DE1916019A1

DE1916019A1 - Gas fried cupola with auxiliary arc heater

Info

Publication number: DE1916019A1
Application number: DE19691916019
Authority: DE
Inventors: Cernyj Anatolij A; Gracev Vladimir A; Sosnovskij Jefim D; Kurbatskij Ivan L; Marijenbach Lev M; Pavlenko Nikolaj S
Original assignee: PENZEN KOMPRESSORNYJ ZD
Current assignee: PENZEN KOMPRESSORNYJ ZD
Priority date: 1969-03-28
Filing date: 1969-03-28
Publication date: 1970-10-08

Abstract

Furnace has an electric arc in the superheating chamber for superheating the metal drops along the path covered by the liquid metal. Specif. the shaft is subdivided by two projections into a melt chamber for raw material and a superheating chamber for metal, with burners in the furnace wall and a asin on the furnace floor for collecting the liquid metal. In the super heating chamber are two pairs diametrically opposed electrode situated above the burners, for producing an electric arc.

Description

VERFAHREN ZUR METALLGEWINNUNG IN GASGEFEUERTEN KUPOLOFEN UND KUPOLOFEN ZU SEINER DURCHFÜHRUNG tie Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Metallgewinnung in gasgefeuerten Kupolofen und auf Kupolöfen zu ihrer Durchführung.METAL EXTRACTION METHOD IN GAS FIRED KUPOL OVENS AND KUPOL OVENS TO ITS IMPLEMENTATION tie invention relates to methods of metal extraction in gas-fired cupolas and on cupolas for their implementation.

Es ist ein Verfahren zur Metallgewinnung im gasgefeuerten Kupolofen bekannt, dessen Schacht durch zwei Vorsprünge in Schmelzkammer für Beschickungsgut und Überhitzungskammer für Metall unterteilt ist, wobei in den Ofenwänden Brenner angeordnet sind und auf dem Ofenherd sich ein Becker zum sammeln des flüssigen Metalls befindet (s. früher eingereichte Anmeldungen derselben Erfinder). kit diesem Verfahren kann hochwertiges Gußeisen gewonnen -erdens Der Durchsatz des bekannten Kupolofens ist jedoch beschränkt und zur Durchsatzsteigerung müssen die Kupolofenabmessungen vergroßert werden. It is a process for extracting metal in a gas-fired cupola furnace known, the shaft through two projections in the melting chamber for charge and overheating chamber for metal is divided, with burners in the furnace walls are arranged and on the stove hearth there is a becker to collect the liquid metal (see previously filed applications by the same inventor). kit this procedure high-quality cast iron can be obtained - earth The throughput of the well-known cupola furnace is limited, however, and cupola furnace dimensions must be used to increase throughput be enlarged.

Es ist das Ziel der vorliegenden erfindung, den Durchsatz des Kupolofens ohne Vergrößerung seiner Abmessungen zu steigern. It is the aim of the present invention to increase the throughput of the cupola without increasing its dimensions.

Diese rufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Metall gewinnung im gasgefeuerten Kupolofen erfind'angsgemäß in der Überhitzungskammer ein elektrischer Lichtbogen zum Überhitzen der Metalltropfen auf dem vom flüssigen Metall zurückgelegten Weg gezündet wird. This task is solved by the fact that in the metal extraction in gas-fired cupola furnace according to the invention in the overheating chamber an electric Arc to overheat the metal droplets on the covered by the liquid metal Is ignited away.

Es wird auch ein gasgefeuerter Kupolofen zur Durchführuns des erwdhnten Verfahrens vorgeschlagen, dessen Schacht durch zwei Vorsprünge in Schmelkammer für Beschickungagut und Uberhitzungakaimer für Metall unterteilt ist, wobei in den Ofenwänden Brenner angeordnet sind und auf dem Ofenherd sich ein Becken zum Sammeln des flüssigen Metalls befindet und erfindungsgeniäß im Kupolofen innerhalb der Überhitzungskammer mindestens zwei Paare diametral gegenüberliegender Elektroden, zwischen denen elektrischer Lichtbogen gezündet wird, über den Brennern vorgesehen sind. A gas-fired cupola is also used to carry out the aforementioned Proposed method, its shaft by two protrusions in Melting chamber for charging material and overheating chamber for metal is divided, with burners being arranged in the furnace walls and a basin on the furnace hearth to collect the liquid metal is and according to the invention in the cupola within the overheating chamber at least two pairs of diametrically opposed electrodes, between which an electric arc is struck, provided above the torches are.

