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EP0180712A1 - Verfahren und Vorrichtung für die Zugabe von sauren Schlackebildnern in den Kupolofen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für die Zugabe von sauren Schlackebildnern in den Kupolofen Download PDF

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Publication number
EP0180712A1
EP0180712A1 EP85108030A EP85108030A EP0180712A1 EP 0180712 A1 EP0180712 A1 EP 0180712A1 EP 85108030 A EP85108030 A EP 85108030A EP 85108030 A EP85108030 A EP 85108030A EP 0180712 A1 EP0180712 A1 EP 0180712A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
furnace
slag
acidic
cupola
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP85108030A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Günther Dr.-Ing. Rachner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuettner GmbH and Co KG
Original Assignee
Kuettner GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuettner GmbH and Co KG filed Critical Kuettner GmbH and Co KG
Priority to DE19853540037 priority Critical patent/DE3540037A1/de
Publication of EP0180712A1 publication Critical patent/EP0180712A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/16—Arrangements of tuyeres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
    • C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
    • C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
    • C21B5/026—Injection of the additives into the melting part of plastic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/08—Manufacture of cast-iron
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging

Definitions

  • the invention relates to a working method for operating a cupola furnace, in particular a hot-wind cupola furnace, which is equipped with refractory equipment for a multi-day or multi-week operation, in which an acidic slag-forming additive is added.
  • the invention further relates to a device for operating a cupola furnace, in particular a hot-wind cupola furnace, which is equipped with the firest equipment for a multi-day or multi-week operation, with which an acidic slag-forming additive is added.
  • the acidic slag formers coming from the area of the nozzles into the slag bath and resulting from the wear of the refractory lining have a much smaller quantity (200 kg daily) than in the short-term hot-wind cupola furnace lined first described (approx. 4000 kg daily).
  • the fed hot-wind cupola furnace with daily delivery has a relatively low silicon burn-off, because the combustion of the coke in the melting zone is bad due to the lack of wind nozzles and therefore the top gas contains a relatively high proportion of CO.
  • the silicon burn-off is also low because a considerable amount of silica is added to the slag bath in the daily redelivery arrives so that the slag has no tendency to slag further silicon bound to the iron.
  • the lined hot-wind cupola furnace with daily delivery therefore has advantages in terms of silicon erosion. On the other hand, it has disadvantages because it has a high coke consumption and because the daily delivery work has to be done.
  • the feedless hot wind cupola furnace has a relatively high silicon burn-off (e.g. 30%) because it has water-cooled copper nozzles and, if the nozzles are correctly designed, can run with more complete combustion, so that in this mode of operation there is a relatively low CO content in the blast furnace gas sets. Silicon erosion is also increased because the daily inflow of silica from the erosion of the feed is eliminated and therefore the slag has a greater tendency to slag the silicon bound to the iron.
  • the feedless cupola furnace has an increased coke consumption because it has to cover the heat loss through the non-insulated water-cooled furnace jacket.
  • the lined hot-wind cupola furnace with refractory delivery for a multi-day or multi-week operation also has an increased silicon burn-off because it is equipped with water-cooled copper nozzles and can therefore be operated with more complete combustion of the coke in the melting zone and therefore often with a CO content in the blast furnace gas between 10 and 14% is driven.
  • the lined hot-wind cupola with fireproof equipment for several days or weeks of operation also has an increased silicon burn-off, because the inflow of silica from the refractory material into the slag is low compared to the lined hot-wind cupola with daily delivery.
  • the methods described all have the disadvantage in common that the outlay is greater than the achievable benefit.
  • the goal of reducing the silicon erosion can be achieved.
  • the desired macroeconomic advantage does not occur, or only partially.
  • the task is therefore to find a procedure with which the silicon burn-off can be reduced in cupola furnaces which are equipped for long-term operation.
  • the procedure underlying the invention for reducing the silicon erosion in hot-wind cupola furnaces with refractory equipment for continuous operation is to bring an acidic slag generator with one of the devices described in the invention to the periphery of the furnace interior in such a way that an inflow of silica into it Slag bath is formed without covering the entire surface of the coke with an acidic slag structure and making it more difficult to carburize the liquid iron.
  • the process on which the invention is based then achieves the same inflow of an acidic slag-forming agent into the cupola furnace slag as with the devices described in the invention, as occurs in the fed hot-wind cupola furnace with daily delivery by burning off the acidic feed.
  • the second example can also apply to a feedless cupola furnace that is equipped for several weeks of operation.
  • the data compiled in the table refer to a coke rate of 10% and a limestone rate of approx. 33% of the coke rate.
  • a silicon carrier in the form of FeSi briquettes or Sic briquettes would be added, which feeds slag formers into the furnace via its cement bond.
  • the calculation example shows that the daily feed consumption represents a determining part of the daily slag balance. It is therefore more common practice to add the missing silica to the cupola in the form of gravel or basalt. However, this method does not lead to an economical result, especially in cupola furnaces that are operated with high steel scrap, because the addition of gravel over the entire furnace cross section leads to slagging of the coke surface and therefore, as already described, the required carburizing of the liquid iron can only be achieved can if the coke rate is increased significantly.
  • the coke rate In a cupola furnace operated with 65% steel scrap, the coke rate must be increased from 9.5 to 11% in order to achieve the desired carburization down to a carbon content of 3.35% if the batch contains 15% gravel. of coke was added with the aim of reducing silicon burnup.
  • the process on which the invention is based avoids this disadvantage because the acidic slag-forming agent is added to the periphery of the cupola furnace and thus increases the silica content of the slag without preventing the coke surface from being washed off by the liquid lime produced by the reduction of limestone in the furnace within the melting zone.
  • the method on which the invention is based can be carried out in various ways. It is suggested that the gravel be distributed over the circumference of the loading bucket. Another suggestion is to add the gravel in the furnace head and, after adding a new batch, to distribute the gravel to the circumference of the furnace head. It is further suggested the gravel. into the ring-shaped suction chamber for the blast furnace gas. The gravel can roll here into a natural slope, which is created within the ring suction chamber for the top gas when the batch is added. Another proposal is to introduce foundry sand through the copper nozzles into the slag bath in such a way that the sand trickles down the periphery of the furnace and reaches the slag bath.
  • Another method can be to introduce water-cooled lances into the furnace so that gravel can be added to the slag bath from above.
  • the invention also relates to a process for introducing foundry sand laterally through the furnace hearth under the slag bath and distributing it as evenly as possible within the slag bath.
  • the devices provided for the introduction of silicon or sand are optionally also partially used to blow lime into the furnace in the form of quicklime, hydrated lime, limestone or sorption hydrate.
  • the coke ash is to be liquefied more quickly by blowing in and the surface of the carbon particles is washed for contact with the liquid iron.
  • the degree of carburization of the liquid iron depends on the contact between the liquid iron and the carbon coke. In this respect, the blowing in of lime can increase the degree of carburization overall and / or enable the use of coke with a higher ash content.
