Was ist ein Kupolofen?
Ein Kupolofen ist ein zylindrisches Gerät, mit dem Metalle wie Eisen und Bronze erhitzt und geschmolzen werden. Diese Hochöfen haben typischerweise einen Durchmesser zwischen 1,5 und 13 Fuß (etwa 0,5 bis 4 Meter) und haben das äußere Erscheinungsbild eines Schornsteins. Um einen Kupolofen zu betreiben, wird der Zylinder üblicherweise mit abwechselnden Schichten Metall und Koks gefüllt, und es können auch Flussmittel wie Kalk- oder Kohlenstoffzusätze zugesetzt werden. Wenn das Metall schmilzt, fließt es nach unten und kann durch einen Hahn an der Vorderseite des Ofens abgelassen werden. Nach Beendigung des Durchlaufs können diese Öfen entleert und für die spätere Verwendung vorbereitet werden, indem am Boden ein Entleerungsschieber geöffnet wird, um verbleibenden Koks und andere Materialien zu entfernen.
Archäologische Beweise deuten darauf hin, dass Kuppelentwürfe im dritten Jahrhundert v. Chr. In China verwendet wurden. Frühe Beispiele für Kupolöfen wurden in China während der Chunqiu-Zeit zum Gießen von Bronze verwendet. Ab dem 17. Jahrhundert wurden in Europa auch Kupolöfen für Gusseisen verwendet. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts blieb der Kupolofen die Hauptmethode für das Gießen von Eisen. Die meisten Gießereien wurden schließlich auf Induktionsöfen umgestellt, obwohl in einigen Fällen noch Kuppeln verwendet werden.
Wenn ein Kupolofen verwendet wird, wird er normalerweise als Kampagne bezeichnet. Zu Beginn einer Kampagne wird Koks in den Ofen gegeben und anschließend entzündet. Düsen genannte Öffnungen werden verwendet, um Luft in den brennenden Koks einzuleiten, wodurch eine Art Hochofen entsteht. Das Einbringen von Luft in den Koks führt dazu, dass dieser sehr heiß wird, und an diesem Punkt kann Metall in den Ofen gegeben werden. Zusätzliche Koksschichten werden hinzugefügt, damit der Erhitzungsprozess fortgesetzt wird, und Kalk oder andere Flussmittel können hinzugefügt werden, um die Oxidation zu verringern.
Wärme aus den unteren Schichten von brennendem Koks steigt typischerweise durch den Zylinder, erwärmt die oberen Metallschichten und schmilzt sie. Kohlenstoff aus dem Koks kann sich mit dem flüssigen Metall verbinden, wenn er durch die unteren Schichten läuft und sich am Boden ansammelt. In einigen Fällen können Zusatzstoffe wie Siliciumcarbid zugesetzt werden, um den Kohlenstoffgehalt zu erhöhen. Nachdem sich im unteren Teil eines Kupolofens genügend geschmolzenes Metall angesammelt hat, kann der Bediener einen Zapfen öffnen, um es in einen Auffangbehälter abzulassen. In der Regel befindet sich an einer höheren Stelle auf der Rückseite des Geräts ein weiterer Zapfen, über den Schlackenmaterial abfließen kann.