung der Anzapftemperatur der chemischen Zusammensetzung und der Abzugsrate gegenüber herkömm­ lichen elektrischen Schmelzöfen eine Verbesserung des gebrauchsfähigen Mineralwolleproduktes von gegenwärtig 55% auf 65% erreichen läßt, dann ergibt sich ein Ener­ giebedarf für diese elektrische Schmelzvorrichtung von 2872 kWh pro Tonne Enderzeugnis.

Zusammenfassund kann gesagt werden, daß der Energie­ bedarf pro Tonne Mineralwolle-Erzeugnis etwa 20% mehr für die gegenwärtig benutzten Kupolöfen erfordert als bei herkömmlichen elektrischen Schmelzverfahren.

Ökonomisch ausgedrückt bedeutet dies, daß bei $ 170 pro Tonne Koks und den durchschnittlichen Kosten von $0,028 pro kWh in den USA im Jahre 1979 die Einsparung der Energiekosten für herkömmliche elektrische Schmelzver­ fahren gegenüber einem Kupolofenschmelzen etwa $ 10 pro Tonne Schmelze oder $18 pro Tonne Enderzeugnis als Ein­ sparung ergaben.

Leider werden diese Energiekosteneinsparungen durch die hohen Kosten der feuerfesten Auskleidungen in herkömmlichen elektrischen Öfen wieder aufgehoben, weil die geschmolzene Schlacke und des freien Sauerstoff alle bekannten feuerfesten Auskleidungs­ systeme erodiert, sogar Kohlenstoff-Auskleidungen und Graphitauskleidungen. Kohlenstoffmaterialien oxidieren oder brennen aus, und zwar zunehmend schnell wenn die Temperaturen über 500°C ansteigen. Beispielsweise ver­ liert industrieller Graphit 6% seines Gewichts durch Oxydation wenn er bei 600°C in Luft während 2 1/2 h belassen wird. Der Schmelzpunkt von Hochofen-Eisenschlacke beträgt je nach Zusammensetzung 1370 bis 1540°C.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gemäßes Schmelzverfahren derart zu verbessern, daß unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Herstellung mit wesentlich verringertem Energieaufwand gewährleistet ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen 2 und 3.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, einen elek­ trischen Schmelzofen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, der unter Vermeidung der erwähnten Nachteile einen verbesserten Wirkungsgrad hat und eine schadstoffarme Herstellung gewährleistet und zugleich eine Erhöhung der Lebensdauer der Schmelztiegelwände gewährleistet.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 4 angegebenen Merkmale. Ausgestaltungen des elektrischen Schmelzofens ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen 5 bis 7.

Die vorliegende Erfindung löst die beschriebenen Probleme mit bekannten Systemen. Dies wird erreicht durch die Konstruktion eines elektrischen Schmelzofens, der mit einer hoch integrierten Atmosphärensteuerung versehen ist, wodurch atmosphärischer Sauerstoff ausgeschlossen wird und dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, kohlenstoffhaltige Materialien als wirtschaft­ liche feuerfeste Auskleidung zu benutzen.

Der erfindungsgemäße Schmelzofen hat einen thermischen Wirkungs­ grad zwischen 80 und 85% bei einem 5-Tonnen-Ofen, was eine entsprechende Verminderung des Energiebedarfs und der Betriebs­ kosten ergibt.

Die Menge von Rauch, die durch einen vollständig umschlossenen Ofen geliefert wird, aus welchem atmosphärische Luft entfernt ist, beträgt nur einen kleinen Bruchteil des Rauchs, der von der Gegenstromluftführung bei Kupolöfen herrührt. Infolge­ dessen wird die Rauchbehandlung bei dem neuen Ofen auf einen mäßigen relativ niedrigen Wert vermindert.

Die Charge wird über eine atmosphärische Schleuse eingebracht, so daß sauerstofffreies Material in den Schmelztiegel gelangen kann. Die resultierende Verweilzeit von 30 bis 60 Minuten macht den Ofen in Verbindung mit dem vollvariablen Energieeingang und den Beschickungs- und Abzugsraten und der gesteuerten Atmosphäre geeignet im Hinblick auf eine sehr genaue Steuerung der Abzugstemperatur, der chemischen Zusammensetzung und der Rate, wodurch eine vorhersehbare Oberflächenspannung und Viskosität und entsprechende Verbesserung der Produktqualität erreicht werden.