  • lime blowing is a reduction in the usual limestone use of the type.
  • Limestone is a commonly used aggregate for coal stoves. Limestone is used because the slag produced in the cupola furnace usually outweighs the acidic components. The slag is created from the coke ash, the forage burnout, the burnout of the iron and its accompanying elements.
  • Components of the slag are silica, iron oxide and alumina, all acidic components.
  • Lime as a basic additive is intended to neutralize the acidic slag.
  • Limestone is always given for the genus because limestone is an extremely inexpensive raw material.
  • limestone not only has a neutralizing effect on the acidic slag constituents, but also lime has a liquefying effect on the silica and alumina components.
  • Lime also has a desulfurizing effect and has a favorable effect on dephosphorization and iron and manganese burn-up.
  • the usual limestone surcharge is between 15 and 40% of the coke rate.
  • the limestone surcharge is not solely dependent on the coke rate. Rather, the limestone aggregate is adjusted according to the desired slag composition, especially taking into account the expected feed burnout.
  • the lime has a very large grain size and an unfavorable position.
  • the individual lime particles are embedded between the other components of the genus.
  • the lime particles naturally have an optimal effect on the neighboring coke particles, while the effect on distant coke particles is correspondingly low.
  • the blowing in of lime according to the invention has the advantage of small grain size and optimal distribution of the lime in the oven.
  • the lime thus has much better reaction conditions than with the conventional use of limestone
  • Burnt lime has higher procurement costs than blow-in limestone.
  • the use of quicklime can be significantly more economical.
  • the cause lies in the necessary transformation of limestone (CaC0 3 ) into fired Ka1k (CaO). This transformation is caused by the reduction in the cupola furnace. This must be taken into account in the case of conventional limestone use within the scope of the class by means of an appropriately dimensioned coke set.
  • the forming process is not necessary. As a result, the coke rate can be reduced.
  • lime is ases in an amount of 10 -40% of the limestone set e i n g ebl.
  • the lime preferably has a dust form and is drawn off from a silo. In the silo, bridging is caused by striking and / or vibrating tools and / or by Prevents fluidization.
  • the lime dust is removed via a dosing system.
  • a screw conveyor and / or a cellular wheel sluice are suitable as dosing systems.
  • the dosing system doses the lime dust into a compressed air stream from the ambient air drawn in or into a high-tension partial stream of the hot wind.
  • the lime dust is preferably carried into the wind form with the compressed air or the hot wind partial flow.
  • the lime can also be metered into the ring line for the hot wind.
  • the lime mixes with the hot wind and is distributed in the oven by the hot wind and carried upwards.
  • the washing process described above takes place.
  • a feedless or a cupola fed for long-term operation is provided.
  • the cupola furnace has a filling shaft which projects into a gas discharge chamber 2 below. Under the gas extraction chamber 2, the cupola continues in a water-cooled shaft with a furnace wall 1 and a frame underneath. 1 is provided with water-cooled wind nozzles, not shown.
  • the top gas line leading away from the gas discharge chamber 2 is designated by 6.
  • the gas discharge chamber 2 is fed with gravel via 4 lines 3. Two of the four lines 3 are shown in FIG. 1.
  • the lines 3 open evenly distributed on the circumference of the gas discharge chamber 2 and in each case on the top of the chamber.
  • the lines 3 start from a distribution chamber 7 and have such an inclination that the gravel given through the lines 3 can safely get into the gas discharge chamber.
  • the distributor chamber 7 is provided with a perforated floor.
  • a line 3 is assigned to each hole.
  • the opening width of the holes is essentially the same as the passage cross section of the lines 3.
  • the distributor chamber 7 is fed with a screw conveyor 4, which removes the gravel from a silo 5. If possible, the silo 5 is arranged at the level of the filling chute next to the filling chute, so that when the cupola furnace is filled with a measuring bucket, the filling bucket can also be used to fill the silo 5.
  • the screw conveyor 4 serves primarily as a metering device. It enables the gas discharge chamber 2 to be filled with gravel independently of the fill level of the silo 5. Furthermore, the screw conveyor 4 allows the flow of gravel to the gas discharge chamber 2 to be regulated.
  • the gravel entering the gas discharge chamber from four points from above is distributed evenly due to its free-flowing properties and penetrates into the cupola furnace in accordance with its bed height and the opening gap 8 in the cupola furnace wall. There, the gravel slides down the genus along the inner wall of the furnace without affecting the carburizing process in the inner region of the furnace. In addition, no impairment of the top gas discharge can be found.
  • chute 9 By rotating chute 9 around the cupola
  • the central axis of the furnace can also be ensured in the case of only one place for gravel on the chute that the gravel is distributed evenly over the circumference of the filling shaft.
  • the gravel is removed from a silo as in the case of the use of the lines 3 and the screw conveyor 4.
  • the gravel is placed in the method according to the invention with the aid of the surveying bucket.
  • the cupola has the designation 20, the cupola furnace the designation 21.
  • Central inspection can be carried out in this way by means of a steep elevator for extendable buckets, inclined elevators with automatic bucket insertion into the oven, monorail, crane or trolley inspection, and possibly a swivel arm.
  • a loading with a crane trolley is provided.
  • Fig. 4 shows the crane trolley 22 in different operating positions.
  • the crane trolley 22 is movably arranged on a rail 23.
  • the left operating position shows the raising or lowering of the leveling bucket.
  • This process is initiated by actuating the pressure switch.
  • the rest of the process is automatic. This means that after lifting the full coating bucket 20, it moves, carried by the crane trolley 22, over the filling shaft of the cupola furnace 21.
  • a limit switch is actuated which stops the crane trolley 22 and at the same time the crane trolley only loosely to catch up with it moving operating cables for the bottom flaps of the tub 20 causes. This causes the bottom flaps to open and the species to fall out of the inspection tub into the filling shaft of the cupola 21.
  • the crane trolley 22 then moves back to its starting position. This is achieved either by operating the operator or by timing relays which close the bottom flaps again and by limit switches which position the survey bucket 20 after stopping the crane trolley 22 and lowering the survey bucket 20 in the starting position.
  • a sheet metal jacket 24 is placed in the coating bucket before the filling bucket 20 is filled again. This is done by means of the crane trolley 22.
  • the sheet metal jacket has various eyes 25 which are evenly distributed around the circumference for hanging on hooks.
  • the sheet metal jacket 24 keeps an equal distance on all sides in the tub 20 from the inner walls of the tub. The distance corresponds to the thickness of the gravel layer provided on the inner walls of the surveying bucket 20.
  • the gravel is optionally filled manually or using suitable filling devices into the space between the sheet metal jacket 24 and the inner walls of the surveying bucket 20. Simultaneously with the gravel, the genus can be filled into the interior of the sheet metal jacket 24. The genus can also be filled in before or after it has been filled with gravel.
