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Patent Searching and Data


Title:
WALL FOR A FURNACE HAVING A NATURAL CIRCULATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/034383
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a wall for a furnace for producing nonferrous metals. The wall comprises a connecting wall and a transition wall; the connecting wall is a hollow cylinder, while the transition wall is located above the connecting wall. The cross-sectional circumference of the transition wall widens towards the top in at least some sections using add-on areas. At least some sections of the connecting wall and of the transition wall are part of a natural circulation system.

Inventors:
HÜNING, Herbert (Ritterstraße 27, Raesfeld, 46348, DE)
Application Number:
EP2015/068586
Publication Date:
March 10, 2016
Filing Date:
August 12, 2015
Export Citation:
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Assignee:
OSCHATZ GMBH (Westendhof 10-12, Essen, 45143, DE)
International Classes:
F27B9/24; C21C5/40; C22B15/00; F22B1/18; F27D9/00
Domestic Patent References:
WO2005090613A12005-09-29
Foreign References:
EP1772692A12007-04-11
DE1253737B1967-11-09
DE102004049234A12006-04-13
DE4446542A11996-06-27
US20080296006A12008-12-04
Attorney, Agent or Firm:
ROHMANN, Michael (Postfach 10 02 54, Essen, 45002, DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Wandung (1 ) für einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen, umfassend eine Anschlusswandung (2) und eine Übergangswandung (3), wobei die Anschlusswandung (2) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Übergangswandung (3) oberhalb der Anschlusswandung (2) angeordnet ist, wobei sich die Übergangswandung (3) im Querschnittsumfang nach oben hin wenigstens bereichsweise über Zugewinnflächen (4) vergrößert, wobei die Anschlusswandung (2) und die Übergangswandung (3) wenigstens bereichsweise Teile eines Naturumlaufes sind.

2. Wandung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zugewinnflächen (4) wenigstens bereichsweise Teil eines Zwangsumlaufes sind.

3. Wandung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Anschlusswandung (2) und/oder die Übergangswandung (3) wenigstens bereichsweise und vorzugsweise vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig durch einander abwechselnde Rohre (5, 6, 7) und Stege (8, 9, 10) gebildet wird.

4. Wandung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Rohrdichte des Naturumlaufes und/oder des Zwangsumlaufes auf der Übergangswandung (3) nach oben hin konstant bleibt.

5. Wandung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Rohre (5, 6, 7) einen Mittenabstand zueinander von 20 bis 100 mm, vorzugsweise von 30 bis 80 mm und besonders vorzugsweise von 40 bis 60 mm aufweisen.

6. Wandung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wandung (1 ) ein teilhohlzylindrisches bzw. im Wesentlichen teilhohlzylindrisches erstes Formstück (22) mit der Höhe der Wandung aufweist.

7. Wandung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wandung (1 ) ein zweites Formstück (23) mit einem Teilhohlzylinder (24) und einer abgebogenen Stirnfläche (25) umfasst.

8. Wandung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zugewinnflächen (4) der Übergangswandung (3) von mäanderförmig verlaufenden Rohren (7) durchzogen sind. 9. Wandung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Anteil der Zugewinnflächen (4) höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 15% und besonders vorzugsweise höchstens 10% beträgt.

10. Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen, umfassend eine im Quer- schnitt kreisförmige Ofenmulde (13) mit einer Feuerfestauskleidung (14), eine oberhalb der Ofenmulde (13) befindliche Wandung (1 ), einen oberhalb der Wandung (1 ) angeordneten Abschluss (15), eine senkrecht verfahrbare Einblaslanze (16), einen Gasabzug (17) und einen Förderer (26), wobei die Wandung (1 ) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, wobei eine Einblaslanzenöffnung (18), eine Fördereröffnung (27) und eine Gasabzugsöffnung (19) an dem Abschluss (15) angeordnet sind, wobei die Wandung (1 ) eine Anschlusswandung (2) und eine Übergangswandung (3) aufweist, wobei die Anschlusswandung (2) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Übergangswandung (3) oberhalb der Anschlusswandung (2) angeordnet ist, wobei sich die Übergangswandung (3) im Quer- schnittsumfang nach oben hin wenigstens bereichsweise über Zugewinnflächen (4) vergrößert,

wobei die Anschlusswandung (2) und die Übergangswandung (3) wenigstens bereichsweise Teile eines Naturumlaufes sind.

1 1 . Verfahren zur Herstellung einer Wandung (1 ) eines Ofens für die Ge- winnung von Nichteisenmetallen, insbesondere einer Wandung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wandung (1 ) eine hohlzylindrische Anschlusswandung (2) und eine Übergangswandung (3) umfasst, wobei sich die Übergangswandung (3) im Querschnittsumfang wenigstens bereichsweise über eine Zugewinnflächen (4) vergrößert, wobei erste Rohre (5, 6) und erste Stege (8, 9) mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und Flächenstücke bilden, wobei die Flächenstücke geformt werden und Formstücke der Wandung (1 ) bilden, wobei die Formstücke mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und die Wandung (1 ) mit Lücken in Form der Zugewinnflächen (4) bilden, wobei die ersten Rohre (5, 6) und die ersten Stege (8, 9) wenigstens bereichsweise parallel zur Längsachse der Anschlusswandung (2) ausgerichtet sind, wobei die ersten Rohre (5, 6) durchgängig über die Anschlusswandung (2) und die Übergangswandung (3) hinweg verlaufen, wobei zweite Rohre (7) und zweite Stege (10) mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und wenigstens zwei Zugewinnflächenstücke (20, 21 ) bilden, wobei die Zugewinnflächenstücke (20, 21 ) mittels Verschweißen an der Stelle der Lücken eingefügt werden, wobei die ersten Rohre an einen Naturumlauf angeschlossen werden.