Der erfindungsgemäße Schmelzofen ermöglicht sogar die Verarbei­ tung von Ausschuß, der durch die Kupolöfen nicht verarbeitet werden kann, so daß sich eine erhebliche Ersparnis im Roh­ material und im Hinblick auf die Verarbeitungskosten des Ausschusses ergibt.

Die Erfindung ergibt eine beträchtliche Energieeinsparung und demgemäß eine hohe Kosteneinsparung im Betrieb. Mit einer verlängerten Lebensdauer der feuerfesten Auskleidung und einem Wirkungsgrad des Ofens von 85% und einem Spinnanteil von 75% und einer vollen Wiederverarbeitung von Ausschuß fällt der Energiebedarf pro Tonne des Endproduktes von 3664 kWh bei einem Kupolofen auf 2052 kWh, und die Betriebskosten werden um mehr als $ 40,- pro Tonne Endprodukt gesenkt, wenn man die Kosten aus dem Jahre 1979 zugrundelegt.

Der erfindungsgemäße Ofen ist in der Lage, einen weiten Bereich von Materialien zu schmelzen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Herstellung der Einzelfasern aus dem Schlackenfilm;

Fig. 2 eine Ansicht eines elektrischen Schmelzofensystems mit einstellbarer Atmosphäre, und

Fig. 3 eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Schmelzofens.

Fig. 1 zeigt schematisch das Aufbrechen des Schlackenfilms in Fasern, die zu Mineralwolle verarbeitet werden können. Es wird zunächst ein aus flüssiger Schlacke bestehender Film 10 hergestellt, der durch einen senkrecht auf ihn mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden Luftstrom 12 beaufschlagt wird. Dadurch wird der Schlackenfilm 10 abgelenkt, und es entwickeln sich Wellen, welche mit sich vergrößernden Amplituden fort­ schreiten. Am Vorlaufrand des Films wird eine halbe oder eine volle Wellenlänge des geschmolzenen Materials durch den Luft­ strom 12 getroffen, und es erfolgt ein Zusammenziehen in Fäden 14 unter dem Einfluß der Oberflächenspannung. Ob diese Fäden 14 in nützliche Fasern 16 umgewandelt werden oder Ausschuß 18 ergeben, hängt in hohem Maße von der Weiterverarbeitung ab.

Das System 20 weist einen elektrischen Schmelzofen 22 auf, dessen Einzelheiten insbesondere in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben werden. Der Ofen 22 wird von einem Trägerrahmen 24 über Schwenkzapfen 26 getragen. Unter dem Trägerrahmen 24 sind mehrere Belastungszellen angeordnet, so daß das Gewicht des Ofens 22 und des ihm zugeordneten Aufbaus gemessen werden können. Hierdurch wird es möglich, das Gewicht des innerhalb des Ofens befindlichen Materials zu bestimmen.

Im unteren Abschnitt des Ofens 22 ist ein Abzapfloch 30 angeordnet, welches benutzt werden kann, um das geschmolzene Material innerhalb des Ofens aus diesem abzuziehen. Unter dem Abzapfloch 30 befindet sich ein Trog 32, der das geschmolzene Material einer Vier-Rad-Form 34 zuführt. Das geschmolzene Material (bei dem jetzt beschriebenen Ausführungsbeispiel Schlacke) wird dann in Isolations-Mineralwolle umgewandelt, wobei herkömmliche Techniken benutzt werden, wie sie oben beschrieben wurden. Wenn andere Materialien als Schlacke im Ofen geschmolzen werden, oder wenn es erwünscht ist andere Produkte herzustellen als Isolations-Mineralwolle, dann wird natürlich der Trog 32 und die Form 34 wegge­ lassen und durch andere Einrichtungen ersetzt.

Über dem Ofen 22 befindet sich ein Elektrodenaufhänge­ system 36. Wie im folgenden im einzelnen beschrieben, trägt das Elektrodenaufhängesystem 36 nicht nur die Elektroden, die zum Schmelzen des Materials innerhalb des Ofens 22 benutzt werden, sondern wirkt auch als Abdeckorgan zur Abdichtung des Inneren des Ofens 22 gegenüber der äußeren Atmosphäre. Die elektrische Ener­ gie von der Spannungsquelle 38 wird den Elektroden inner­ halb des Elektrodenaufhängesystems 36 über flexible Leitungen 40 geliefert, die durch eine abgedichtete Durchführung 42 in der Seite des Elektrodenaufhänge­ systems 36 hindurchtreten.