  • the sheet metal jacket 24 is pulled out again with the help of the crane trolley 22 and the next coating process can follow.
  • sand is used instead of gravel.
  • the sand is blown into the cupola furnace designated 10 in FIG.
  • the blowing takes place with a hot wind.
  • the wind molds 11 are provided with a delivery line 12 which opens into a nozzle 13.
  • the nozzle 13 ends under the nozzle mouthpiece 14 of the windform 11 in front of the furnace wall.
  • the sand is drawn off from a silo 16 via a screw 15 and / or cellular wheel sluice and metered continuously into the hot wind stream of the line 12.
  • the screw 15 is arranged above the line 12.
  • the sand then falls essentially without pressure into the hot wind stream of line 12.
  • the pressure of the hot wind in line 12 is regulated by means of a valve.
  • the nozzle 13 blows the sand vertically down onto the slag.
  • the line 12 then forms a lance and is expediently provided with water cooling on the part projecting beyond the windform 11. This water cooling can be combined with the water cooling of the windform 11.
  • the sand is blown in via a lance 31 which projects past the wind forms 30 indicated by the broken lines.
  • the frame of the cupola furnace is designated by 32 in FIG.
  • the lance 31 preferably opens in the region of a recess in the base of the frame.
  • the lance is connected to the hot wind ring 33 by a fan.
  • the fan 34 only needs to bring the already pressurized wind, which acts as a carrier gas, to a somewhat higher pressure.
  • FIG. 6 shows a device for blowing lime into the cupola furnace. This device differs essentially from the entry device according to FIG. 2 for sand in that the metering device designated by 22 is connected to the ring line. I.e. 6, an entry point on the ring line is sufficient to mix the lime dust with the hot wind. The metering device 22 then draws the lime dust out of a silo 21.
  • a metering device can also be assigned to each wind form. This allows the flow of lime dust to be regulated in every type of wind.

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Abstract

In einem Kupolofen mit einem für den Langzeitbetrieb vorgesehenen Futter wird der Abbrand von Silizium verringert oder ein Zubrand von Silizium bewirkt, in dem ein saurer Schlackenbildner am Umfang des Ofenschachtes zugegeben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren zum Betreiben eines Kupolofens, insbesondere eines Heißwind-Kupolofens, der mit einer feuerfesten Ausrüstung für einen mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb ausgestattet ist, bei dem ein saurer schlackebildender Zuschlagstoff zugegeben wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zum Betreiben eines Kupolofens, insbesondere eines Heißwind-Kupolofens, der mit einer feuersten Ausrüstung für einen mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb ausgerüstet ist, mit der ein saurer schlackenbildender Zuschlagstoff zugegeben wird.
  • Der Kupolofen ist ein seit langem bekannter und insbesondere in Gießereien häufig eingesetzter Schachtofen, der zum Erschmelzen von flüssigem Gießerei-Roheisen aus festen Roheisennasseln, Stahlschrott, Gußbruch und Kreislaufstoffen des Gießereibetriebes dient und mit Koks als Brennstoff arbeitet. Es werden vorwiegend die folgenden drei Arten des Heißwind-Kupolofens eingesetzt:
    • - der Heißwind-Kupolofen, der mit einer täglich neu zugestellten sauren Stampfmasse ausgekleidet ist und bei dem die Winddüsen als Öffnung in der feuerfesten Ausmauerung ausgebildet sind. Dieser Kupolofen führt häufig zu einer unvollständigen Verbrennung des Kokses und zeichnet sich daher durch einen relativ hohen CO-Gehalt in dem Gichtgas aus. Die unvollständige Verbrennung wird durch die ungenügende Zufuhr von Verbrennungsluft in das Ofeninnere verursacht. Die in dem oberen Ofenschacht befindlichen metallischen Einsatzstoffe werden durch die reduzierende Atmosphäre im Ofenschacht verhältnismäßig wenig oxydiert. Da die Zone größter Hitze sich unmittelbar vor den Düsen befindet und die Düsen als Öffnungen in der feuerfesten Ausmauerung ausgebildet sind, wird das feuerfeste Material in der direkten Umgebung der Winddüsen besonders großer Hitze ausgesetzt. Das in der Nähe der Düsen befindliche feuerfeste Material wird außerdem durch die vom Koks und den Einsatzstoffen zurückprallenden Spritzer getroffen und unterliegt daher einem zusätzlichen Verschleiß.
      Das aus der Schmelzzone stammende, ausgewaschene feuerfeste Material und das von dem Herd stammende und dort durch Korrosion abgelöste weitere feuerfeste Material gelangt in die Schlacke. Bei einem Kupolofen für eine Schmelzleistung von 15 t/h kann die auf diese Weise an jedem Tag in die Schlacke kommende, im wesentlichen aus Kieselsäure bestehende feuerfeste Masse bis zu 4000 kg betragen.
    • - der futterlose Heißwind-Kupolofen, der in seinem Herd mit einer kohlenstoff- und/oder tonerdehaltigen feuerfesten Auskleidung ausgerüstet ist und bei dem wassergekühlte Kupferdüsen eingesetzt werden, die in ihrer Anordnung und in ihrem Durchmesser so gewählt werden, daß eine wesentlich verbesserte Verbrennung des Gießereikokses in der Schmelzzone erreicht wird. Der futterlose Heißwind-Kupolofen kann daher, wenn dieses vom Betreiber gewünscht wird, mit geringeren Kokssätzen gefahren werden und hat dann im Oberofen eine geringer reduzierende Atmosphäre. Der futterlose Heißwind-Kupolofen hat im Bereich der Düsen und im Oberofen keine isolierende feuerfeste Auskleidung. Die Wärmeverluste durch den Ofenmantel sind beträchtlich.
      Ein Zufluß von saurer, im wesentlichen Kieselsäure enthaltender und aus der Düsenebene oder aus dem Bereich des Oberofens stammender feuerfester Masse in das Schlackenbad findet nicht statt. Wegen der hochwertigen Auskleidung des Herdes mit schwachsaurer oder neutraler, kohlenstoffhaltiger feuerfester Masse ist mit einem nennenswerten Zufluß eines sauren Schlackenbildners aus dem Bereich des Ofenherdes ebenfalls nicht zu rechnen.
    • - der für Langzeitbetrieb vorgesehene gefutterte Heißwind-Kupolofen hat in dem Ofenherd eine kohlenstoff- und/oder tonerdehaltige feuerfeste Auskleidung und wassergekühlte Kupferdüsen, die in ihrer Anordnung und in ihrem Durchmesser so gewählt werden, daß eine vollständigere Verbrennung des Gießereikokses erreicht werden kann. Der Betreiber kann also, wenn er das wünscht, mit einer weniger reduzierenden Atmosphäre im Ofenschacht fahren. Die vor den Düsenköpfen liegende besonders heiße Zone im Schmelzbereich hat von der zurückliegenden feuerfesten Auskleidung einen solchen Abstand, daß der thermische Verschleiß des Futters in geringeren Grenzen bleibt und eine über mehrere Tage oder über mehrere Wochen ausgedehnte Ofenreise ermöglicht wird. Die gegenüber den in das Ofeninnere hineinragenden wassergekühlten Kupferdüsen zurückliegende feuerfeste Auskleidung wird auch weniger von den durch Einfluß des Windes zurückprallenden Schlackentröpfehen berührt, wodurch der chemisch-mechanische Angriff des Futters verringert wird.
