Fachbegriffe in technischen Berufen

 „Schmelzkammer“ bzw. „Schmelzkammerfeuerung“

In den vergangenen Artikeln haben wir bereits über Vakuumkammern berichtet. Aber außer dem Wortstamm haben die Vakuumkammer und die, diese Woche von uns betrachtete Schmelzkammer so gut wie gar nichts gemeinsam.Die Artikelreihe zum Thema Fachbegriffe befasst sich mit dem Begriff der Schmelzkammer, insbesondere gehen wir auf den Begriff der Schmelzkammerfeuerung oder abgekürzt gesagt der Schmelzfeuerung ein.

Unsere Ingenieure sind an der Entwicklung vieler Maschinen beteiligt, doch nur wenige sind so faszinierend wie die Schmelzkammer.

Schmelzkammern sind zu finden in Mehrkammerschmelzöfen und Schmelzöfen. So ein Schmelzofen hat eine Kapazität von bis zu 60.000 Tonnen pro Jahr.

Schmelzöfen werden in der Recyclingbranche und der Schrottverwertung eingesetzt. Verarbeitet werden Produktionsschrotte, saubere Profile, Sägespäne, saubere und lackierte Schrotte und viele weitere. Bis zu 130 Tonnen werden in den Schmelzwerken täglich in einem Ofen verarbeitet.

Genauer betrachtet wird das Material in der Vorwärm-/ Schmelzkammer auf etwa 500 Grad Celsius erwärmt. Danach wird das erwärmte und abgeschwelte Material von der Rampe in das Schmelzbad geschoben. Eine elektromagnetische Pumpe sorgt für den Transport zwischen den beiden Ofenkammern und zugleich auch für die zum Schmelzen benötigte Energie. Sowohl der Metallspiegel als auch die Schmelzrate lassen sich über die Pumpe regulieren. Das Temperaturniveau in der Hauptkammer steigt auf etwa 1.000 Grad Celsius. Das ist wichtig, um die bei der Vorwärmung entstandenen Schwelgase vollständig zu verbrennen.

Ein großes und bekanntes Problem beim Betrieb von Feststoff gefeuerten Dampfkesseln ist die Verschmutzung der Heizflächen. Rückstände auf den Heizflächen, die so genannte Schlacke, wirken isolierend und verschlechtern den Wärmedurchgang an das zu verdampfende Wasser. Je mehr der Kessel verschmutzt ist, desto kleiner wird die Dampfleistung.

Verhindert wird das Festbacken der Schlacke auf den Heizflächen durch die Erwärmung der Feuerraumtemperatur auf mindestens 1.500 Grad Celsius. Bei diesen Temperaturen bleibt die Schlacke flüssig und kann aus dem Feuerraum abfließen. Diesen Vorgang nennt man Schmelzkammerfeuerung. Per Definition ist eine auch genannte Schmelzfeuerung eine Feuerung für Festbrennstoffe, bei der durch konstruktive Maßnahmen am Feuerungsraum so hohe Temperaturen erreicht werden, dass die Schlacke flüssig bleibt und so in den Entschlacker abgezogen werden kann.

Technisch umgesetzt wird das Konzept durch die so genannte Zyklonschmelzfeuerung, bei der die Schlacketemperaturen bis zu 1.800 Grad Celsius erreichen. Um solch hohe Temperaturen zu erreichen, wird der Feuerraum vom Rest des Kessels durch eine Verengung abgetrennt.

Jede Schmelzkammerfeuerung besteht aus der Schmelzkammer, in der die Schlacke geschmolzen wird, und dem Kessel. Hier werden offene und geschlossene Schmelzkammern unterschieden.

Offene Schmelzkammern befinden sich in der Regel direkt unter dem Kessel, während die geschlossenen Schmelzkammern durch eine Verengung vom Hauptkessel abgetrennt werden. Diese Kammern werden durch einen Rost aus wassergekühlten Rohren, dem sogenannten Fangrost, abgetrennt. Dieser Rost soll die letzten flüssigen Schlacke Teilchen aus dem Rauchgasstrom abfangen, bevor sie im Hauptkessel an die Heizflächen gelangen können.

Auf Grund der hohen Temperaturen in der Schmelzkammer treten häufig Schäden an den drucktragenden Wandungen auf. All das muss bei der Konstruktion bedacht werden.

Alles in allem ist ein so banales Wort wie Schmelzkammerofen ein großes Faszinosum mit vielen zu bedenkenden Details. Wussten Sie zum Beispiel, dass die erste Schmelzkammerfeuerung Deutschlands 1932 im Cuno-Kraftwerk in Herdecke in Betrieb genommen wurde?

Wir freuen uns Ihnen den Fachbegriff der Schmelzkammerfeuerung näher gebracht zu haben und freuen uns auf Fragen von Ihrer Seite.

 

Quellen: Spectrum.de, Wikipedia, chemie.de/Lexikon