Das dem Ofen 22 zum Schmelzen zuzuführende Material wird in einem oder mehreren Aufgabetrichtern 44 ge­ sammelt. Wenn mehr als ein Aufgabetrichter 44 benutzt wird, dann können unterschiedliche Materialien in den verschiedenen Aufgabetrichtern gespeichert werden. Jeder Aufgabetrichter 44 weist eine Waage 46 auf, die unter dem Aufgabetrichter angeordnet ist, so daß exakte Mengen von den verschiedenen Materialien abgemessen werden können, die dem Ofen zugeführt werden sollen.

Wenn die richtigen Mengen der Materialien in den Waagen 46 angeordnet sind, dann wird das Gatter 48 am Boden der Waagen geöffnet und das Material wird auf einer ersten Fördervorrichtung 50 abgelegt. Das Material auf der Fördervorrichtung 50 wird dann einer zweiten Fördervorrichtung 52 zugeführt, die das Material nach oben nach der Oberseite des Ofens 22 fördert.

Dann wird das Material in das Innere des Ofens 22 über einen Einlaß 54 und einen damit verbundenen Auf­ gabetrichter 56 gefördert. Wenn jedoch das Material in den Ofen 22 gefördert wird, und insbesondere wenn der Ofen kontinuierlich statt chargenweise beschickt wird, ist es erforderlich zu verhindern, daß atmosphärische Gase über die Einlaßöffnung 54 in den Ofen eintreten.

Dies wird durch eine Zuführungsblockierung 58 erreicht, die ein Ventil 60 am oberen Teil und ein Ventil 62 am unteren Teil aufweist. Bei geschlossenem Ventil 62, wo­ durch der Einlaß nach dem Ofen 22 abgedichtet ist, und geöffneten Ventil 60 wird das Material in die Zuführungs­ absperrvorrichtung 58 eingeführt. Dann wird das Ventil 60 geschlossen, und das Innere der so gebildeten Zu­ führungsschleuse wird mit inertem Gas, beispielsweise Stickstoff, ausgespült. Es könnten stattdessen auch andere inerte Gase benutzt werden, und es ist auch mög­ lich eine Vakuumquelle an die Schleuse anzuschließen, um nur die atmosphärischen Gase aus dem Inneren ab­ zuziehen. Wenn dies geschehen ist, dann wird das untere Ventil 62 geöffnet, und das Material aus der Zuführungs­ schleuse 58 tritt in den Ofen 22 durch den Aufgabetrich­ ter 56 und die Einlaßöffnung 54 ein.

In der Nähe des oberen Teils des Ofens 22 befindet sich außerdem eine Ausblasöffnung 64. Die Ausblasöffnung 64 steht mit dem Inneren des Ofens 22 in Verbindung und ist an eine horizontal verlaufende Ausblasleitung 66 angeschlossen. Mit dem Mittelpunkt der Leitung 66 steht über einen flexiblen Schlauch 70 eine Vakuum­ pumpe 68 in Verbindung. Benachbart zu dem freien Ende der Leitung 66 befindet sich ein einstellbares Venturi­ rohr 72, das durch ein Gebläse 74 gespeist wird, das an den Schornstein 76 angeschlossen ist.

Beim Hochfahren des Ofens 22 ist es erwünscht, das Austreten schädlicher Gase in die Atmosphäre innerhalb des Ofens im wesentlichen vollständig auszuschalten. Dies wird dadurch bewirkt, daß ein Ventil 78 am freien Ende der Ausblasleitung 66 geschlossen wird, und daß dann eine Vakuumpumpe 68 läuft, bis der Druck inner­ halb des Ofens auf den gewünschten Wert vermindert ist. Danach wird die Vakuumpumpe 68 abgeschaltet und der Ofen wird wieder mit inertem Gas, z. B. Stickstoff, an­ gefüllt, und zwar etwas über dem atmosphärischem Druck. Nachdem der Ofen läuft, kann das Ventil 78 geöffnet und das Gebläse 74 angestellt werden. Dann wird das Venturirohr 72 so eingestellt, daß Dampf aus dem Inneren des Ofens 22 abgezogen wird, während jedoch Sauerstoff und andere schädliche atmosphärische Gase nicht zurück­ strömen können. Bei Benutzung des Venturirohrs 72 werden geringe Mengen von Stickstoff aufgebaut, und in gewissen Fällen kann die Atmosphäre innerhalb des Ofens 22 in engen Grenzen unter Verwendung der Vakuumpumpe 68 ein­ gestellt werden.