  • Die aus dem Bereich der Düsen in das Scklackenbad gelangende und von dem Verschleiß der feuerfesten Auskleidung herrührenden sauren Schlackenbildner haben eine wesentlich geringere Menge (täglich 200 kg) als bei dem zuerst beschriebenen gefutterten Kurzzeit-Heißwind-Kupolofen (täglich ca. 4000 kg).
  • Der Siliziumabbrand in einem Kupolofen wird verringert:
    • - mit wachsendem CO-Gehalt im Gichtgas,
    • - mit wachsender Temperatur des Rinneneisens,
    • - mit höherem Kieselsäureanteil in der Schlacke.
  • Der gefutterte Heißwind-Kupolofen mit täglicher Zustellung hat einen relativ niedrigen Silizium-Abbrand, weil die Verbrennung des Kokses in der Schmelzzone wegen der fehlenden Winddüsen schlecht ist und daher das Gichtgas einen relativ hohen Anteil an CO enthält. Der Silizium-Abbrand ist auch deshalb gering, weil bei der täglichen Neuzustellung ein beträchtlicher Anteil an Kieselsäure in das SchlaCkenbad gelangt, so daß die Schlacke keine Tendenz hat, weiteres an das Eisen gebundene Silizium zu verschlacken. Der gefutterte Heißwind-Kupolofen mit täglicher Zustellung hat also in Bezug auf den Silizium-Abbrand Vorteile. Er hat aber andererseits Nachteile, weil er einen hohen Koksverbrauch hat und weil die Arbeit der täglichen Zustellung aufgewendet werden muß.
  • Der futterlose Heißwind-Kupolofen hat einen relativ hohen Siliziumabbrand (z. B. 30 %), weil er wassergekühlte Kupferdüsen hat und bei richtiger Ausbildung der Düsen mit vollständigerer Verbrennung fahren kann, so daß sich bei dieser Betriebsweise ein relativ niedriger CO-Gehalt im Gichtgas einstellt. Der Silizium-Abbrand ist auch deswegen erhöht, weil der tägliche Zufluß von Kieselsäure aus dem Abbrand des Futters entfällt und daher die Schlacke eine größere Tendenz hat, das an das Eisen gebundene Silizium zu verschlacken. Der futterlose Kupolofen hat einen erhöhten Koksverbrauch, weil er den Wärmeverlust durch den nicht isolierten wassergekühlten Ofenmantel abdecken muß.
  • Der gefutterte Heißwind-Kupolofen mit feuerfester Zustellung für einen mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb hat ebenfalls einen erhöhten Siliziumabbrand, weil er mit wassergekühlten Kupferdüsen ausgestattet ist und daher mit vollständigerer Verbrennung des Kokses in der Schmelzzone betrieben werden kann und daher häufig mit einem CO-Anteil im Gichtgas zwischen 10 und 14 % gefahren wird. Der gefutterte Heißwind-Kupolofen mit einer feuerfesten Ausstattung für mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb hat auch deswegen einen erhöhten Siliziumabbrand, weil der Zufluß von Kieselsäure aus dem Feuerfestmaterial in die Schlacke gering ist im Vergleich zu dem gefutterten Heißwind-Kupolofen mit täglicher Zustellung.
  • Der gefutterte Heißwind-Kupoloren mit täglicher Zustellung hat also:
    • - einen geringen Siliziumabbrand,
    • - einen hohen Koksverbrauch,
    • - einen hohen Aufwand für die feuerfeste Zustellung.
  • Der futterlose Heißwind-Kupolofen hat also:
    • - einen hohen Siliziumabbrand,
    • - einen hohen Koksverbrauch,
    • - einen niedrigen Aufwand für die feuerfeste Zustellung.
  • Der gefutterte Heißwind-Kupolofen für mehrtägige oder mehrwöchentliche Zustellung hat also:
    • - einen hohen Siliziumabbrand,
    • - einen niedrigen Koksverbrauch,
    • - einen niedrigen Aufwand für die feuerfeste Zustellung.
  • Es sind viele Bemühungen unternommen worden, um den Siliziumabbrand zu verringern. U. a. sind folgende Verfahren bekannt:
    • - die künstliche Verstärkung der reduzierenden Atmosphäre im Oberofen durch Erhöhung des Koksssatzes,
    • - die künstliche Erhöhung der reduzierenden Atmosphäre im Oberofen durch die Zugabe einer Kohle mit hohem Anteil flüssiger Bestandteile,
    • - die Zugabe von Sauerstoff in die Winddüsen mit dem Ziel, die Eisenrinnentemperatur zu erhöhen,
    • - die Zugabe von Kies oder Basalt oder anderer saurer Schlackenbildner in den Ofen, um den Anteil der Kieselsäure in der Schlacke zu erhöhen.
  • Die beschriebenen Verfahren haben aber alle gemeinsam den Nachteil, daß der Aufwand höher ist als der erzielbare Nutzen. Durch Anwendung einer oder mehrerer der vorbesehriebenen Verfahren kann also das Ziel einer Reduktion des Siliziumabbrandes erreicht werden. Der erstrebte gesamtwirtschaftliche Vorteil tritt aber nicht oder nur teilweise ein.
  • So wird eine wesentliche Erhöhung des CO-Gehaltes im Gichtgas, die auch eine wesentliche Reduktion des Siliziumabbrandes zur Folge hat, nur dann erreicht, wenn der Kokssatz um ca. 20 t gesteigert wird. Die Mehrkosten für Koks sind aber höher als die Einsparungsmöglichkeiten am Silizium.
  • So führt in den meisten Fällen die Zugabe von Kies oder Basalt auch nicht zu einem wirtschaftlichen Ergebnis,
  • weil die Zugabe von Kies über den Cfenquerschnitt zu einer verstärkten Verschlackung der Koksoberfläche führt und daher die gewünschte Aufkohlung des flüssigen Eisens nur durch Steigerung des Koksssatzes erreicht werd&n kann. Auch in diesem Fall wird häufig der Mehraufwand für Koks nicht abgedeckt durch den finanziellen Vorteil, der sich durch Verringerung des Siliziumabbrandes ergibt.