Zweckmäßigerweise werden auf der Herdfläche des unteren Vorsprungs und im Herd des Beckens für flüssiges Metall zusätzlich Elektroden angeordnet, die an verschiedenen Polen der Stromquelle angeschlossen sind, um ein elektrisches Potential zwischen ihnen zu erzeugen. Appropriately, on the hearth surface of the lower projection and electrodes are also arranged in the hearth of the basin for liquid metal are connected to different poles of the power source to an electrical potential to generate between them.

Das erfindungsgemäße Verfahren und der gasgefeuerte Kupolofen zu seiner Durchführung ermöglichen dank der Verwendung eines elektrischen Lichtbogens, den Prozeß bei der Gewinnung des flüssigen Metalls bedeutend zu intensivierten und schneller die erforderliche Uberhitzungstemperatur des Metalls zu erreichen. Hierdurch kann der Durchsatz deS gasgefeuerten Kupolofens gesteigert werden. Da durch die Wärme des elektrischen Lichtbogens nicht nur flüssiges Metall und ununterbrochen aus der Vberhitzungskammer in den Vorherd fließende Schlakke, sondern auch die aus der Überhitzungskammer für Metall in die Schmelzkaner für Beschickungagut strömenden Gasverbrennungsprodukte überhitzt werden, wird auch der Prozeß des Beschickungsgutschmelzens beschleunigt. The inventive method and the gas-fired cupola too allow its implementation thanks to the use of an electric arc, to intensify and significantly the process of extracting the liquid metal to reach the required overheating temperature of the metal faster. Through this the throughput of the gas-fired cupola furnace can be increased. Because through the Electric arc heat not only liquid metal and uninterrupted slag flowing from the overheating chamber into the forehearth, but also from it the overheating chamber for metal in the melting duct for charging material flowing Gas combustion products are overheated, the process of charge melting also becomes accelerated.

Außerdem wird bei Verwendung der vorliegenden Erfindung der Metallabbrand geringer. Da letzterer bei Wechselwirkung geladener Ionen des Metalls und Oxydationsmittels erfolgt, so werden alle Einflüsse, die der Bildung freier Metall und Oxydationsmittelionen entgogenwirken, Metallabbrand verhindorn. Ein derartiges wirkungsvolles Mittel, das die Bildung von Ionen verhindert, ist elektrischer Strom, durch Versenfehlende dung desselben können den Ionen Elektronen hinzugefügt oder von ihnen überflüssige Elektronen entfernt werden. Hierbei entstehen stabile Metall und Orydationsmittelmoleküle, es wird weren Aktivität vermindert und folglich wird auch die Wahrscheinlichkeit des Metallabbrands in der Ofenatmosphäre und durch Schlacke geringer.In addition, when the present invention is used, there is less metal burn-off. Since the latter occurs when charged ions of the metal and oxidizing agent interact, all influences that counteract the formation of free metal and oxidizing agent ions are prevented from burning off. One such effective means of preventing the formation of ions is electrical current, by avoiding the formation of the same, the ions can be released Electrons are added or excess electrons are removed from them. This results in stable metal and orydation agent molecules, the activity is reduced and consequently the probability of metal burn-up in the furnace atmosphere and through slag is reduced.

Auf diese Weise kann aus dem gasgeftuerten Kupolofen hochwartiges überhitztes Metall abgestochen werden, wobei dessen Temperatur sowie auch der Kupolofendurchsatz in weitem Bereich durch den Aufwand von elektrischem Stroh geregelt werden kann. Letzterer wird den Elektroden zugeführt, die auf der Herdfläche des unteren Vorsprungs, im Becken für flüssiges Metall und iq der Überhitzungskammer für Metall angebracht sind. In this way, high quality can be achieved from the gas-ventilated cupola furnace overheated metal are tapped, with its temperature as well as the cupola throughput can be regulated to a large extent through the use of electric straw. The latter is fed to the electrodes, which are located on the focal surface of the lower projection, placed in the basin for liquid metal and iq the overheating chamber for metal are.

