Die Erfindung betrifft einen Schmelzofen zur Herstellung einer Steinschmelze für die Steinwolle-Erzeugung, umfassend eine Ofenhauptkammer mit einer Aufgabeöffnung zur Aufgabe des stückigen Aufgabegutes, eine Auslaufoffnung zum

Austragen der Steinschmelze und eine erste Heizeinrichtung zum Beheizen der Ofenhauptkammer. Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von mineralischen Schmelzen für die

Produktion von Mineralfaserprodukten bekannt. Die

Mineralfaserprodukte, insbesondere Mineralwolle, wie z.B. Steinwolle oder Glaswolle, bestehen aus glasig erstarrten anorganischen Mineralfasern, die mit Hilfe eines

Schmelzprozesses hergestellt werden. In diesem

Schmelzprozess werden geeignete Rohstoffe geschmolzen und anschließend die derart entstandene Schmelze in einem

Zerfaserungsaggregat zerfasert. Das Zerfasern der Schmelze erfolgt beispielsweise in einem sogenannten Zieh-,

Schleuder- oder Blasverfahren. Unmittelbar nach dem

Zerfasern werden die Mineralfasern entweder tröpfchenweise mit Binde- und/oder Imprägniermitteln benetzt oder erhalten einen Überzug aus Binde- und/oder Imprägniermitteln, so dass sie nachfolgend punktweise miteinander verbindbar sind. Die auf diese Weise behandelte Fasermasse kann nachfolgend aufgesammelt, verformt und die resultierende Struktur durch Aushärtung der Bindemittel fixiert werden. Zur Herstellung von Steinwolle-Dämmstoffen werden Gesteine, wie z.B. Basalt, Diabas, Kalkstein und/oder Dolomit

erschmolzen. Wenn das Gestein mit Hilfe des Kupolofen- Verfahrens erschmolzen wird, so wird die dafür nötige Energie über Koks eingebracht. Das grobkörnige Gestein wird zusammen mit grobstückigem Koks als Primärenergieträger in das Schmelzaggregat eingefüllt. Durch ein Beaufschlagen der Rohstoff-Kokssäule von unten, d.h. nach dem

Gegenstromprinzip mit der für die Verbrennung benötigten Luft wird der Koks oberhalb des Ofenbodens abgebrannt. Im Bereich der Lufteinleitung erreicht die Ofentemperatur eine Höhe, bei der das Gestein aufschmilzt. Alternativ kann der Schmelzprozess auch in einem

Induktionsofen vorgenommen werden.

Der Einsatz des Gesteins, insbesondere Basalt in dem

Schmelzprozess soll möglichst so erfolgen, dass eine homogene Schmelze bestimmter chemischer Zusammensetzung entsteht, deren Viskosität und Kristallisationsverhalten eine störungsfreie Verarbeitung im Zerfaserungsaggregat erlauben und nur zu geringem Ausschuss führen. Wie in der DE 19507643 AI beschrieben besteht hierbei jedoch das Problem, dass mit dem Basalt die darin

enthaltenen hochschmelzenden Verunreinigungen in den Ofen gelangen. Die hochschmelzenden Verunreinigungen können unter den herkömmlichen Ofenbedingungen während des

Schmelzprozesses entweder nicht erschmolzen werden oder bilden in der Schmelze eine flüssige, mit dem Rest nicht mischbare Phase aus, die beim Abkühlen feste Partikel ausbildet. Wenn die heißen Partikel in die Sammelkammer gelangen, so kühlen sie auf Grund ihres hohen Wärmeinhaltes nicht im gleichen Maße ab wie die Mineralwollefasern, so dass sie im heißen Zustand in die Mineralwolle und

schließlich bis in das Fertigprodukt gelangen können. Sind die heißen Partikel bzw. Einschlüsse einmal in ein Mineralwollevlies eingebettet, so kühlen sie nur langsam aus, weil die umgebende Mineralwolle einen Wärmedämmstoff darstellt, der die Abfuhr der Wärmeenergie erschwert. Des weiteren erhöhen die in der Mineralwolle enthaltenen

Partikel die Wärmeleitfähigkeit und verringern daher den Dämmwert .

Zur Lösung des oben genannten Problems wird in der DE 19507643 AI ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Lage der heißen Einschlüsse von einem Sensor geortet wird, und die in dem Sensor gewonnenen Lagemessdaten zur Steuerung eines Düsensystems dienen, welches auf die heißen

Einschlüsse einwirkt. Dieses Verfahren ist jedoch

kompliziert und erfordert einen hohen apparativen Aufwand.

Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, eine

Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit geringem Aufwand eine homogene

Schmelze ohne Einschlüsse erhalten werden kann. Weiters sollen die Energieverluste minimiert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass im Bereich der AuslaufÖffnung eine zweite

Heizeinrichtung angeordnet ist. Der erfindungsgemäße

Schmelzofen umfasst somit eine erste und eine zweite

Heizeinrichtung, wobei die erste Heizeinrichtung dazu dient, das aufgegebene Gestein in der Ofenhauptkammer zu schmelzen, wobei die Schmelze eine erste Temperatur von z.B. 1.500°C erreicht. Mit der zweiten Heizeinrichtung wird die Schmelze nun auf eine gegenüber der ersten Temperatur höhere zweite Temperatur von z.B. 1.700-1.750 °C gebracht, um die in der Schmelze enthaltenen Einschlüsse aufzuschmelzen bzw. so umzuformen, dass sie mit dem Rest der Schmelze eine homogene Phase bilden. Um nun nicht die gesamte Schmelzemenge, die im Ofen vorhanden ist, auf die zweite Temperatur bringen zu müssen und um den mit dem Vorrätighalten der gesamten Menge auf dem hohen

Temperaturniveau verbundenen Energieverlust zu vermeiden, wird erfindungsgemäß lediglich eine Teilmenge der Schmelze auf die zweite Temperatur erwärmt, nämlich die sich im Bereich der zweiten Heizeinrichtung befindliche Schmelze. Dadurch, dass die zweite Heizeinrichtung im Bereich der AuslaufÖffnung angeordnet ist, wird lediglich die für das unmittelbare Ausgießen vorgesehene Menge erwärmt.

Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass eine die

AuslaufÖffnung umgebende weitere Kammer vorgesehen ist, die mittels der zweiten Heizeinrichtung beheizbar ist. Der Ofen wird somit in zwei Kammern aufgeteilt. In der

Ofenhauptkammer wird das Einsatzmaterial eingeschmolzen und die Schmelze auf die erste Temperatur gebracht. In der weiteren Kammer, die bevorzugt in der Ofenhauptkammer angeordnet ist, wird die in der Ofenhauptkammer erzeugte Schmelze auf die zweite Temperatur erwärmt. Die

Ofenhauptkammer und die weitere Kammer sind hierbei mittels wenigstens eines Kanals miteinander verbunden, sodass die in der Ofenhauptkammer erhaltene Schmelze in die weitere Kammer fließen und von dort über die AuslaufÖffnung

ausgetragen werden kann. Die beiden Kammern sind hierbei bevorzugt nach Art von kommunizierenden Gefäßen miteinander verbunden, sodass die weitere Kammer im Ausmaß der über die AuslaufÖffnung entnommenen Menge durch entsprechenden

Nachschub von der Ofenhaupt kammer automatisch aufgefüllt wird . Besonders bevorzugt sind die Hauptofenkaminer und die weitere Kammer über wenigstens einen am Boden des Ofens angeordneten Kanal miteinander verbunden. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Ofen so ausgebildet ist, dass sich die flüssige Schmelze am Boden der Hauptofenkammer sammelt. Die Anordnung des wenigstens einen Kanals am Boden der Kammer stellt daher sicher, dass während des Betriebs immer schmelzflüssiges Material zur Verfügung steht, das in die weitere Kammer nachgeführt werden kann.

Das Vorsehen einer ersten und einer zweiten Heizeinrichtung ist besonders einfach dadurch zu realisieren, dass, wie es einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, die erste und die zweite Heizeinrichtung von einer Induktionsheizung gebildet sind. Die Induktionsheizung umfasst hierbei in der Regel wenigstens eine Induktionsspule, die den Schmelzofen bevorzugt umgibt und deren Magnetfeld Wirbelströme in einem elektrisch leitfähigen Induktionskörper induziert, der bevorzugt in der jeweiligen Kammer angeordnet ist oder die jeweilige Kammer begrenzt. Dabei kann jede

Induktionsheizung eine eigene Induktionsspule aufweisen oder die erste und die zweite Heizeinrichtung können mit einer einzigen, gemeinsamen Induktionsspule arbeiten. Bei getrennter Ausführung der Induktionsspulen kann jede

Heizeinrichtung mit einer jeweils angepassten Frequenz und/oder einer angepassten Stromstärke arbeiten, um die Heizleistung gesondert einstellen zu können.

Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die erste und die zweite Heizeinrichtung jeweils einen eigenen elektrisch leitfähigen Induktionskörper aufweisen, der ausgebildet ist, um an das Magnetfeld wenigstens einer um den

Schmelzofen angeordneten Induktionsspule anzukoppeln.

Hinsichtlich der Ausbildung der Ofenhauptkammer und der weiteren Kammer als kommunizierende Gefäße ist eine

Ausbildung besonders vorteilhaft, bei der die

AuslaufÖffnung in vertikalem Abstand vom Ofenboden

angeordnet ist. Insbesondere ist die AuslaufÖffnung hierbei an einem erhöhten Bereich des Ofenbodens angeordnet.