  • Die Aufgabenstellung besteht also darin, eine Verfahrensweise zu finden, mit der der Siliziumabbrand in Kupolöfen verringert werden kann, die für Langzeitbetrieb ausgestattet sind.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Vorgehensweise zur Reduktion des Siliziumabbrandes in Heißwind-Kupolöfen mit einer feuerfesten Ausstattung für Dauerbetrieb besteht darin, einen sauren Schlackenbildner mit einer der in der Erfindung beschriebenen Vorrichtungen so an den Umfang des Ofeninneren zu bringen, daß ein Zufluß von Kieselsäure in das Schlackenbad entsteht, ohne über den ganzen Umfang die Koksoberfläche durch ein saures Schlackengerüst zu ummanteln und die Aufkohlung des flüssigen Eisens zu erschweren. Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren erreicht mit den in der Erfindung beschriebenen Vorrichtungen dann den gleichen Zufluß eines sauren Schlackenbildners in die Kupolofenschlacke, wie er in dem gefutterten Heißwind-Kupolofen mit täglicher Zustellung durch das Abbrennen des sauren Futters geschieht.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Verfahrensweise wird anschließend in einem Beispiel quantitativ dargestellt. In dem Beispiel werden die Schlackenbildner in kg/h ermittelt, wie sie beispielhaft in Kupolöfen mit einer Schmelzleistung von 10 t/h anfallen. In dem Rechenbeispiel werden zwei Öfen gegenübergestellt:
    • - ein gefutterter Heißwind-Kupolofen mit täglicher Zustellung,
    • - ein gefutterter Heißwind-Kupolofen mit feuerfester Zustellung für mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb.
  • Das zweite Beispiel kann auch gelten für einen futterlosen Kupolofen, der für einen mehrwöchigen Betrieb ausgestattet ist.
  • Die zahlenmäßigen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:
    • Schlackenbildner in kg/h bei 10 t/h Schmelzleistung
      • a) für den Ofen mit täglicher Zustellung:
        Figure imgb0001
      • b) für den Ofen mit zweiwöchentlicher Zustellung:
        Figure imgb0002
  • Die in der Tabelle zusammengestellten Daten beziehen sich auf einen Kokssatz von 10 % und auf einen Kalksteinsatz von ca. 33 % des Kokssatzes. Außerdem wrde ein Silizium-Träger in Form von FeSi-Briketts oder Sic-Briketts zugegeben , der über seine Zementbindung Schlackenbildner dem Ofen zuführt. Für das Rechenbeispiel wurde angenommen, daß der Siliziumabbrand in dem gefutterten Heißwind-Kupolofen mit täglicher Zustellung 15 % beträgt, während der Siliziumabbrand für die Öfen mit Langzeitfutter 30 % ist.
  • Das Rechenbeispiel zeigt, daß der tägliche Futteraufbrand einen bestimmenden Anteil für die tägliche Schlackenbilanz dargestellt. Es entspricht daher häufiger Praxis, die fehlende Kieselsäure dem Kupolofen in Form von Kies oder Basalt zuzuführen. Dieses Verfahren führt aber insbesondere bei Kupolöfen, die mit hohem Stahlschrotteinsatz gefahren werden, zu keinem wirtschaftlichen Ergebnis, weil die Zugabe von Kies über den ganzen Ofenquerschnitt zu einer Verschlackung der Koksoberfläche führt und daher wie schon vorher beschrieben die erforderliche Aufkohlung des flüssigen Eisens nur erreicht werden kann, wenn der Kokssatz beträchtlich erhöht wird.
  • So muß der Kokssatz bei einem Kupolofen, der mit 65 % Stahlschrott gefahren wird, von 9,5 auf 11 % erhöht werden, um die gewünschte Aufkohlung bis auf einen Kohlenstoffgehalt von 3,35 % zu erreichen, wenn der Charge eine Kiesmenge von 15 % des Kokssatzes zugegeben wurde mit dem Ziel, den Siliziumabbrand zu verringern.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren vermeidet diesen Nachteil, weil der saure Schlackenbildner am Umfang des Kupolofens zugegeben wird und so den Kieselsäuregehalt der Schlacke erhöht, ohne das Abwaschen der Koksoberfläche durch den durch Reduktion von Kalkstein im Ofen entstehenden flüssigen Kalk innerhalb der Schmelzzone zu verhindern.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Es wird vorgeschlagen, den Kies auf den Umfang des Beschickungskübels zu verteilen. Ein anderer Vorschlag geht dahin, den Kies im Ofenkopf zuzugeben und nach Zugabe einer neuen Charge den Kies an den Umfang des Ofenkopfes zu verteilen. Es wird weiter vorgeschlagen, den Kies. in die ringförmige Absaugkammer für das Gichtgas zuzugeben. Der Kies kann hier in eine natürliche Böschung rollen, die bei Zugabe.- der Charge innerhalb der Ringabsaugkammer für das Gichtgas entsteht. Ein weiterer Vorschlag geht dahin, Gießereineusand durch die Kupferdüsen so in das Schlackenbad einzubringen, daß der Sand am Umfang des Ofenherdes herunterrieselt und in das Schlackenbad gelangt. Ein weiteres Verfahren kann darin bestehen, wassergekühlte Lanzen so in den Ofenherd einzuführen, daß eine Zugabe von Kies von oben in das Schlackenbad möglich wird. Abschließend ist auch Gegenstand der Erfindung ein Verfahren, Gießereineusand seitlich durch den Ofenherd unter das Schlackenbad einzubringen und möglichst gleichmäßig innerhalb des Schlackenbades zu verteilen.
  • Nach der Erfindung werden wahlweise die zum Eintragen von Silizium bzw. Sand vorgesehenen Einrichtungen teilweise auch benutzt, um Kalk in Form von gebranntem Kalk, Kalkhydrat, Kalkstein oder Sorptionshydrat in den Ofen einzublasen. Mit der Einblasung soll die Koksasche schneller verflüssigt und die Oberfläche der Kohlepartikel für den Kontakt mit dem flüssigen Eisen gewaschen werden. Von dem Kontakt zwischen dem flüssigen Eisen und dem KoksKohlenstoff ist der Aufkohlungsgrad des flüssigen Eisens abhängig. Insofern kann das Einblasen von Kalk den Aufkohlungsgrad insgesamt anheben und/oder die Verwendung von Koks mit höherem Aschegehalt ermöglichen.
  • Ein weiterer Vorteil der Kalkeinblasung ist eine_Verringerung des üblichen Kalksteinsatzes der Gattierung. Kalkstein ist ein häufig benutzter Zuschlagstoff für Kohleöfen. Kalkstein wird benutzt, da bei der im Kupolofen anfallenden Schlacke normalerweise die sauren Bestandteile überwiegen. Die Schlacke entsteht aus der Koksasche, dem Futterausbrand, aus dem Abbrand des Eisens und seiner Begleitelemente.