Nachstehend wird die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel und Zeichnungen erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen gasgefeuerten Kupolofen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2. The invention is illustrated by an embodiment and Drawings explained; It shows Fig. 1 a section through the invention gas-fired cupola furnace, Fig. 2 is a section along line II-II of FIGS. 1 and 3 show a section along line III-III in FIG. 2.

Im Schachte des Kupolofens (Fig. 1) befinden sich zwei gemauerte Vorsprünge 1 und 2. Der untere Vorsprung 1 dient zum Unterstützen der Beschickungsgutsäule und der obere Vorsprung 2 zum Verhindern des Herabfallens des-Beachickungaguts in den Unterteil des Kupolofenschachts. In the shaft of the cupola (Fig. 1) there are two masonry Projections 1 and 2. The lower projection 1 is used to support the load column and the upper protrusion 2 for preventing the cargo from falling off in the lower part of the cupola shaft.

Die Vorsprünge 1 und 2 werden durch Rohre 3 gekühlt, durch die Wasser fließt. Durch die Vorsprünge 1 und 2 wird der Schacht des gasgefeuerten Kupolofens in zwei Kammern unterteilt und zwar in die Schmelzkammer 4 für Beschiclrungsgut und die Überhitzungskammer 5 für Metall. Der Schacht besitzt zwischen den Vorsprüngen dank einer in der Auskleidung vorgesehenen, innenseitigen, halbringförmigen Aussparung 6 breiteren Herd schnitt. Auf der Herdfläche 7 des Vorsprungs 1 ist eine Trennbarriere 8 (Fig. 2 und 3) angeordnet. Im Unterteil der Kammer 5 befindet sich auf ihrem Herd 9 ein Becken 10, in dem sich während des Schmelzvorgangs Metall befindet und g zum Uberhitzen desselben dient. In der Auskleidung sind über dem Bekken und gleichmäßig über den Umfang verteilt in einer oder mehreren Reihen Tunnels 11 angeordnet, in die Brenner 12 zum Verbrennen der Heizgase eingesetzt sind. The protrusions 1 and 2 are cooled by pipes 3 through which water flows. Through the projections 1 and 2, the shaft of the gas-fired cupola furnace divided into two chambers namely in the melting chamber 4 for Beschiclrungsgut and the overheating chamber 5 for metal. The shaft has between the projections thanks to an inside, semi-annular recess provided in the lining 6 wider hearth cut. On the hearth surface 7 of the projection 1 is a separation barrier 8 (Fig. 2 and 3) arranged. In the lower part of the chamber 5 is on your stove 9 a basin 10 in which there is metal during the melting process and g for Overheating of the same is used. In the lining are above the basin and evenly Arranged over the circumference in one or more rows of tunnels 11, in the burners 12 are used to burn the hot gases.

In den Wänden der Auskleidung werden, um Metall bei großem Kupolofendurchsatz, d.h. bei forciertem Schmelzgang, zu überhitzen, gegen den Kupolofenmantel isolierte Elektroden 13, 14 und 15 montiert, die mit Graphitelementen 16, 17 und 18 auf dezn Herd 9 der Überhitzungskammer, auf der Herdfläche 7 des Vorsprungs 1 und in der Auskleidung der UberhitzungßkPmmer 5 über den Tunnels 11 der Gasbrenner 12 verbunden sind. In the walls of the lining, metal with high cupola throughput, i.e. with a forced melting process, to overheat, insulated against the cupola furnace jacket Electrodes 13, 14 and 15 mounted with graphite elements 16, 17 and 18 on dec Hearth 9 of the overheating chamber, on the hearth surface 7 of the projection 1 and in the Lining of the UberhitzungßkPmmer 5 connected via the tunnel 11 of the gas burner 12 are.

Vor Beginn des Schmelzvorgangs wird der gasgefeuerte Kupolofen auf eine Temperatur von ungefähr 16000C in der Kammer 5 erhitzt. Dann wird aus Metall und Zuschlägen bestehendes Beschickungsgut in Kammer 4 eingegeben. Heißgase, welche zwischen Vorsprung 1 und 2 in die Kammer 4 strömen, schmelzen das Metall, das in Form von Tropfen und Fäden, die vom Vorsprung 1 herabfallen, in das Becken. 10 gelangt. The gas-fired cupola furnace is opened before the melting process begins a temperature of about 16000C in the chamber 5 is heated. Then it becomes metal and surcharges the existing load is entered into chamber 4. Hot gases, which between protrusions 1 and 2 flow into chamber 4, the metal melted in Form of drops and threads falling from the projection 1 into the basin. 10 arrives.

