Flammöfen verstehen:Ihre Rolle bei der Metallveredelung

Ein Flammofen ist eine Art Schmelz- oder Metallraffinierungsofen, der seit der Mitte des 17. Jahrhunderts verwendet wird und allgemein als Offenherdofen bekannt ist. Es schmilzt metallhaltiges Erz, indem es in der Nähe der Ofendecke heiße Gase erzeugt, ohne dass das Metall jemals in direkten Kontakt mit der Brennstoffquelle kommt, die zum Erhitzen verwendet wird. Da es sich bei einem Flammofen um eine jahrhundertealte Konstruktion handelt und der Temperaturbereich begrenzt ist, wird er normalerweise zum Schmelzen von Nichteisenmetallen verwendet, die weicher als Eisen sind, wie etwa Kupfer, Aluminium und Zinn. Das Ofendesign wurde auch zum Schmelzen von Nickel und umweltschädlicheren Metallen wie Blei verwendet, was ihm aufgrund der Menge an Luftverschmutzung, die es erzeugen kann, einen schlechten Ruf eingebracht hat.

Industrieöfen können komplexe oder einfache Konstruktionen haben, abhängig von der genauen Temperaturkontrolle, die sie haben müssen, und den Erzarten, die sie verarbeiten. Der Flammofen ist ein eher einfaches Modell, das eine normalerweise rechteckige geschlossene Kammer mit einer Vertiefung in der unteren Mitte hat, die als Herd bezeichnet wird. Erhitzte Flammen oder heiße Gase werden von oben über den Herd geleitet, und die Abgase werden dann durch einen oder mehrere Schornsteine ​​an der anderen Seite aus dem Ofen geleitet. Während die heißen Gase und Flammen in die Ofenkammer geleitet werden, fungiert die gegenüberliegende Wand als Prallfläche, von der sie abprallen, um weiter in der Kammer zu zirkulieren. Eine der wichtigsten Konstruktionsanforderungen für einen Flammofen besteht darin, dass der Weg für den brennenden Brennstoff so lang und frei von Hindernissen wie möglich ist, da dies eine intensivere Erwärmung des Innenraums und ein schnelleres Schmelzen des Erzes ermöglicht.

Während ein metallurgischer Ofen auf jede der drei Arten der Wärmeübertragung zum Schmelzen von Erz zurückgreifen kann, von Leitung über Konvektion bis hin zu Strahlung, ist in der Regel die Leitung oder die Übertragung von Wärme von einer festen Oberfläche auf eine andere am effizientesten. Im Gegensatz dazu basiert der Flammofen fast ausschließlich auf Konvektion und Strahlung, wobei die Wärme über die Umgebungsluft auf das Erz übertragen wird. Das bedeutet, dass ein Flammofen zum Erhitzen und Schmelzen von Erz viel mehr Brennstoff benötigt als ein Feuerfestofen, der zum Schmelzen von Metall auf die in Schamottsteinen gespeicherte Umgebungswärme angewiesen ist. Weichere Metalle wie Bronze oder Verbindungen wie Glas werden typischerweise in einem Flammofen verarbeitet, da sie niedrigere Schmelzpunkte haben, obwohl einige Flammkonstruktionen in besonderen Fällen auch zur Verarbeitung von Stahl verwendet wurden.

Obwohl Verbesserungen an den Flammöfen, wie die Herstellung der Dachkonstruktion aus feuerfesten Ziegeln zur Erhöhung des Wärmeniveaus, sie zu einer vielseitigeren Klasse von Prozessöfen gemacht haben, haben sie einen Großteil ihres jahrhundertealten Designs beibehalten. Der Name des Nachhallofens selbst kommt von der gewölbten Form bis zur Mitte des Daches, die es heißen Gasen ermöglicht, nach oben zu strömen und dann zurück in die Ofenmitte zu prallen. Der oder die Schornsteine für die Abgase befinden sich im Allgemeinen am tiefsten Punkt des Daches und der höchste Punkt des Dachbogens befindet sich unmittelbar über der Stelle, an der das Feuer und die heißen Gase eingeleitet werden. Diese Änderungen haben den Temperaturbereich des Flammofens erweitert, was der äußeren Dachkonstruktion eine Art längliches, walförmiges Aussehen verleihen kann.

Der Flammofen ist eine allgemeine Form des Pfützenofens, der das gleiche Prinzip der Erhitzung durch heiße Gase zum Schmelzen von Eisenerz nutzt. Seit 2011 werden Flammöfen jedoch hauptsächlich dazu verwendet, das Weichmetall Blei zu reinem Blei zu verhütten. Diese Öfen weisen mehrere potenzielle Schwachstellen auf, da die Umgebung durch Blei kontaminiert werden kann. Dazu gehören der Betrieb des Ofens unter Überdruck, Emissionen durch Staub- und Rauchlecks, da der Ofen keine vollständig abgedichtete Kammer ist, und die Freisetzung von Blei in die Umwelt, wenn Erz in den Ofen geleitet und Schlacke oder reines Metall entfernt wird.

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Link zu Quellen

• https://www.dictionary.com/browse/refractory
• https://www.merriam-webster.com/dictionary/reverberatory%20furnace