  • Bestandteile der Schlacke sind Kieselsäure, Eisenoxyd und Tonerde, alles saure Bestandteile. Kalk soll als basischer Zuschlagstoff die saure Schlacke neutralisieren. Dabei wird für die Gattierung immer Kalkstein gegeben, weil Kalkstein ein außerordentlich preiswerter Rohstoff ist. Im übrigen hat Kalkstein nicht nur Neutralisierungseffekte für die sauren Schlackenbestandteile sondern wirkt Kalk auch verflüssigend auf die Kieselsäure- und Tonerdeanteile. Ferner wirkt Kalk entschwefelnd und beeinflußt Kalk die Entphosphorung und den Eisen- und Manganabbrand günstig.
  • Im sauren Ofen beträgt der übliche Kalksteinzuschlag zwischen 15 und 40 % des Kokssatzes. Dabei ist der Kalksteinzuschlag nicht allein vom Kokssatz abhängig. Vielmehr wird der Kalksteinzuschlag entsprechend der gewünschten Schlackenzusammensetzung eingestellt, insbesondere unter Berücksichtigung des erwarteten Futterausbrandes.
  • Im basischen Ofen wird bereits durch den Futtenausbandein Teil der anfallenden sauren Schlacken neutralisiert und verflüssigt. Um jedoch eine gewünschte Schlackenbasitität (Ca0/Si02) von 1,5 - 3,5 zu erreichen, wird Kalk zugegeben. Da die stark basischen Schlacken einen höheren Schmelzpunkt haben, reicht die von dem Kalkzusatz ausgehende Verflüssigungswirkung oft nicht aus, so daß zusätzliche Flußmittel zugegeben werden.
  • In der Gattierung hat der Kalk eine sehr große Körnung und eine ungünstige Lage. Die einzelnen Kalkpartikel sind zwischen den übrigen Bestandteilen der Gattierung eingebettet. Dabei entfalten die Kalkpartikeln naturgemäß zu den benachbarten Kokspartikeln eine optimale Wirkung, während die Wirkung auf entfernt liegende Kokspartikel entsprechend gering ist.
  • Das erfindungsgemäße Einblasen von Kalk hat den Vorteil kleiner Körnung und optimaler Verteilung des Kalkes im Ofen. Dem Kalk werden damit sehr viel bessere Reaktionsbedingungen als beim herkömmlichen Einsatz von Kalkstein
  • Gegenüber einblasfähigem Kalkstein hat gebrannter Kalk zwar höhere Beschaffungskosten. Die Verwendung von gebranntem Kalk kann jedoch gleichwohl bedeutend wirtschaftlicher sein. Die Ursache liegt in der notwendigen Umformung von Kalkstein (CaC03) in gebrannten Ka1k (CaO) Diese Umformung entsteht durch die Reduktion im Kupolofen. Dem muß bei üblichen Kalksteineinsatz im Rahmen der Gattierung durch einen entsprechend bemessenen Kokssatz Rechnung getragen werden. Bei gebranntem Kalk entfällt der Umformungsvorgang. Demzufolge kann der Kokssatz verringert werden.
  • Nach der Erfindung wird Kalk in einer Menge von 10 -40% des Kalksteinsatzeseingeblasen. Der Kalk hat vorzugsweise eine Staubform und wird aus einem Silo abgezogen. Im Silo wird eine Brückenbildung durch schlagende und/oder vibrierende Werkzeuge und/oder durch Fluidisierung verhindert. Der Kalkstaubabzuo erfolgt über eine Dosieranlage. Als Dosieranlage sind z.B. ein Schneckenförderer und/oder eine Zellenradschleuse geeignet. Die Dosieranlage dosiert den Kalkstaub in einen Druckluftstrom aus angesaugter Umgebungsluft oder in einen hochgespannten Teilstrom des Heißwindes.
  • Der Kalkstaub wird mit 'der Druckluft bzw. dem Heißwindteilstrom vorzugsweise in die Windform getragen. Desgleichen ist ein Eindosieren des Kalkes in die Ringleitung für den Heißwind möglich.
  • Der Kalk vermischt sich mit dem Heißwind und wird vom Heißwind im Ofen verteilt und nach oben getragen. Dabei findet der oben beschriebene Waschvorgang statt.
  • Die der Erfindung zugrunde liegenden Vorrichtungen sind in der Anlage bildlich dargestellt und werden im folgenden in einzelnen beschrieben:
    • Fig. 1 einen Kupolofen mit Zugabe von Kies durch die Gasabzugskammer;
    • Fig. 2 einen Kupolofen mit Einblasvorrichtung für Gießereineusand;
    • Fig. 3 eine weitere Einblasvorrichtung für Gießereineusand an einem Kupolofen;
    • Fig. 4 und 5 einen Kupolofen mit besonderem Begichtunpskübel;
    • Fig. 6 eine Vorrichtung zum Einblasen von Kalkstaub.
  • Nach Fig. 1 ist ein futterloser oder ein für Langzeitbetrieb gefutterter Kupolofen vorgesehen. Der Kupolofen besitzt einen Füllschacht, der in eine darunter liegende Gasabzugskammer 2 ragt. Unter der Gasabzugskammer 2 setzt sich der Kupolofen in einem wassergekühlten Schacht mit einer Ofenwandung 1 und einem darunter liegenden Gestell fort. Der Kupolofen nach Fig. 1 ist mit nicht dargestellten, wassergekühlten Winddüsen versehen. Die von der Gasabzugskammer 2 wegführende Gichtgasleitung ist mit 6 bezeichnet.
  • Die Gasabzugskammer 2 wird über 4 Leitungen 3 mit Kies beschickt. Von den vier Leitungen 3 sind in Fig. 1 zwei dargestellt. Die Leitungen 3 münden gleichmäßig verteilt am Umfang der Gasabzugskammer 2 und zwar jeweils an der Kammeroberseite. Die Leitungen 3 gehen von einer Verteilerkammer 7 aus und besitzen eine solche Neigung, daß der durch die Leitungen 3 aufgegebene Kies sicher in die Gasabzugskammer gelangen kann.
  • Die Verteilerkammer 7 ist mit einem Lochboden versehen. Jedem Loch ist eine Leitung 3 zugeordnet. Die Öffnungsweite der Löcher ist im wesentlichen gleich dem Durchgangsquerschnitt der Leitungen 3.
  • Die Verteilerkammer 7 wird mit einer Förderschnecke 4 beschickt, die den Kies aus einem Silo 5 abzieht. Das Silo 5 ist nach Möglichkeit in Höhe des Füllschachtes neben dem Füllschacht angeordnet, um bei einer Begichtung des Kupolofens mit Begichtungskübel den Begichtungskübel auch zum Füllen des Silos 5 nutzen zu können.
  • Die Förderschnecke 4 dient vor allem als Dosierorgan. Sie ermöglicht eine von der Füllstandshöhe des Silos 5 unabhängige Beschickung der Gasabzugskammer 2 mit Kies. Ferner erlaubt die Förderschnecke 4 eine Regelung des Kies-Mengenflusses zur Gasabzugskammer 2.
