DE1900629C3 - Elektrolichtbogen-Ofenanlage zur Erzeugung von Metallegierungen, insbesondere von Stahl - Google Patents

Description

tionen sowie eine Vergleichsmäßigung der thermischen Ofendeckelbelastung in den Elektrodenstationen und eine verbesserte Ausnützung der Verweilzeit der einzelnen öfen in den verschiedenen Stationen durch Vorheizen der Charge in ö * Beschickstation unter Verwendung der Abgase aus den Elektrodenstationen ermöglicht wird.

Das wird durch die Ausbildung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs erreicht

Diese AusHMung erlaubt eine kontinuierliche und gleichmäßige Durchführung des Schmelz- und Feinprozesses, wobei unter jedem der Deckel ständig die gleichen oder fast die gleichen Arbeitsbedingungen herrschen. Das verringert die thermischen Stoßbelastungen der Deckel und verlängert dadurch deren Lebensdauer. Die Rückführleitungen für die Abgase der beiden Elektrodenstationen sowie der Vorheizbrenner an der Beschickungsstation erlauben ein Aufwärmen der neuen Charge in dieser Station mit billiger Primärenergie, ohne daß die Charge schädliche Bestandteile aus den Heiz- bzw. Abgasen aufnimmt Das ergibt eine Verringerung des elektrischen Energieverbrauchs. Der Verbrauch an hochwertiger iiektrischer Energie ist weiter dadurch verringert, da nicht nur jeder Transformator, sondern auch beide Elektrodenanordnungen optimal ausgelegt werden können. Hierdurch wird auch der Elektrodenverbrauch verringert Der elektrische Energieverbrauch über der Zeit wird wesentlich gleichmäßiger. Die Transformatoren können ohne Drosseln betrieben werden.

Infolge der Ausnutzung der Wärme von Abgasen aus zwei heißen Öfen, der Vorerwärmung der Charge in der Beschickstation sowie des optimalen zyklischen Verlaufs des Schmelzprozesses wird eine Erniedrigung des Gesamtenergieaufwands um bis zu 18% erreicht.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine Anlage gemäß Erfindung in Seitenansicht mit teilweise geschnittenem Sockel,

Fig.2 zeigt die Draufsicht auf die Anlage gemäß Fig. 1.

Die Anlage, eine solche zur Herstellung von Elektrostahl, besitzt drei Elektroofenwannen bzw. -herde 1, die vorzugsweise mittels Antrieben 2 kippbar auf der vorzugsweise drehbaren Plattform 3 angeordnet sind. Die Plattform 3 ist mittels Rädern 4 auf einer Ringschiene gelagert Die Plattform 3 ist mittels eines bekannten Antriebswerks 5, vorzugsweise über ein Zahnradgetriebe drehbar. Der OfendecktEl 6 ist abhebbar oder besser, abhebbar und verschiebbar an drehbaren, vom Sockel 8 getragenen Auslegern 7 gelagert In den Ofendeckeln der Stationen 111 und 12 sind die üblichen öffnungen für die Elektroden 13 und in dem Deckel 9 auf der Anfangsstation 10 öffnungen für

ίο Brenner 14 vorgesehen. Der Deckel 6 auf der Station 11 hat dickere Elektroden 13 und einen größeren Transformator 15 als die Elektrode 13 der Station 12, wo der Transformator hinsichtlich seiner Leistung um etwa 50% kleiner ist als der Transformator 15.

Für das Vorwärmen des Einsatzes auf der Sltation 10 führt eine Rohrleitung 18 von den öfen zur Station 10. Die Abgase werden mit den Verbrennungsgasen aus dem Brenner !4 durch die Leitung 17 abgeführt Die Leitungen 18 sind mit den Deckeln 9 in bekannter, nicht in der Zeichnung gezeigter Art trennbar verbundea

Um die Ofenwannen bzw. · herd'.· i auf der drehbaren Plattform 3 zu erleichtern, ist die \bsiichrinne 19 abnehmbar ausgeführt Vor der Abstichrinne 19 findet sich neben der Station 12 eine Abstichgrube 20.

Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Auf der Station 10 erfolgt die Reparatur der Ausmauerung der Wanne 1 und deren Beschickung. Hierauf wird der Ofendeckel 9 geschlossen, der Brenner 14 eingeschaltet und der Einsatz bis auf etwa 700° C vorgewärmt Danach wird die Ofenwanne von der Station 10 in die Station 11 verlagert, und die Elektroden 13 werden eingeschaltet Nun erfolgt das Schmelzen des Stahls, wobei auch eine teilweise Feinung möglich ist Danach wird die Ofenwanne von der Station 11 in die Station 12 verschoben, und mit den Elektroden 13 der Station 12 wird der Stahl bis zum Abstich gefeint Selbstverständlich verlaufen nach dem Einschalten der Anlage gemäß der Erfindung alle drei Phasen des Prozesses immer gleichzeitig; das bedeutet auf der Station 10 v/ird die Wanne beschickt und vorgewärmt, in der Station 11 folgt die Raffinierung und der Abstich. Mit dieser Aiilage ist es möglich, neuzeitliche Verfahren zum Frischen und anderen anzuwenden, da der Betrieb der einzelnen öfen normal in bekannter Weise «erläuft

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrolichtbogen-Ofenanlage zur Erzeugung von Metallegierungen, insbesondere von Stahl, mit drei auf einer drehbaren Plattform angeordneten Ofenwannen, drei auf diese aufsetzbaren Ofendeckeln und drei über den Umfang der Plattform verteilten stationären Behandlungsstationen für verschiedene Behandlungsvorgänge, nämlich einer Beschickungsstation und zwei Elektrodenstationen, in denen die von außerhalb der Plattform her gehaltenen, mit unterschiedlicher Spannung transformatorgespeisten Elektroden während ihres Betriebes von oben durch Ofendeckelöffnungen in den jeweils an der Station befindlichen Ofen ragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofendeckel (6, 9) stationsfest von außerhalb der Plattform (3) her gehalten sind, daß die Elektroden (13) an den entsprechenden Ofendeckeln (6) angeordnet sind, wobei die Elektroden (13) der zweiten ElektrodenstatscR (12) dünner als die der ersten Eiektrodenstation (11) ausgebildet und an einen Transformator angeschlossen sind, dessen Leistung etwa 50% geringer als die des Transformators der ersten Elektrodenstation ist, daß eine Y-förmige Abgasleitung (18) von den Deckeln (6) der Elektrodenstationen (U, 12) zum Deckel (9) der Beschickungsstation (10) führt und daß ein Brenner (14) zum Vorheizen der Feststoff-Charge am Deckel (9) der Beschickungsstation (10) sowie eine weiße Abgasbildung (17) vo -gesehen sind.

   Die Erfindung betrifft eine Elektrolichtbogen-Ofenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs. Einfache Elektrolichtbogenofen sind in verschiedener Hinsicht nachteilig. So sind während des Vorwärmens des kalten Einsatzes die Elektroden großen Temperaturänderungen ausgesetzt, was ihre Dauerhaftigkeit beeinträchtigt. Beim nur kurze Zeit dauernden Einschmelzen des Einsatzes ist der Transformator voll ausgelastet, während durch die geringere Belastung des Transformators beim nachfolgenden Feinen der cosqj verschlechtert wird. Während des Abstechens und Beschikkens wird überhaupt keine elektrische Leistung abgenommen, obwohl eine möglichst gleichmäßige Netzbelastung erwünscht ist. Bereits vor 40 Jahren versuchte man gemäß der US-Patentschrift 16 26 263 diese und andere Nachteile — insbesondere die ungleichmäßige Energieaufnahme und schlechte Ausnutzung der aufwendigen elektrischen Anlagen — durch die Schaffung einer Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu beseitigen. Bei dieser war eine Beheizung der Beschickungsstation nicht vorgesehen. Die Ofendeckel wurden nur an der Beschickungsstation entfernt, während an den beiden Elektrodenstationen die Elektroden vertikal verschiebbar gehalten und jeweils von oben durch entsprechende öffnungen der Ofendeckel in das Ofeninnere zum Niederschmelzen und Feinen der Charge eingebracht wurden.