12. Verfahren zur Herstellung einer Wandung (1 ) eines Ofens für die Gewinnung von Nichteisenmetallen nach Anspruch 1 1 , wobei die zweiten Rohre an einen Zwangsumlauf angeschlossen werden.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 22. Dezember 2015 (22.12.2015)

Patentansprüche:

1. Wandung (1) für einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen, umfassend eine Anschlusswandung (2) und eine Übergangswandung (3), wobei die Anschlusswandung (2) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Übergangswandung (3) oberhalb der Anschlusswandung (2) angeordnet ist, wobei sich die Übergangswandung (3) im Querschnittsumfang nach oben hin wenigstens bereichsweise über Zugewinnflächen (4) vergrößert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anschlusswandung (2) und die Übergangswandung (3) wenigstens bereichsweise Teile eines Naturumlaufes sind, wobei der von der Anschlusswandung (2) und der Übergangswandung(3) gebildete Teil des Naturumlaufes aus ersten Rohren (5, 6) zusammengesetzt ist, wobei die ersten Rohre (5, 6) nach oben ausgerichtet sind.

2. Wandung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zugewinnflächen (4) wenigstens bereichsweise Teil eines Zwangsumlaufes sind.

3. Wandung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Anschlusswandung (2) und/oder die Übergangswandung (3) wenigstens bereichsweise und vorzugsweise vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig durch einander abwechselnde Rohre (5, 6, 7) und Stege (8, 9, 10) gebildet wird.

4. Wandung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Rohrdichte des Naturumlaufes und/oder des Zwangsumlaufes auf der Übergangswandung (3) nach oben hin konstant bleibt.

5. Wandung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Rohre (5, 6, 7) einen Mittenabstand zueinander von 20 bis 100 mm, vorzugsweise von 30 bis 80 mm und besonders vorzugsweise von 40 bis 60 mm aufweisen.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

6. Wandung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wandung (1) ein teilhohlzylindrisches bzw. im Wesentlichen teilhohlzylindrisches erstes Formstück (22) mit der Höhe der Wandung aufweist. 7. Wandung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wandung (1) ein zweites Formstück (23) mit einem Teilhohlzylinder (24) und einer abgebogenen Stirnfläche (25) umfasst.

8. Wandung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zugewinnflächen (4) der Übergangswandung (3) von mäanderförmig verlaufenden Rohren (7) durchzogen sind.

9. Wandung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Anteil der Zugewinnflächen (4) höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 15% und besonders vorzugsweise höchstens 10% beträgt.

10. Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen, umfassend eine im Querschnitt kreisförmige Ofenmulde (13) mit einer Feuerfestauskleidung (14), eine oberhalb der Ofenmulde (13) befindliche Wandung (1), einen oberhalb der Wandung (1) angeordneten Abschluss (15), eine senkrecht verfahrbare Einblaslanze (16), einen Gasabzug (17) und einen Förderer (26), wobei die Wandung (1) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, wobei eine Einblaslanzenöffnung (18), eine Fördereröffnung (27) und eine Gasabzugsöffnung (19) an dem Abschluss (15) angeordnet sind, wobei die Wandung (1) eine Anschlusswandung (2) und eine Übergangswandung (3) aufweist, wobei die Anschlusswandung (2) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Übergangswandung (3) oberhalb der Anschlusswandung (2) angeordnet ist, wobei sich die Übergangswandung (3) im Quer-

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

schnittsumfang nach oben hin wenigstens bereichsweise über Zugewinnflächen (4) vergrößert, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusswandung (2) und die Übergangswandung (3) wenigstens bereichsweise Teile eines Naturumlaufes sind, wobei der von der Anschlusswandung (2) und der Übergangswandung(3) gebildete Teil des Naturumlaufes aus ersten Rohren (5, 6) zusammengesetzt ist, wobei die ersten Rohre (5, 6) nach oben ausgerichtet sind. 11. Verfahren zur Herstellung einer Wandung (1) eines Ofens für die Gewinnung von Nichteisenmetallen, insbesondere einer Wandung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wandung (1) eine hohlzylindrische Anschlusswandung (2) und eine Übergangswandung (3) umfasst, wobei sich die Übergangswandung (3) im Querschnittsumfang wenigstens bereichsweise über eine Zugewinnflächen (4) vergrößert, wobei erste Rohre (5, 6) und erste Stege (8, 9) mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und Flächenstücke bilden, wobei die Flächenstücke geformt werden und Formstücke der Wandung (1) bilden, wobei die Formstücke mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und die Wandung (1) mit Lücken in Form der Zugewinnflächen (4) bilden, wobei die ersten Rohre (5, 6) und die ersten Stege (8, 9) wenigstens bereichsweise parallel zur Längsachse der Anschlusswandung (2) ausgerichtet sind, wobei die ersten Rohre (5, 6) durchgängig über die Anschlusswandung (2) und die Übergangswandung (3) hinweg verlaufen, wobei zweite Rohre (7) und zweite Stege (10) mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und wenigstens zwei Zugewinnflächenstücke (20, 21)