Bevorzugt ist die AuslaufÖffnung hierbei in der Mitte des Ofenbodens angeordnet.

Der Schmelzofen ist bevorzugt als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet, wobei sowohl die Ofenhauptkammer als auch die weitere Kammer rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Ofenhauptkammer und die weitere Kammer konzentrisch angeordnet.

Eine vorteilhafte und kompakte Konstruktion sieht in diesem Zusammenhang vor, dass der erhöhte Bodenbereich von einem Ringraum umgeben ist, in dem der wenigstens eine Kanal angeordnet ist. Dabei kann der Ringraum einen Siphon zwischen der Ofenhauptkammer und der weiteren Kammer ausbilden, wobei der Siphon im Betrieb mit schmelzflüssigem Material gefüllt ist und im Bodenbereich des Siphon der wenigstens eine Kanal angeordnet ist, über welchen die Schmelze von der Ofenhauptkammer in die weitere Kammer fließt.

Der Induktionskörper der ersten Heizeinrichtung kann hierbei im genannten Ringraum angeordnet sein. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die erste

Heizeinrichtung einen insbesondere am Boden des Ringraums angeordneten, insbesondere ringförmigen ersten Induktionskörper umfasst. Der erste Induktionskörper bildet dabei bevorzugt eine ringförmige Trennwand zwischen der Ofenhauptkammer und der weiteren Kammer aus. Die weitere Begrenzung der weiteren Kammer ist bevorzugt durch einen topfartigen Deckel gebildet, der die weitere Kammer von der Hauptofenkammer trennt. Der topfartige Deckel ist hierbei bevorzugt auf den ringförmigen ersten Induktionskörper aufgesetzt. Der topfartige Deckel besteht beispielsweise aus feuerfestem Stein, insbesondere Schamotte.

Die zweite Heizeinrichtung umfasst bevorzugt einen

insbesondere ringförmigen zweiten Induktionskörper, der ausgebildet ist, um an das Magnetfeld wenigstens einer um den Schmelzofen angeordneten Induktionsspule anzukoppeln und der vorzugsweise die AuslaufÖffnung ausbildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass die AuslaufÖffnung von einer Barriere umgeben ist, die viskositätsabhängig die Schmelze durchlässt oder aufhält, wobei die Barriere vorzugsweise eine Vielzahl von

Durchbrechungen aufweist, die Durchtrittsquerschnitte für die Schmelze ausbilden. Die Barriere dient hierbei dazu, die Schmelze erst dann in den Bereich der AuslaufÖffnung durchzulassen, wenn die Schmelze eine vorgegebene

Viskosität unterschreitet. Es wurde gefunden, dass die Viskosität, insbesondere die dynamische Viskosität der Schmelze einen Indikator für die im Rahmen der Erfindung zu erreichende Mikrohomogenität der Schmelze darstellt. Die gewünschte Homogenität der Schmelze wird dann erreicht, wenn die in der Schmelze vorhandenen kristallinen

Einschlüsse aufgeschmolzen sind bzw. so umgeformt wurden, dass sie mit dem Rest der Schmelze eine homogene Phase bilden. Eine strukturelle und chemische Mi krohomogenität der Schmelze kann dabei durch eine längere Exposition der Schmelze bei einer konstanten Temperatur oder durch eine Erhöhung der Temperatur auf einen Wert, bei welchem sich die strukturellen und chemischen Inhomogenitäten zersetzen, erreicht werden.

Unabhängig davon, auf welche der beiden oben beschriebenen Arten die gewünschte Mikrohomogenität erzielt wurde, lässt die Barriere lediglich denjenigen Schmelzeanteil durch, dessen Viskosität auf den gewünschten Wert abgesunken ist. Die Barriere weist vorzugsweise eine Vielzahl von

Durchbrechungen aufweist, die Durchtrittsquerschnitte für die Schmelze ausbilden, wobei der Durchmesser der

Durchbrechungen beispielsweise zwischen 0,5 bis 5mm

betragen kann. Je kleiner die Durchbrechungen ausgebildet sind, desto niedrigviskoser muss die Schmelze sein, damit sie durchgelassen wird. Dieser Effekt ist insbesondere dann zu beobachten, wenn die Barriere aus einem durch die

Schmelze nicht benetzbaren Material, insbesondere Graphit, besteht .

Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausbildung wird dadurch erreicht, dass die Barriere von dem zweiten

Induktionskörper der zweiten Heizeinrichtung gebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine erste Ausführung des Schmelzofens und Fig. 2 eine zweite Ausführung des

Schmelzofens . In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Schmelzofen im

Querschnitt dargestellt. Der Schmelzofen 1 ist in Bezug auf die Achse 2 rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen gleichbleibenden Querschnitt auf. Alternativ kann der Schmelzofen 1 einen sich nach unten hin verringernden

Querschnitt aufweisen. Die Befüllung mit stückigem Gestein erfolgt über die Aufgabeöffnung 3. Im Bereich des Bodens 4 weist der Schmelzofen 1 eine zentrale Bodenerhöhung 5 auf, an der die AuslaufÖffnung 6 ausgebildet ist. Die

AuslaufÖffnung 6 mündet in einen Ablaufkanal 7. Die

zentrale Bodenerhöhung 5 bildet einen Ringraum 8 aus, der die Bodenerhöhung 5 umgibt. Im Ringraum 8 ist ein erster ringförmiger Induktionskörper 9 angeordnet, der gemeinsam mit der Induktionsspule 10 die als Induktionsheizung ausgebildete, erste Heizeinrichtung des Schmelzofens 1 bildet. Der erste Induktionskörper 9 ist aus einem

elektrisch leitenden Material gebildet, beispielsweise aus einem Metall. Der Schmelzofen 1 umfasst eine Hauptofenkammer 11, in die das stückige Aufgabegut über die Aufgabeöffnung 3

eingefüllt wird. Mittels des ersten Induktionskörpers 9 wird das in der Hauptofenkammer 11 befindliche Gestein erwärmt und erreicht im Bereich des Ringraums 8 die

Schmelztemperatur, wobei sich die entstehende Schmelze im Ringraum 8 sammelt .

Der erste Induktionskörper 9 begrenzt nun gemeinsam mit einem darüber angeordneten, topfartigen Deckel 12 eine weitere Kammer 13, welche die AuslaufÖffnung 6 umgibt. Die Ofenhauptkammer 11 und die weitere Kammer 13 stehen nach Art kommunizierender Gefäße über am Boden ausgebildete radiale Kanäle 14 miteinander in Verbindung. Es ist eine Mehrzahl von umfangsmäßig verteilten radialen Kanälen 14 vorgesehen, die jeweils von einer am ersten

Induktionskörper 9 ausgebildeten radialen Nut gebildet werden .

Die weitere Kammer 13 verfügt über eine eigene

Heizeinrichtung, die als zweiter Induktionskörper 15 ausgebildet ist. Der zweite Induktionskörper 15 bildet gemeinsam mit der Induktionsspule 10 eine Induktionsheizung aus. Der zweite Induktionskörper 15 ist aus einem

elektrisch leitenden Material gebildet, beispielsweise aus einem Metall. Der zweite Induktionskörper 15 ist ringförmig ausgebildet und an der AuslaufÖffnung 6 angeordnet. Die auslaufende Schmelze wird somit durch den Hohlraum des zweiten Induktionskörpers 15 geleitet. Der zweite

Induktionskörper 15 erwärmt somit nicht nur die in der weiteren Kammer 13 befindliche Schmelze, sondern auch die über die AuslaufÖffnung 6 ausgebrachte Schmelze, sodass in effizienter Weise überaus hohe Schmelzetemperaturen

erreicht werden können.

Durch Wahl der Höhe des zweiten Induktionskörpers 15 kann die Heizleistung der zweiten Heizeinrichtung eingestellt werden .

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Schmelzofens, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen

verwendet werden wie in Fig. 1. Im Unterschied zur

Ausbildung gemäß Fig. 1 erstreckt sich der zylindrische Induktionskörper 15 bis zum topfartigen Deckel 12, sodass die Schmelze nicht mehr über einen Ringspalt zwischen der Oberkante des Induktionskörpers 15 und dem topfartigen Deckel 12 in den Bereich der Auslaufoffnung 6 gelangen kann. Vielmehr erfolgt der Eintritt der Schmelze über eine Vielzahl von mit 16 angedeuteten radialen Durchbrechungen bzw. Kanälen, die im Induktionskörper 15 ausgebildet sind. Der Durchmesser der Kanäle 16 kann beispielwiese zwischen 0,5 und 5mm betragen. Der Induktionskörper besteht hierbei aus einem Material, wie z.B. Graphit, das durch die

Schmelze nicht benetzt wird. Dadurch erfolgt der Durchtritt der Schmelze durch die Kanäle 16 erst dann, wenn die

Schmelze eine bestimmte Viskosität unterschreitet. Die Viskosität wiederum ist abhängig von der Mikrohomogenität der Schmelze, sodass sichergestellt ist, dass die Schmelze erst dann in den Bereich der AuslaufÖffnung 6 gelangt, wenn die in der Schmelze vorhandenen kristallinen Einschlüsse aufgeschmolzen sind bzw. so umgeformt wurden, dass sie mit dem Rest der Schmelze eine homogene Phase bilden.