DE1064201B - Mit zwei ueber dem Schlackenraum befindlichen Duesenreihen ausgestatteter Kupolofen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist ein Kupolofen, der vornehmlich dazu bestimmt ist, ein als Einsatz für einen Herdofen, z. B. einen Siemens-Martin- oder Elektroofen, bestimmtes Vorschmelzeisen zu liefern. Für diesen Zweck ist in den letzten Jahren der sogenannte Heißwindkupolofen entwickelt worden, der mit hohem Schrottanteil, zum Teil sogar ausschließlich aus Schrott, ein Vorschmelzeisen mit Kohlenstoffgehalten von etwa 3,2 bis 3,6 °/o herstellt. Versuche, im Heißwindkupolofen in betriebssicherer Weise ein hiedriggekohltes Vorschmelzeisen zu erschmelzen, haben bisher nicht zum Erfolg geführt. Dieses Ziel ist aber deshalb anzustreben, weil mit einem solchen Vorschmelzeisen die Frischdauer im Herdofen erheblich abgekürzt wird und auch der Anteil des flüssigen Einsatzes erhöht werden kann.

Eingehende Untersuchungen haben nun ergeben, daß die Herstellung eines niedriggekohlten, weniger als 3,0% Kohlenstoff enthaltenden Vorschmelzeisens durch Umschmelzen von Stahlschrott oder eines Gemisches von Stahlschrott und Gußbruch gelingt, sofern bei einem in bekannter Weise über dem Schlackenraum mit zwei Düsenreihen ausgestatteten Kupolofen auch das Profil des Ofens diesem Erfordernis angepaßt ist.

Auf Grund langjähriger Untersuchungen und Beobachtungen ist nun Gegenstand der Erfindung ein über dem Schlackenraum mit zwei Düsenreihen ausgestatteter Kupolofen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Profil des Ofens kurz über jeder Düsenreihe mit flach konischen Übergängen erweitert und dabei der zwischen den Düsenreihen befindliche Ofenabschnitt, wie das Gestell des Ofens, zylindrisch oder nach oben zu schwach konisch gestaltet ist, während sich der über dem Konus der oberen Düsenreihe ansetzende Ofenschacht in bekannter Weise zur Gicht des Ofens hin konisch verengt.

Die Höhe des Kupolofens nach der Erfindung soll, von der unteren Düsenreihe bis zur Unterkante der Gichtöffnung gemessen, das Vierfache des lichten Gestelldurchmessers nicht wesentlich übersteigen:

Die beiden Düsenreihen des Ofens sind jeweils an eigene Windringleitungen angeschlossen, die von getrennten Windzuführungsleitungen gespeist werden.

Der vorstehend beschriebene Kupolofen nach der Erfindung besitzt einen mit zwei Rasten ausgestatteten und einen seinem Gestell gegenüber erheblich erweiterten Schacht. Das mit beträchtlich verlängerter Durchsatzzeit bereits im oberen Schachtteil geschmolzene bzw. aus Erzen reduzierte und aufgekohlte Eisen tropft durch den gegenüber dem Gestell erweiterten Mittelteil des Ofens, in welchem es von der unteren Düsenreihe her gefrischt wird. Eine nennenswerte Wiederaufkohlung des Eisens findet im Mit zwei über dem Schlackenraum, befindlichen Düsenreihen ausgestatteter Kupolofen

Anmelder: Metalurski institut pri Tehniski fakulteti

Univerze ν Ljubljani, Ljubljana (Jugoslawien)

Vertreter: Dr.-Ing. G. Eichenberg, Patentanwalt, Düsseldorf, Cecilienallee 76

Dipl.-Ing. Ciril Rekar, Ljubljana (Jugoslawien), ist als Erfinder genannt worden

Gestell nicht mehr statt, da Möller und Brennstoff, von den beiden Rasten getragen, weit weniger als sonst in das im Gestell befindliche Eisenbad eintauchen.