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

bilden, wobei die Zugewinnflächenstücke (20, 21) mittels Verschweißen an der Stelle der Lücken eingefügt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rohre (5, 6) an einen Naturumlauf angeschlossen werden, wobei der von der Anschlusswandung (2) und der Übergangswandung(3) gebildete Teil des Naturumlaufes aus ersten Rohren (5, 6) zusammengesetzt ist, wobei die ersten Rohre (5, 6) nach oben ausgerichtet sind. 12. Verfahren zur Herstellung einer Wandung (1) eines Ofens für die Gewinnung von Nichteisenmetallen nach Anspruch 11 , wobei die zweiten Rohre an einen Zwangsumlauf angeschlossen werden.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Isasmelt-Ofen mit Naturumlauf

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Wandung für einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen. Die Wandung umfasst eine Anschlusswandung und eine Übergangswandung, wobei die Anschlusswandung hohlzylindrisch ausgebildet ist, und wobei die Übergangswandung oberhalb der Anschlusswandung ange- ordnet ist. Die Übergangswandung vergrößert sich im Querschnittsumfang nach oben hin wenigstens bereichsweise über eine Zugewinnfläche. Die Erfindung bezieht sich damit auf einen Isasmelt-Ofen und vorzugsweise auf die Gewinnung von Zink. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Wandung für einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen. Sowohl der Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen als auch das Verfahren zur Herstellung einer Wandung für einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen beziehen sich aufgrund der sich vergrößernden Übergangswandung unmittelbar auf einen Isasmelt-Ofen.

Isasmelt-Öfen sind aus der Praxis grundsätzlich bekannt. Sie dienen der Gewinnung von Nichteisenmetallen, also beispielsweise der Gewinnung von Blei, Kupfer und Zink. Bei dem Isasmelt-Prozess wird der Ofen über einen Förderer mit dem Ausgangsmaterial, beispielsweise mit Erz oder nichteisenmetallhaltiger Schlacke, beschickt. Das zu schmelzende Material landet in einer Ofenmulde mit einem Schmelzbad, in welchem von oben eine Einblaslanze eingetaucht wird. Die Einblaslanze führt dem Schmelzbad Luft bzw. mit Sauerstoff angereicherte Luft sowie Brennstoff, beispielsweise in Form von Gas oder Kohlenstaub, zu. Dadurch wird das Schmelzbad gleichzeitig mit Energie versorgt und gründlich umgewälzt, so dass eine entsprechende Homogenität im Schmelzbad erzeugt wird. Aufgrund der durch die Einblaslanze verursachten Strömungsverhältnisse ist die Ofenmulde, in welcher sich das

Schmelzbad befindet, im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. Am unteren Ende der Ofenmulde befindet sich ein Auslass für die metallische Schmelze. Die bei diesem Prozess entstehenden Abgase werden über die Wandung des Ofens nach oben bis zu einem Abzug geführt.

Aufgrund der hohen Temperaturen bis über 1 .400 °C besteht die Wandung des Isasmelt-Ofens in der Praxis aus einem äußeren Blechmantel mit einer inneren Feuerfestauskleidung. Die Feuerfestauskleidung besteht im Wesentlichen aus einem Mauerwerk aus feuerfesten Steinen, welches sich bis zu einem oberen Abschluss des Ofens zieht. Der obere Abschluss ist typischerweise als eine Art Deckel ausgebildet, an welchem sich eine Fördereröffnung, eine Einblaslanzen- öffnung, eine Brenneröffnung sowie eine Gasabzugsöffnung befinden. Aufgrund der hohen Temperaturen und der entsprechenden Reaktionen innerhalb des Ofens ist die Feuerfestauskleidung einer erheblichen Erosion ausgesetzt, so dass in regelmäßigen Abständen die Feuerfestauskleidung innerhalb des Ofens erneuert oder mindestens teilerneuert werden muss. Dies führt wiederum zu Prozessstillständen, was seinerseits zu erheblichen Kosten führt.

Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Wandung der eingangs genannten Art anzugeben, welche einen kostengünstigeren Betrieb gewährleistet. Insbesondere liegt der Erfindung damit das technische Problem zugrunde, eine Wandung anzugeben, welche weniger häufig oder gar nicht erneuert bzw. gewartet werden muss. Weiterhin liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Wandung anzugeben, welche zugleich einen ausreichend geringen Installationsaufwand verursacht. Jedenfalls soll sich ein etwaig größerer Installationsaufwand über die Betriebslaufzeit des Ofens hinweg amortisieren.

Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung eine Wandung für einen Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen, umfassend eine Anschlusswandung und eine Übergangswandung, wobei die Anschlusswandung hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Übergangswandung oberhalb der An- schlusswandung angeordnet ist, wobei sich die Übergangswandung im Quer- schnittsumfang nach oben hin wenigstens bereichsweise über Zugewinnflachen vergrößert, wobei die Anschlusswandung und die Übergangswandung wenigstens bereichsweise Teile eines Naturumlaufes sind. Dabei wird die Grenze zwischen Anschlusswandung und Übergangswandung dadurch definiert, dass sich das ursprünglich hohlzylindrische Profil der Wandung nach oben hin verändert. Die Grenze wird somit gebildet zwischen dem hohlzylindrischen Profil der Anschlusswandung und dem nicht mehr hohlzylindrischen Profil der Übergangswandung. Der Begriff "Grenze" bedeutet insbesondere nicht, dass Anschlusswandung und Übergangswandung zwei einzelne, miteinander zu verschweißende Elemente sind.

Der Begriff "Zugewinnflachen" meint diejenigen Flächen, welche durch den sich wenigstens bereichsweise vergrößernden Querschnittsumfang der Übergangs- wandung verursacht werden. Die Zugewinnflächen entsprechen der Flächendifferenz aus der Fläche der Übergangswandung abzüglich der Fläche eines gedachten Hohlzylinders, welcher sich vom unteren Rand der Übergangswandung bis zum oberen Rand der Übergangswandung erstreckt. Die Zugewinnflächen sind somit abstrakt zu verstehen und können aus einem oder mehreren körperlichen Zugewinnflächenstücken gebildet sein.

Vorzugsweise sind die Zugewinnflächen wenigstens bereichsweise Teil eines Zwangsumlaufes. Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Zugewinnflächen wenigstens bereichsweise Teil eines zweiten Naturumlaufes.

Es ist möglich, dass die Wandung vollständig über den bzw. die Naturumläufe gekühlt ist.

Der von der Anschlusswandung und der Übergangswandung gebildete Teil des Naturumlaufes wird vorzugsweise aus ersten Rohren zusammengesetzt. Die ersten Rohre sind vorzugsweise nach oben und besonders vorzugsweise senkrecht ausgerichtet. Die ersten Rohre befinden sich in oder an der Anschlusswandung und/oder der Übergangswandung. Vorteilhafterweise bilden die ersten Rohre die Anschlusswandung und/oder die Übergangswandung wenigstens bereichsweise. Es ist beabsichtigt, den Naturumlauf so zu dimensionieren, dass ein Kühlmedium in den ersten Rohren vom unteren Rand der Anschlusswandung bis zum oberen Rand der Übergangswandung strömt. Der auf die Wandung treffende Wärmefluss des Ofens wird so von dem Kühlmedium aufgenommen. Bei dem Kühlmedium kann es sich beispielsweise um Wasser oder Öl handeln. Vorzugsweise ist das Kühlmedium Siedewasser. Vorzugsweise werden 80 bis 95% des Volumens des Naturumlaufes mit Wasser gefüllt, so dass das restliche Volumen von Dampf ausgefüllt wird. Das Siedewasser am unteren Rand der Anschlusswandung ist einem Druck von 30 bis 70 bar, vorzugsweise von 35 bis 65 bar und besonders vorzugsweise von 40 bis 60 bar ausgesetzt. Durch die Wärmeaufnahme des sich im Siedezustand befindenden Kühlmediums wird ein Teil des Kühlmediums verdampft. Der Dampfanteil wird dem Kühlkreislauf entnommen, wobei die so verlorene Wassermenge durch einzuspeisendes Wasser wieder kompensiert wird. Die Zugewinnflächenstücke werden vorteilhafterweise zumindest teilweise von zweiten Rohren gebildet. Die zweiten Rohre sind bevorzugt Teil des Zwangsumlaufes. Vorteilhafterweise umfasst der Zwangsumlauf eine Pumpe. Besonders vorteilhafterweise fließt ein Kühlmedium des Zwangsumlaufes durch

die Pumpe angetrieben zu den zweiten Rohren der Zugewinnflächenstücke und dann zu einem Behälter und schließlich wieder zurück zu der Pumpe.

Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass der Betrieb von gattungsgemäßen Öfen mit einer aktiv gekühlten Wandung, also mittels eines in oder an der Wandung strömenden Kühlmittels, keine zusätzlichen Risiken verursacht. Es ist die Befürchtung verbreitet, dass von dem Kühlmedium eine Explosionsgefahr im Ofen ausgeht. Nach dieser Befürchtung könnte es passieren, dass aufgrund von diversen äußeren Einflüssen ein Leck in der Wandung auftritt, das Kühlmedium in den Ofen eintritt und dies schließlich aufgrund der thermodynamischen Prozesse innerhalb des Ofens zu einer Explosion führt. Es hat sich aber herausgestellt, dass die Kühlleistung des Naturumlaufes insbesondere im Bereich der Anschlusswandung derart effizient ist, dass kritische Temperaturen an der Wandung bei weitem nicht erreicht werden. Aufgrund des Siedezustandes würde das Kühlmedium im Falle eines Lecks überdies verdampfen und mit dem Abgas abziehen. Somit führt die Erfindung zu einer Vermeidung der aufwendigen regelmäßigen Erneuerung der Feuerfestauskleidung alle ein bis zwei Jahre, wodurch erhebliche Effizienzgewinne bei den Isasmelt-Öfen erreicht werden können.

Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass eine weitestgehende Kühlung der Übergangswandung mittels des Naturumlaufes insbesondere auch die Kosten bei der Herstellung der Wandung gering hält, denn herkömmlicherweise werden in der Höhe variierende Umfänge von gekühlten Wänden mit im Wesentlichen waagerecht verlaufenden Rohren hergestellt. Der jeweilige Höhenabschnitt wird durch eine vollständig umlaufende Rohrschleife mit einer der Höhe entsprechenden Länge hergestellt. Dies aber bedarf für jeden Höhenabschnitt ein eigens geformtes Rohr, so dass herkömmliche Kühlwände mit in der Höhe variablem Umfang einen erheblichen Aufwand bei der

Zusammenfügung bedeuten. Die für die jeweilige Höhe jeweils eigens geformten Rohre erzwingen eine rein manuelle Herstellung der Übergangswandung. Dieser Herstellungsaufwand wird erfindungsgemäß vermieden. Denn der Naturumlauf bedeutet zugleich, dass die Rohre nach oben ausgerichtet sind. Dies wiederum hat zur Folge, dass eine Vielzahl gleichlanger und gerader Rohre rein maschinell durch Einsatz von Schweißmaschinen zu großen Flächenstücken zusammengesetzt werden kann. Diese großen, aber wenigen Flächenstücke können dann mittels formgebender Verfahren durch Einsatz von Pressen zu Formstücken weiter verarbeitet werden. Dies bedeutet einen erheblich weniger aufwendigen Aufbau der Übergangswand, was in der Folge die Herstellungskosten reduziert. Die Herstellungskosten können damit so gering gehalten werden, dass sie sich aufgrund der geringen Wartungskosten sehr schnell amortisieren. Der Erfindung liegen weiterhin die Erkenntnisse zugrunde, dass aufgrund der aktiven Kühlung der Wandung die entstehenden Abgase schon frühzeitig gekühlt werden und die gattungsgemäßen Isasmelt- Öfen hinsichtlich der abgasführenden Teile entsprechend geringer dimensioniert werden können. Im Übrigen kann die Wärmeenergie des erhitzten Kühlmediums noch anderweitig genutzt werden.

Vorzugsweise wird die Anschlusswandung und/oder die Übergangswandung wenigstens bereichsweise und vorzugsweise vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig durch einander abwechselnde Rohre und Stege gebildet. Es ist zweckmäßig, dass die Stege mittig zwischen den Rohren angeordnet werden. Bevorzugt liegt der Mittelpunkt eines Stegquerschnittes auf einer Linie mit den Längsachsen der beiden den Steg umgebenden Rohre. Zweckmäßigerweise werden vier Schweißnähte pro Steg erzeugt. Vorteilhafterweise werden die Rohre und Stege mittels Paneelschweißverfahren automatisiert miteinander

verbunden. Besonders bevorzugt werden die Rohre und Stege mittels Mehrkopf-Paneelschweißverfahren miteinander verbunden.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass eine Rohrdichte des Naturumlaufes und/oder des Zwangsumlaufes auf der Übergangswandung nach oben hin konstant bleibt. Dabei meint der Begriff "Rohrdichte", dass die Zahl der Rohre bezogen auf den Gesamtumfang der Übergangswandung bzw. auf den Gesamtumfang des Naturumlaufes bzw. auf den Gesamtumfang des Zwangsumlaufes gleich bleibt bzw. im Wesentlichen gleich bleibt. Bevorzugt sind die Mittenabstände der Rohre nach oben hin konstant. Es ist vorteilhaft, dass der Rohrquerschnitt der Rohre nach oben hin im Wesentlichen konstant ist.

Vorteilhafterweise haben die Rohre einen Mittenabstand zueinander von 20 bis 100 mm, vorzugsweise von 30 bis 80 mm und besonders vorzugsweise von 40 bis 60 mm. Vorzugsweise haben die Rohre einen Außendurchmesser von 20 bis 70 mm, vorzugsweise von 25 bis 60 mm und besonders vorzugsweise von 30 bis 50 mm. Die Rohrdichte lässt sich auch als Längenverhältnis von Außendurchmesser der Rohre durch Mittenabstand der Rohre definieren. Vorteil- hafterweise beträgt das Längenverhältnis 0,5 bis 0,9, vorzugsweise 0,6 bis 0,85 und besonders vorzugsweise 0,7 bis 0,8. Die Stärke der Rohrwand beträgt bevorzugt 3 bis 8 mm, besonders bevorzugt 4 bis 7 mm und ganz besonders bevorzugt 5 bis 6 mm. Die Breite des Steges beträgt 8 bis 16 mm, insbesondere 10 bis 14 mm und bevorzugt 1 1 bis 13 mm.