Beim Schmelzen und Uberhitzen des Metalls wird diesem Gleichstrom und zwar auf der Herdfläche 7 des Vorsprungs 1 durch Elektroden 14, im Becken 10 für flussiges Metall durch Elektroden 13 und in der Überhitzungskammer 5 für Metall durch Elektroden 1> zugeführt. Den Elektroden 15, 14 und 13 wird so gepolte Strom mit solchen Kenndaten zugeführt, die es ermöglichen, einen elektrischen Lichtbogen zu zünden, der das Uberhitzen des Metalls beim Herabfallen der Tropfen und Fäden von der Herdfläche 7 des unteren Vorsprungs 1 gewährleistet, und im Metall ein elektrisches Potential zu erzeugen, welches Abbrennen von Metall verhindert. Das Becken 10 auf dem Herd 9 der Kammer 5 füllt sich mit Metall. Schlacke gelangt ebenfalls ins Becken 10, doch fließt sie dauernd von der Metalloberfläche in den Vorherd 19 herab. Auf diese Weise wird die Metall oberfläche dauernd von Schlacke gereinigt und letztere verhindert nicht das Uberhitzen des Metalls durch Gasverbrennungsprodukte. Überhitztes Metall fließt in den Vorher 19, von wo es je nach Bedarf entnommen wird. When the metal is melted and overheated, it becomes direct current on the focal surface 7 of the projection 1 through electrodes 14 in the basin 10 for liquid metal through electrodes 13 and in the overheating chamber 5 for metal fed through electrodes 1>. The electrodes 15, 14 and 13 are supplied with polarized current supplied with such characteristics that make it possible to produce an electric arc to ignite the overheating of the metal when the drops and threads fall guaranteed by the hearth surface 7 of the lower projection 1, and an electrical one in the metal Generate potential which prevents the metal from burning off. The basin 10 on the hearth 9 of the chamber 5 is filled with metal. Slag also gets into the basin 10, but it flows down continuously from the metal surface into the forehearth 19. on In this way, the metal surface is constantly cleaned of slag and the latter does not prevent overheating of the metal by gas combustion products. Overheated Metal flows into the before 19, from where it is removed as required.

Der gasgefeuerte Kupolofen mit durch elektrischen Lichtfortschrittbogen hochüberhitztem flüssigem Metall ist eine liche Konstruktion und findet in der Industrie als kontinuierliches Schmelzaggregat für vollmechanisierte Gießereien und auch beim Schmelzen unterschiedlicher schwerschmelzbarer Legierungen weitgehende Verwendung.The gas-fired cupola furnace with liquid metal highly superheated by electric arc flashing is one liche Construction and is widely used in industry as a continuous melting unit for fully mechanized foundries and also for melting different refractory alloys.

Der erfindungsgemäße gasgefeuerte Kupolofen ist konstruktiv recht einfach und gestattet trotz unveränderter Kupolofenabmessungen und Fläche des Uberhitzungskammerbeckens gleichzeitig weitgehendst den Kupolofendurchsatz zu steigern und die Temperatur des flüssigen Metalls zu erhöhen. The gas-fired cupola furnace according to the invention is structurally right simple and permits despite unchanged cupola dimensions and surface of the overheating chamber basin at the same time largely to increase the cupola throughput and the temperature to increase the liquid metal.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E:

1. Process for metal extraction in the gas-fired supol furnace, d a it is noted that there is an electrical in the overheating chamber Arc to overheat the metal droplets on the covered by liquid metal Is ignited away.

2. Gas-fired cupola for carrying out the method according to claim 1, the shaft of which through two projections in the melting chamber for charge material and The overheating chamber for metal is subdivided, with burners arranged in the furnace walls and there is a basin on the stove to collect the liquid metal, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that in the overheating chamber (5) at least two pairs of diametrically opposed electrodes (15), between which electrical Arcs ignited w @ rd @@ are provided over the torches (12).

3. Gas-fired cupola furnace according to claim ro, d a -d u r c h g e k It is noted that on the hearth surface (7) of the lower projection (1) and arranged in the hearth (9) of the basin (10) for liquid metal electrodes (14) or (13) that are connected to different lines of the power source to an electrical To create potential between them.

L e r s e i t e