Im folgenden wird aus Fig. 3 der Zeichnung Bezug genommen.

Hieraus ist ersichtlich, daß der Ofen 22 im wesent­ lichen kugelförmig gestaltet ist und eine im wesent­ lichen kugelförmig gestaltete feuerfeste Auskleidung 80 aufweist, die zum Zwecke des Schmelzens von Schlacke vorzugsweise aus Kohlenstoff besteht. Hinter der Kohlen­ stoffauskleidung 80 befindet sich eine Rückauskleidung 82, die vorzugsweise aus einer hoch-feuerfesten Tonerde besteht. Weiter außen befindet sich eine feuerfeste Isolation 84,und eine weitere Isolationsschicht 86 be­ steht vorzugsweise aus einem Material, z. B. geschäumter Tonerde. Die Außenschicht des Ofens 22, die die Iso­ lationsschicht 86 abdeckt, besteht aus einer Stahlkugel 88.

Das geschmolzene Material, beispielsweise Schlacke ge­ mäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist bei 90 dar­ gestellt, und diese Schlacke füllt etwa die Hälfte des Schmelztiegels innerhalb des Ofens 22 aus. Wegen der extrem hohen in Betracht kommenden Temperaturen ist es wichtig, daß das geschmolzene Material 90 niemals irgendein Material "zu sehen bekommt", welches diesen Temperaturen nicht standhalten kann. Aus diesem Grunde weist der innere Abschnitt der Einlaßöffnung 54 ein Kohlenstoffrohr 92 auf, und ein ähnliches Kohlenstoff­ rohr 94 liegt am inneren Ende der Ausblasöffnung 64. Hinter den Kohlenstoffrohren 92 und 94 befinden sich wassergekühlte Stahlrohre 96 bzw. 98. In gleicher Weise ist das Abzapfrohr 30 mit einem Graphitrohr 100 und mehreren wassergekühlten Stahlkörpern 102 und 104 in der Nähe des Graphitrohres 100 versehen. Ein Pfropfen 106 schließt das Ende des Abzapflochs 30 ab.

Der Schmelztiegel des Ofens 22 besitzt am obersten Teil eine Öffnung. Diese Öffnung wird durch einen mehrlagigen Deckel 108 abgeschlossen. Die unterste Lage 110 des Deckels 108 besteht vorzugsweise aus Kohlenstoff und besitzt einen abgestuften Querschnitt 112, der mit dem abgestuften Abschnitt 114 am oberen Ende des Schmelztiegels zusammenpaßt. Die übrigen Lagen des Deckels 108 über der Graphitlage 110 bestehen vor­ zugsweise aus den gleichen Materialien wie sie be­ schrieben wurden in Verbindung mit den Wänden des Schmelztiegels des Ofens 22.

Der Deckel 108 weist mehrere Löcher 116 und 118 auf. Diese Löcher sind den Elektroden 120 und 122 angepaßt, die vorzugsweise aus Graphit bestehen. Da wenigstens eine Lage des Deckels 108 aus einem elektrisch leit­ fähigem Material besteht, muß ein ringförmiger Zwischen­ raum zwischen jeder Elektrode und der Wand des Durch­ führungsloches des Deckels freigelassen werden.

Das oberste Ende jeder Elektrode ist an einen Kreuz­ kopf, beispielsweise einen Kreuzkopf 124 angeschlossen. Die Kreuzköpfe werden ihrerseits durch mehrere Kugel­ schrauben 126 getragen, die bei Drehung durch den An­ triebsmotor 128 den Kreuzkopf und daher die Elektroden nach oben oder nach unten bewegen, wenn dies erforder­ lich ist. Den Elektroden 120 und 122 kann die Spannung über flexible Kabel, Gleitkontakte oder andere bekannte Mittel zugeführt werden.

Wenn der Deckel 108 die Oberseite des Ofens 122 ab­ schließt, dann erzeugt er allein nicht eine voll­ ständig luftdichte Abdichtung. Diese Abdichtung wird durch einen Stahlzylinder 130 bewirkt, der das Elek­ trodenaufhängesystem 36 vollständig umschließt und einen Teil hiervon bildet. Der untere Abschnitt des Zylinders 130 weist einen Flansch 132 auf, der mit einem Flansch 134 am oberen Ende der Hülse 88 des Ofens 22 zusammenwirkt. Diese Flansche und andere Rahmenabschnitte des Ofensystems, die einer übermäßigen Überhitzung unterworfen sind, werden vorzugsweise mit Wasser gekühlt.