Es ist zweckmäßig, dass die Wandung ein teilhohlzylindrisches bzw. im Wesentlichen teilhohlzylindrisches erstes Formstück mit Wandungshöhe aufweist. Bevorzugter weise bildet das erste Formstück einen Teil der Anschlusswandung und der Übergangswandung. Es ist vorteilhaft, dass das erste Form-

stück aus durchgängigen ersten Rohren und ersten Stegen angefertigt ist. Die ersten Rohre und die ersten Stege verlaufen parallel bzw. im Wesentlichen parallel zur Längsachse des teilhohlzylindrischen ersten Formstücks. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Wandung ein zweites Formstück mit Teilhohlzylinder und abgebogener Stirnfläche umfasst. Das zweite Formstück ist vorzugsweise aus ersten Rohren und ersten Stegen angefertigt. Bevorzugt ergänzt der Teilhohlzylinder des zweiten Formstücks das erste Formstück derart, dass die Anschlusswandung entsteht. Es ist zweckmäßig, dass die Stirnfläche einem Teil der Übergangswandung entspricht. Bevorzugt bilden ein oberer Abschnitt des teilhohlzylindrischen ersten Formstückes und die Stirnfläche des zweiten Formstückes die Übergangswandung mit Ausnahme von Lücken der Zugewinnflächen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich die Stirnfläche nach oben hin von der Längsachse entfernt. Bevorzugter weise ist die Stirnfläche zum Großteil plan. Ein Winkel α zwischen der Anschlusswandung und der Stirnfläche beträgt 130 bis 170° und vorzugsweise 140 bis 160°. Vorteilhafterweise werden die Lücken zwischen der Stirnfläche und dem oberen Abschnitt des teilhohlzylindrischen ersten Formstücks durch Zugewinn- flächenstücke ausgefüllt. Vorzugsweise sind die Zugewinnflächenstücke drei- eckförmig bzw. im Wesentlichen dreieckförmig. Es ist möglich, dass die Zugewinnflächenstücke einander gegenüberliegen. Die Zugewinnflächenstücke können auch geformt sein. Es ist zweckdienlich, dass die Zugewinnflächen der Übergangswandung von mäanderförmig verlaufenden Rohren durchzogen sind. Vorzugsweise bilden die mäanderförmig verlaufenden Rohre die Zugewinn- flächen ab. Vorzugsweise sind die mäanderförmig verlaufenden Rohre am oberen Rand und am unteren Rand der Zugewinnflächenstücke um 180° gebogen. Vorzugsweise ist der Großteil der mäanderförmig verlaufenden Rohre parallel zur Längsachse der Anschlusswandung angeordnet.

Es ist vorteilhaft, dass der Anteil der Zugewinnflächen höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 15% und besonders vorzugsweise höchstens 10% beträgt. Es ist zweckmäßig, dass die Rohre und Stege der Anschlusswandung vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig über die Höhe der Anschluss- wandung hinausgehen und so Abschnitte der Übergangswandung bilden.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an der Innenseite der Übergangswandung und/oder der Anschlusswandung eine feuerfeste Schicht aufgetragen ist. Bevorzugt ist die feuerfeste Schicht eine Schicht aus Stampfmasse. Zwar erodiert auch die Stampfmasse verhältnismäßig schnell, doch reicht dies für einen zeitweisen Schutz der Wandung vor Schmelzbadspritzern. Aufgrund des Schlackenanteils des Schmelzbades spritzt auch die Schlacke an die Innenseite der Wandung, so dass nach und nach die Stampfmasse durch abgekühlte und verfestigte Schlacke ersetzt wird. Insofern bildet die Stampfmasse einen zeitweisen Schutz der Wandung, bis sich die aufgrund der aktiven Kühlung ergebende Schutzschicht aus Schlacke gebildet hat.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Ofen zur Gewinnung von Nichteisenmetallen, umfassend einer im Querschnitt kreisförmigen Ofenmulde mit einer Feuerfestauskleidung, eine oberhalb der Ofenmulde befindliche Wandung, einen oberhalb der Wandung angeordneten Abschluss, eine senkrecht verfahrbare Einblaslanze, einen Gasabzug, einen Förderer, wobei die Wandung des Ofens insbesondere der erfindungsgemäßen Wandung entspricht, wobei eine Einblaslanzenöffnung, eine Fördereröffnung und eine Gasabzugsöffnung an dem Abschluss angeordnet sind, wobei die Wandung eine Anschlusswandung und eine Übergangswandung aufweisen, wobei die Anschlusswandung hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Übergangswandung oberhalb der Anschlusswandung angeordnet ist, wobei sich die Übergangswandung im Querschnittsumfang nach oben hin wenigstens