  • Der an vier Stellen von Oben in die Gasabzugskammer eintretende Kies verteilt sich aufgrund seiner Rieselfähigkeit gleichmäßig und dringt entsprechend seiner Schütthöhe und des Öffnungsspaltes 8 in der Kupolofenwand in den Kupolofen ein. Dort gleitet der Kies entlang der Ofeninnenwand mit der Gattierung nach unten, ohne daß dabei der Aufkohluangsvorgang im inneren Ofenbereich beeinträchtigt wird. Ferner ist keine Beeinträchtigung des Gichtgasabzuges festzustellen.
  • Alternativ zu der nach Fig.1 vorgesehenen Beschichtung mit Leitungen 3, Förderschnecke 4 und Silo 5 ist auch eine Zugahe. von Kies in den Füllschacht möglich. Nach der Erfindung erfolgt das wahlweise mit Hilfe einer strich-punktiert in Fig. 1 dargestellten Schurre 9. Die Schurre 9 ist über dem Füllschacht angeordnet und besitzt mittig eine Öffnung, deren Durchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des Füllschachtes ist. Diese Öffnung läßt die bei der Begichtung mit dem Begichtungskübel von oben aufgegebene Gattierung in den Füllschacht passieren. Bei der Begichtung wird zugleich Kies auf die Schurre 9 aufgegeben. Der Kies rutscht auf der Schurre 9 in den Füllschacht. Durch Drehung der Schurre 9 um die Kupolofentmittelachse kann auch bei nur einem Aufgabeort für Kies auf der Schurre sichergestellt werden, daß der Kies sich genau gleichmäßig auf dem Umfang des Füllschachtes verteilt. Dabei wird der Kies wie im Falle der Verwendung der Leitungen 3 und der Förderschnecke 4 aus einem Silo abgezogen.
  • Wahlweise bildet die Schurre 9 auch selbst das Silo. Die Schurre besteht dann bspw. aus zwei ineinandergestellten Trichtern, deren Innenraum mit Kies gefüllt ist. Der Innenraum ist der Hohlraum zwischen beiden Trichtern und wird durch Klappen verschlossen, die entweder in den Fallweg der aus dem Begichtungskübel aufgegebenen Gattierung ragen und dann von der Gattierung aufgeschlagen werden; oder die Klappen werden über einen gemeinsam mit den Betätigungsorganen für den Begichtungskübel (zumeist Hebel für Bodenklappen) in Gang gesetzten Hebelmechanismus betätigt:
    • Statt der Klappen können die beiden ineinander angeordneten Trichter auch beweglich zueinander angeordnet sein. Dann bewirkt die gegeneinander gerichtete Bewegung der Trichter ein Verschließen des Innenraumes zwischen den Trichtern. Beim Auseinanderbewegen öffnet sich an der Unterseite der Trichter ein Spalt, durch den der Kies aus dem Innenraum austreten kann. Die Austrittsgeschwindigkeit läßt sich durch Einstellen eines entsprechend großen Spaltes der schnellen Entleerung der Begichtungskübel beim Begichten put anpassen.
  • Nach Fig. 4 und 5 wird der Kies nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des Begichtungskübels aufgegeben. Der Begichtungskübel trägt in Fig. 4 die Bezeichnung 20, der Kupolofen die Bezeichnung 21. Beim erfindungsgemäßen Aufgeben von Kies mit dem Begichtungskübel 20 ist der Kies entlang der Kübelinnenwand gemeinsam mit der Gattierung so eingefüllt worden, daß im Falle nachfolgender Zentralbegichtung (Bodenentleerung des Begichtungskübels) sich die im Begichtungskübel befindende Materialsäule im wesentlichen unverändert nach unten bewegt. Im Füllschacht gelangt der Kies dann an die Füllschachtinrienwand, während die Gattierung mittig bleibt.
  • Die Zentralbegichtung kann auf diesem Wege mittels Steilaufzug für ausfahrbare Kübel, Schrägaufzüge mit selbsttätiger Kübeleinführung in den Ofen, Hängebahn, Kran- oder Katzbegichtung, ggf. Schwenkarm erfolgen.
  • Nach Fig. 4 ist eine Begichtung mit Krankatze vorgesehen. Fig. 4 zeigt die Krankatze 22 in unterschiedlichen Betriebsstellungen. Die Krankatze 22 ist an einer Schiene 23 verfahrbar angeordnet. In der Zeichnung zeigt die linke Betriebsstellung das Anheben bzw. Absenken des Begichtungskübels. Dieser Vorgang wird durch Druckschalterbetätigung eingeleitet. Der übrige Ablauf erfolgt automatisch. Das heißt, nach dem Anheben des vollen Begichtungskübels 20 fährt dieser, von der Krankatze 22 getragen, über den Füllschacht des Kupolofens 21. Bei Erreichen der Entleerungsstellung wird ein Endschalter betätigt, der die Krankatze 22 stoppt und zugleich die Krankatze zum Einholen des bisher nur lose mitlaufenden Betätigungsseiles für die Bodenklappen des Begichtungskübels 20 veranlaßt. Das bewirkt ein öffnen der Bodenklappen und das Herausfallen der Gattierung aus dem Begichtungskübel in den Füllschacht des Kupolofens 21.
  • Anschließend fährt die Krankatze 22 wieder in ihre Ausgangslage zurück. Das wird entweder durch Bedienungsleüte oder durch Zeitrelais, das die Bodenklappen wieder schließt, und durch Endschalter erreicht, die den Begichtungskübel 20 nach Anhalten der Krankatze 22 und Absenken des Begichtungskübels 20 in der Ausgangslage positionieren.
  • Nach Fig. 5 wird vor erneutem Befüllen des Begichtungskübels 20 ein Blechmantel 24 in den Begichtungskübel gestellt. Das geschieht mittels der Krankatze 22. Der Blechmantel besitzt zum Anhängen an Haken verschiedene, gleichmäßig am Umfang verteilte Augen 25.
  • Der Blechmantel 24 hält in dem Begichtungskübel 20 allseitig von den Innenwänden des Begichtungskübels einen gleichen Abstand. Der Abstand entspricht der Dicke der vorgesehenen Kiesschicht an den Innenwänden des Begichtungskübels 20. Der Kies wird wahlweise von Hand oder über geeignete Fülleinrichtungen automatisch in den Zwischenraum zwischen Blechmantel 24 und Innenwänden des Begichtungskübels 20 eingefüllt. Gleichzeitig mit dem Kies kann die Gattierung in den Innenraum des Blechmantels 24 gefüllt werden. Das Einfüllen der Gattierung kann auch vorher oder nach der Befüllung mit Kies erfolgen.
  • Wenn der Begichtungskübel 20 mit Kies und Gattierung vorbereitet ist, wird der Blechmantel 24 mit Hilfe der Krankatze 22 wieder herausgezogen und kann der nächste Begichtungsvorgang folgen.