Wie bekannt, wird beim Schmelzen der Schlacke Eisen (oder andere Metalle in der Schlacke) reduziert, und da das Eisen schwerer ist als die geschmolzene Schlacke sammelt es sich am Boden des Ofens, wie bei 136 dargestellt. Infolge der Konstruktion des Ofens kann dieser insgesamt um einige Grad im Gegenuhrzeiger­ sinn gemäß Fig. 3 um die Schwenkzapfen 26 verschwenkt werden, wenn es erforderlich ist das geschmolzene Metall 136 abzuziehen. In dieser gekippten Stellung kann das geschmolzene Metall 136 durch das Anzapfloch 30 oder durch ein getrenntes, für diesen Zweck vorge­ sehenes Anzapfloch abgezogen werden.

In Fig. 3 sind zwei Elektroden 120 und 122 dargestellt. Es ist jedoch klar, daß dies nur zur Veranschaulichung geschieht. Es ist auch möglich, drei Elektroden in einem Mehrphasensystem oder eine einzige Elektrode zu benutzen, und dann die Kohlenstoffauskleidung 80 als zusätzliche Elektrode heranzuziehen. Außerdem kann Wechselstrom oder Gleichstrom benutzt werden, und das Schmelzen kann durch Lichtbogenschmelzen, durch einen einge­ tauchten Lichtbogen oder durch Widerstandserhitzung erfolgen. Außerdem ist es möglich, die Erfindung auch in Verbindung mit Induktionsschmelzvorrichtungen an­ zuwenden.

Die Erfindung kann in anderen spezifischen Ausführungs­ formen verwirklicht werden ohne vom Wesen der Er­ findung abzuweichen, und demgemäß wird auf die fol­ genden Ansprüche im Hinblick auf den Schutzumfang der Anmeldung verwiesen.

Claims (7)

1. Verfahren zum elektrischen Schmelzen von nichtmetallischem Material, insbesondere von Schlacke, durch Einbringen des Materials in einen mit Kohlenstoff ausgekleideten Schmelztiegel, Schmelzen des Materials durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms durch dasselbe und Ableiten des schmelzflüssigen Materials aus dem Schmelztiegel über eine Abzugsöffnung im unteren Teil des Schmelztiegels, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich die Atmosphäre innerhalb des Schmelztiegels geregelt und Sauerstoff aus diesem entfernt wird, wobei gleichzeitig das Eindringen atmosphärischer Gase in den Schmelztiegel verhindert wird, wenn das nichtmetallische Material in diesen eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene Sauerstoff durch ein Inertgas ersetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Schmelztiegel abgezogene schmelzflüssige Schlacke in Mineralwollefasern umgewandelt wird.

4. Elektrischer Schmelzofen (22) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zum Schmelzen von nichtmetallischem Material (90), insbesondere von Schlacke, mit einem mit Kohlenstoff (80) ausgekleideten Schmelztiegel, der gegenüber der äußeren Atmosphäre verschlossen ist, mit einer Öffnung (54) im Schmelztiegel zum Einspeisen von zu schmelzendem Material in den Schmelztiegel, mit wenigstens einer Elektrode (120, 122) in dem Schmelztiegel zum Schmelzen des Materials durch Hindurchleiten des elektrischen Stroms durch dasselbe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vakuumpumpe (68) zum Entfernen von Sauerstoff aus dem Inneren des Schmelztiegels mit diesem verbunden ist, daß eine Speiseschleuse (58) vorgesehen ist, die an der Eingabeseite ein Absperrventil (60) und an der Abgabe­ seite zur Speiseöffnung (54) ein Absperrventil (62) aufweist, und die mit einem Inertgas gespült werden kann, um sauerstoff­ freies Material in den Schmelztiegel einzuleiten und daß eine Abzugsöffnung (30) im unteren Teil des Schmelztiegels zum Ableiten schmelzflüssigen Materials vorgesehen ist.

5. Schmelzofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel im wesentlichen kugelförmig ist.

6. Schmelzofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (120, 122) eine Kohlenstoff-Elektrode ist.

7. Schmelzofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spinnvorrichtung (34) unter der Abzugsöffnung (30) angeordnet ist, um das austretende Material in Mineralwollefasern umzuwandeln.