bereichsweise über Zugewinnflächen vergrößert, wobei die Anschlusswandung und die Übergangswandung wenigstens bereichsweise Teile eines Naturumlaufes sind. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Wandung eines Ofens für die Gewinnung von Nichteisenmetallen, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Wandung, wobei die Wandung eine hohlzylindrische Anschlusswandung und eine Übergangswandung umfasst, wobei sich die Übergangswandung im Querschnittsumfang wenigstens bereichsweise über Zugewinnflächen vergrößert, wobei erste Rohre und erste Stege mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und Flächenstücke bilden, wobei die Flächenstücke geformt werden und Formstücke der Wandung bilden, wobei die Formstücke mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und die Wandung mit Lücken in Form der zugehörigen Flächen bilden, wobei die ersten Rohre und die ersten Stege wenigstens bereichsweise parallel zur Längsachse der Anschlusswandung ausgerichtet sind, wobei die ersten Rohre durchgängig über die Anschlusswandung und die Übergangswandung hinweg verlaufen, wobei die zweiten Rohre und die zweiten Stege mittels Verschweißen zusammengesetzt werden und wenigstens zwei Zugewinnflächen- stücke bilden, wobei die Zugewinnflächenstücke mittels Verschweißen an der Stelle der Lücken eingefügt werden, wobei die ersten Rohre an einen Naturumlauf angeschlossen werden. Vorzugsweise werden die zweiten Rohre an einen Zwangsumlauf angeschlossen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit der erfindungsgemäßen Wandung, dem erfindungsgemäßen Ofen sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Wandung für den erfindungsgemäßen Ofen die Effizienz des Ofens gesteigert werden kann und gleichzeitig die Herstellungskosten niedrig gehalten werden, so dass eine frühzeitige Amortisierung eintritt.

Insbesondere wurde erkannt, dass die Vermutung, dass die große Hitze innerhalb des Ofens sowie insbesondere Schmelzbadspritzer die Rohre der Wandung angreifen können nicht zutrifft. Die Ofenkühlung subsituiert somit die übliche Feuerfestauskleidung. Es wird in der Herstellung insbesondere der Übergangswandung darauf geachtet, dass die Rohre der Übergangswandung wenigstens bereichsweise nach oben hin verlaufen. Dies bricht mit dem herkömmlichen Verfahren, Rohre unterschiedlicher Längen waagerecht übereinander anzuordnen und so den sich verändernden Umfang der Übergangswandung zu verwirklichen. Mit den nach oben verlaufenden Rohren werden zwar Lücken in Form der Zugewinnflächen in Kauf genommen, doch dies ermöglicht die maschinelle und dabei kostengünstige Herstellung von Flächenstücken und aus ihnen geformten Formstücken. Schließlich kann die von der Wandung abgeführte Wärmeenergie anderweitig genutzt werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ofens,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Wandung des Ofens aus Fig. 2 und

Fig.3 einen Ausschnitt des Querschnittes einer Anschlusswandung der

Wandung aus Fig. 2.

Die Figuren zeigen einen erfindungsgemäßen Ofen für die Gewinnung von Nichteisenmetallen und heben dabei insbesondere eine Wandung 1 des Ofens hervor.

In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Ofen von der Seite dargestellt, wobei eine Ofenmulde 13 mit einer Feuerfestauskleidung 14 im Querschnitt abgebildet ist. Oberhalb der Ofenmulde 13 schließt sich die Wandung 1 an, welche Wandung 1 an ihrem oberen Ende durch einen Abschluss 15 bedeckt wird. Der Abschluss 15 weist eine Fördereröffnung 27, eine Einblaslanzenöffnung 18 sowie eine Gasabzugsöffnung 19 für einen Förderer 26, eine Einblaslanze 18 und einen Gasabzug 17 auf. Die Ofenmulde 13 ist hohlzylindrisch ausgebildet und die Einblaslanze 18 koaxial zur Ofenmulde 13 ausgerichtet, was ein besonders günstiges Prozessverhalten fördert. Die senkrecht verfahrbare Einblaslanze 18 verläuft von oberhalb des Abschlusses 15 entlang einer Längsachse L der Ofenmulde 13 bis hinunter in die Ofenmulde 13 und taucht mit ihrer Spitze in ein Schmelzbad 33 ein. Insoweit ist die Position der Einblaslanzenöffnung 18 durch die Ofenmulde 13 definiert. Die Gasabzugsöffnung 19 wird durch die Größe des Ofens bestimmt und entspricht einem nennenswerten Teil der Fläche des Abschlusses 15. Insofern erzwingt die definierte Position der Einblaslanzenöffnung 18 zusammen mit der Größe der Gasabzugsöffnung 19 eine Vergrößerung des Umfanges der Wandung 1 nach oben hin.

Die Wandung 1 umfasst gemäß der Fig. 1 und 2 eine Anschlusswandung 2 und eine Übergangswandung 3. Die Anschlusswandung 2 wird von einem hohlzylindrischen unteren Abschnitt der Wandung 1 gebildet, welcher Abschnitt ebenfalls die Längsachse L besitzt. Die Übergangswandung 3 hingegen ist derjenige Teil der Wandung 1 , welcher oberhalb der Anschlusswandung 2 liegt. Die Übergangswandung 3 weist einen teilhohlzylindrischen Abschnitt mit der Längsachse L auf sowie einen weiteren Bereich, in welchem sich der Umfang der Übergangswandung 3 nach oben hin stetig vergrößert.