   Auch diese Anlagen sind noch in verschiedener Hinsicht nachteilig. So besieht die Gefahr, daß die Elektroden beim Einführen durch die relativ engen Deckelöffnungen beschädigt werden. Ferner sind die Verweilzeiten der öfen auf den Elektrodenstationen wesentlich größer als die auf der Beschickstation erforderliche Verweilzeit (Abstich, Ausbesserung, neue Beschickung). Eine Anpassung ist nur durch eine erhebliche Erhöhung der in die Elektrodenstationen eingespeisten elektrischen Energie möglich. Der Wärmeinhalt der Abgase aus den Elektrodenstationen geht ebenfalls verloren. In der Beschicksration kann der Ofen auskühlen. Die hierdurch bedingten Temperaturschwankungen der Ofenausmauerungen wirken deren

   to Lebensdauer entgegen. Die Verweilzeiten in den beiden Elektrodenstationen sind besonders lang, weil vor dem Feinen und Schmelzen auch das Erwärmen der Charge auf die Schmelztemperatur in den Elektrodenstationen erfolgen muß. Da die Elektroden die Durchtrittsöffnun gen in den Deckeln möglichst gut ausfüllen müssen und die Lochanordnung im Deckel nicht veränderbar ist, müssen die Elektrodendurchmesser und -Abstände in beiden Elektrodenstationen die gleichen sein. Das führt wegen der normalerweise geringeren Leistur.gsaufnah me der Elektroden in der zweiten Elektrodenstation zu ungünstigeren Lichtbogenverhältnissen und Elektrodenverbräuchen.

   Derartige Anlagen konnten sich dementsprechend in der Praxis nicht durchsetzen. Man ging vielmehr auf einfache Elektroofenanlagen zurück. So wurde 1950 durch die französische Patentschrift 9 55 645 eine Einfach-Elektroofenanlage bekannt, hei welcher die Ofenwanne zwischen einer Beschickstation, einer Schmelz- und Feinstation und einer Abstichstation hin und herverfahrbar war. In der Schmelz- und Feinstation konnten der Ofendeckel sowie die Elektrodenanordnung nach oben bewegt werden, um das Verfahren der Ofenwanne in die Beschick- und die Feinstation zu ermöglichen, in denen der Ofendeckel entfernt sein muß. Diese Konstruktion hatte weitgehend die Nachteile der eingangs dargelegten Einfachofenkonstruktionen. Ebenso wie diese und die Konstruktion nach der US-Patentschrift 16 26 263 besaß sie den waiteren Mangel, daß während des Niederschmelzens der Stromverbrauch wesentlich höher yar als während des Feinens. Während des Abstichs und des Beschickens waren Transformator und Elektrodenanordnung ganz ohne Belastung.

   Den bisher beschriebenen Anlagen ist schließlich

   noch der Nachteil gemeinsam, daß die gesamte

   Wärmeenergie in Form der hochwertigen und geste-

   hungsaufwendigen elektrischen Energie zugeführt wird.

   Im Jahre 1966 wurde durch die US-Patentschrift

   32 90 031 eine Zweiofenanlage bekannt, bei welcher ein

   so Gasabzug und eine Elektrodenanordnung jeweils für sich an Schwenkorganen angeordnet abwechselnd auf zwei ortsfeste Schmelzöfen aufsetzbar waren. Bei dieser Anordnung soll die Charge bei aufgesetztem Gasabzug mittels Gasbrennern niedergeschmolzen werden, das

   Feinen danach mittels der Elektroden erfolgen.

   Dabei gelangen infolge des Niederschmelzens mittels der Gasbrenner auch im Gas enthaltene Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Schwefel oder Phosphor in die Schmelze. Während des Abstichs sind die Elektroden abgeschaltet, was zu einer ungleichmäßigen Netzbelastung führt. Dieses Verfahren entspricht in der Praxis weitgehend dem Siemens-Martin-Verfahren, das heute nur noch für einfache Baustähle verwendet wird. Die Erfindung löst die Aufgabe, die Vorrichtung nach

   f>5 dem Oberbegriff des Anspruchs dahingehend weiterzubilden, daß eine volle und gleichmäßige, verhältnismäßig niedrige Transformatorbelastung, eine unmittelbare Ausnützung der Abgaswärme auf den Elektrodensta-