  • Nach Fig. 2 wird Sand anstelle von Kies verwendet. Der Sand wird in den in Fig. 2 mit 10 bezeichneten Kupolofen eingeblasen. Die Einblasung erfolgt mit Heißwind. Dazu sind die Windformen 11 mit einer Förderleitung 12 versehen, die in eine Düse 13 mündet. Die Düse 13 endet unter dem Düsenmundstück 14 der Windform 11 vor der Ofenwand.
  • Der Sand wird über eine Schnecke 15 und/oder Zellenradschleuse aus einem Silo 16 abgezogen und in den Heißwindstrom der Leitung 12 kontinuierlich eindosiert. Dazu ist die Schnecke 15 über der Leitung 12 angeordnet. Der Sand fällt dann im wesentlichen drucklos in den Heißwindstrom der Leitung 12. Der Druck des Heißwindes in der Leitung 12 wird mittels eines Ventiles geregelt.
  • Die Düse 13 bläst den Sand senkrecht nach unten auf die Schlacke. Es ist jedoch auch möglich, durch Verlängerung der Leitung 12 über die Windform 11 hinaus den Sand unterhalb des Badspiegels der Schlacke im Gestell einzublasen. Die Leitung 12 bildet dann eine Lanze und ist zweckmäßigerweise an dem über die Windform 11 hinausragenden Teil mit einer Wasserkühlung versehen. Diese Wasserkühlung kann mit der Wasserkühlung der Windform 11 kombiniert werden.
  • Nach Fig. 3 erfolgt das Einblasen des Sandes über eine an den gestrichelt angedeuteten Windformen 30 vorbei das Gestellmauerwerk durchragenden Lanze 31. Das Gestell des Kupolofens ist in Fig. 3 mit 32 bezeichnet.
  • Vorzugsweise mündet die Lanze 31 im Bereich einer Vertiefung des Gestellbodens.
  • Um den Innendruck des Kupolofens ohne allzu großen Engergieaufwand zu überwinden, ist die Lanze über ein Gebläse mit dem Heißwindring 33 verbunden. Infolgedessen braucht das Gebläse 34 den als Trägergas fungierenden, bereits unter Druck stehenden Wind lediglich auf einen etwas höheren Druck zu bringen.
  • Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung zum Einblasen von Kalk in den Kupolofen. Diese Vorrichtung unterscheidet sich im wesentlichen von der Eintragvorrichtung nach Fig. 2 für Sand dadurch, daß die mit 22 bezeichnete Dosiereinrichtung an die Ringleitung angeschlossen ist. D.h. nach Fig. 6 ist eine Eintragstelle an der Ringleitung ausreichend, um den Kalkstaub mit dem Heißwind zu vermischen. Die Dosiereinrichtung 22 zieht den Kalkstaub dann aus einem Silo 21 ab.
  • In besonderen Fällen kann jedoch auch jeder Windform eine Dosiereinrichtung zugeordnet sein. Das erlaubt eine Regelung des Kalkstaubmengenstromes an jeder Windform.

Claims (14)

1. Verfahren zum Erschmelzen von Roheisen in einem Kupolofen mit einer feuerfesten Ausstattung für einen mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb mit oder ohne feuerfeste Isolierung des Ofenschachtes dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Siliziumabbrand oder zur Unterstützung von Siliziumzubrand ein saurer Schlackenbildner der Kupolofenschlacke im Herd des Ofens so zugeführt wird, daß die Aufkohlung des Eisens an der Koksoberfläche nicht wesentlich behindert wird;
2. Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner im wesentlichen aus Kieselsäure besteht;
3. Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbilder aus Kies oder Gießereisand besteht;
4. Verfahren nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner auf den Umfang des Begichtungskübels verteilt wird und anschließend vorwiegend am Umfang des Ofeninneren bleibt, bis er in den Ofenherd und das Schlackenbad gelangt;
5. Verfahren nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner an mehreren Stellen des Umfanges der Ringkammer zum Absaugen der Gichtgase zugegeben wird und anschließend vorwiegend am Umfang des Ofeninneren bleibt, bis er in den Ofenherd und dort in das Schlackenbad gelangt;
6. Verfahren nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner von den wassergekühlten Kupferdüsen aus am Umfang des Ofenherdes in das Schlackenbad gelangt;
7. Verfahren nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner senkrecht oder geneigt auf das Schlackenbad gegeben wird;
8. Verfahren nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner direkt in das Schlackenbad eingeschleust wird;
9. Verfahren nach Anspruch 8) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner unterhalb des Schlackenspiegels so eingeführt wird, daß eine gute Durchmischung des Schlackenbildners mit der schon gebildeten Schlacke erreicht wird;
9 a. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, gekennzeichnet durch das Einblasen von Kalk.
9 b. Verfahren nach Anspruch 9 a, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalk in Form von gebranntem Kalk und/oder Kalkstein und/oder Kalkhydrat und/oder Sorptionshydrat eingeblasen wird.
9 c. Verfahren nach Anspruch 9 a, oder 9 b., dadurch gekennzeichnet, daß die Menqen eingeblasenen Kalkes 10 - 20 % vom 40% des Kalksteinstzes substituieren.
10. Vorrichtung zur Zugabe eines sauren Schlackenbildners zu einem Kupolofen mit einer feuerfesten Ausstattung für einen mehrtägigen oder mehrwöchigen Betrieb mit oder ohne feuerfester Isolierung des Ofenschachtes dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner z. B. in Form von Kies mit Hilfe einer um die Kübellängsachse rotierenden und oberhalb des Kübels angeordneten Drehschurre auf den Umfang des Kübels verteilt wird;
11. Vorrichtung für einen Kupolofen nach Anspruch 10) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner z. B. in Form von Kies aus einem oder mehreren Bunkern ausgetragen und durch gesteuerte Zuteiler an mehreren Stellen des Umfanges in die Ringkammer für den Abzug des Gichtgases aufgegeben wird;
12. Vorrichtung für einen Kupolofen nach Anspruch 10) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner z. B. in Form von Gießereisand mit Hilfe eines pneumatischen Einblassystems durch eine oder mehrere Winddüsen an der Wand des Ofenherdes entlang. in senkrechter Richtung in das Schlackenbad geblasen wird;
13. Vorrichtung für einen Kupolofen nach Anspruch 10) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner z. B. in Form von Kies durch ein oder mehrere wassergekühlte und in den Ofenherd hineinragende Fallrohre direkt in das Schlackenbad geleitet werden;
14. Vorrichtung für einen Kupolofen nach Anspruch 10) dadurch gekennzeichnet, daß der saure Schlackenbildner z. B. in Form von Gießereisand durch eine oder mehrere Lanzen direkt in das Schlackenbad in den Ofenherd eingeblasen wird und daß die Lanze wie eine Sekante in den Querschnitt des Ofenherdes hineinragt.
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