Arn oberen Rand der Anschlusswandung 2 knickt eine Stirnfläche 25 ab, welche Stirnfläche 25 zwischen sich und dem hohlzylindrischen Abschnitt der Übergangswandung 3 Zugewinnflächen 4 umschließt. Die Zugewinnflächen 4 werden von zwei Zugewinnflächenstücken 20, 21 gebildet, welche beide dreieckförmig sind. In der Folge weist der obere Rand der Wandung 1 die Form eines geschlossenen "U" auf. Dies gilt gleichermäßen für den Abschluss 15.

Fig. 3 ist der grundsätzliche Aufbau der Wandung 1 zu entnehmen. Alle Teilflächen der Wandung 1 werden durch einander abwechselnde Rohre 5, 6, 7 und Stege 8, 9, 10 aus Stahl gebildet. Die zylindrischen Rohre weisen einen Außendurchmesser von 38 mm bei einer Rohrwandstärke von 7 mm auf. Die Stege 8, 9, 10 zwischen den Rohren 5, 6, 7 haben eine Breite von 12 mm bei einer Stärke von ebenfalls 7 mm. Die einheitlichen Abmessungen mit Aus- nähme der Längen der Rohre 5, 6, 7 und Stege 8, 9, 10 ermöglichen eine entsprechend kostengünstige Montage. Die Rohre 5, 6, 7 und Stege 8, 9, 10 werden mittels Mehrkopf-Paneelschweißverfahren miteinander verschweißt. Dabei fallen pro Steg 8, 9, 10 vier Schweißnähte an. Die Stege 8, 9, 10 werden mittig zwischen den Rohren 5, 6, 7 angeordnet. Dies und die vorgenannten Abmessungen resultieren in einem Mittenabstand von 50 mm zwischen zwei benachbarten Rohren 5, 6, 7. Die Anschlusswandung 2 des Ausführungsbeispiels weist einen Durchmesser von rund 4,7 m auf, was mit den vorgenannten Abmessungen einen Bedarf von rund 300 Rohren alleine für die Anschlusswandung 2 begründet.

Wieder mit Blick auf Fig. 2 wird im Folgenden der Aufbau der Wandung 1 näher erläutert. Zunächst wird ein erstes Formstück 22 in Form eines Teilhohlzylinders hergestellt, in dem erste Rohre 5 mit ersten Stegen 8 mit einer Länge entsprechend der Höhe der Wandung 1 miteinander zu einem Flächenstück

verbunden werden. Dieses Flächenstück wird dann mittels Pressen zu dem ersten Formstück 22 in Form des Teilhohlzylinders gebogen. Das Formstück 22 bildet in der Aufsicht den Boden des "U" des oberen Randes der Übergangswandung 3. In einem zweiten Schritt werden erste Rohre 6 und Stege 9 mit einer etwas größeren Länge miteinander zu einem zweiten Flächenstück verschweißt. Dieses zweite Flächenstück wird dann mittels Pressen zu einem zweiten Formstück 23 geformt. Das zweite Formstück 23 weist in seinem unteren Bereich einen Teilhohlzylinder 24 auf, an welchen Teilhohlzylinder 24 die abgebogene Stirnfläche 25 oberhalb anschließt. Dabei sind die ersten Rohre und Stege 6, 9 so in ihrer Länge ausgelegt, dass der obere Rand der Übergangswandung 3 waagerecht ist. Dann werden das erste 22 und das zweite Formstück 23 an ihren Stoßflächen 34 miteinander verschweißt, wodurch Lücken in Form der Zugewinnflächen 4 entstehen. Diese Lücken werden dann durch die Zugewinnflächenstücke 20, 21 geschlossen. Im Gegensatz zu den beiden Formstücken 22, 23 weisen die Zugewinnflächenstücke 20, 21 mäanderförmig gebogene und mehrfach von unten nach oben laufende zweite Rohre auf.

Die ersten Rohre 5, 6 werden am unteren Rand der Anschlusswandung 2 mit einem Verteiler 28 verbunden und am oberen Rand an einen Sammler 29, 30 angeschlossen. Dem Verteiler 28 wird ein Kühlmedium in Form von Siedewasser zugeführt. Das Siedewasser weist dort einen regulierbaren Druck von 40 bis 60 bar auf. Durch die Hitze des Ofens wird das Wasser erhitzt und verdampft. Der Wasserdampf steigt die Rohre 5, 6 hoch bis zu dem Sammler 29. 30 und wird dem Kühlkreislauf entnommen. Der Wasserdampf wird dann durch Wasser ersetzt, welches dem Verteiler 28 zugeführt wird. Auf diese Weise wird ein Naturumlauf verwirklicht. In den mäanderförmigen zweiten Rohren 7 hingegen ist ein Naturumlauf nicht vorgesehen. Diese zweiten Rohre

7 werden über einen Sammler 32 und einen Verteiler 31 Zwangsumlauf mit einer nicht dargestellten Pumpe angeschlossen.