Der Betrieb des Kupolofens nach der Erfindung und damit auch dessen Erzeugnis sind durch die Arbeit der beiden Düsenreihen in weitem Umfange zu beeinflussen. So läßt sich z. B. der Oxydationsgrad der Mittelzone des Ofens mit der Temperatur und der Menge des in die untere Düsenreihe eingeführten Windes verändern. Auf diese Weise kommt man dann ohne Schwierigkeiten und in betriebssicherer Weise zu einem Vorschmelzeisen, dessen Kohlenstoffgehalt unter 3% liegt und leicht auf 2 bis 2,5 % und darunter gesenkt werden kann.

Der Kohlenstoffgehalt des Eisens läßt sich in Heißwindkupolofen bekanntlich auch dadurch erniedrigen, daß man einen aus Stahlschrott, Erzen und schlackenbildenden Bestandteilen bestehenden Einsatz verarbeitet. Auf diese Weise gelangt man dann zu einem metallurgischen, dem Hochofen ähnlichen Schmelzverfahren. Es hat sich nun aber gezeigt, daß diese Art zu arbeiten bei den üblichen Heißwindkupolofen mit zylindrischem Schacht und nur einer Düsenreihe zu unwirtschaftlich ist, da sie nur mit stark erhöhtem Koksverbrauch möglich wird. Das rührt daher, daß für die Reduktion der Erze die Durchsatzzeit in den bekannten Heißwindkupolofen zu gering ist. Auch hier schafft nun der Kupolofen nach der Erfindung dadurch eine Änderung, daß durch die Erweiterung des Schachtes in zwei Etagen die Durchsatzzeit sprunghaft erhöht und damit dem Erz und den Zu-

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Claims (6)

schlagen Zeit zur Reduktion gegeben wird, die dann mit wesentlich geringerem Koksaufwand stattfinden kann. Schließlich ist es auch möglich, den Kupolofen nach der Erfindung unmittelbar als reduzierenden Niederschachtofen zu betreiben, d. h. ihn vorwiegend mit Erzen, Zuschlägen und Koks zu beschicken und dann mit Hilfe der zweiten Düsenreihe ein niedriggekohltes Eisen herzustellen. Der Ofen kann anstatt mit Koks auch mit unverkokten Brennstoffen, z. B. mit Braunkohle, betrieben werden, vorteilhaft in Form von Briketts aus einer Mischung von Braunkohle und Erz bzw. Erz und Zuschlagen. In der Zeichnung ist der Kupolofen nach der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform im senkrechten Längsschnitt dargestellt. Das im Querschnitt runde Gestell 1 des Kupolofens ist in an sich bekannter Weise mit einer Winddüsenreihe 2 ausgestattet, deren Düsen an eine Windringleitung 3 angeschlossen sind. Letzterer wird der Wind durch den Anschlußstutzen 4 zugeführt. Kurz oberhalb der Winddüsenreihe 2 erweitert sich das Profil des Ofens, indem sich an einen flach konischen Übergang 5 nach oben hin ein zylindrischer oder sich schwach konisch zur Gicht hin erweiternder Wandabschnitt 6 anschließt, der mit einer zweiten Düsenreihe 7 ausgestattet ist. Diese Düsenreihe ist in gleicher Weise wie die Düsenreihe 2 an eine selbständige Ringleitung 8 mit Zuführungsstutzen 9 angeschlossen. Über der Düsenreihe 7 erweitert sich das Ofenprofil ein zweites Mal, und zwar wiederum durch einen flach konischen Abschnitt 10, über dem sich der Schacht 11 des Kupolofens fortsetzt. Der Querschnitt des Schachtes nimmt nach der Gicht zu allmählich ab. Der Schacht ist also leicht konisch ausgebildet. Die Beschickung des Ofens erfolgt über die Gichtschüssel 12, und die Gichtgase verlassen den Ofen durch die Gasstutzen 13, 14. Mit 15 ist der Schlackenabstich und mit 16 der Eisenabstich bezeichnet. Beim Kupolofen nach der Erfindung können beide Düsenreihen 2, 7 mit Heißwind arbeiten. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, die Düsenreihe 2 mit Kaltwind und die Düsenreihe 7 mit Heißwind zu betreiben oder umgekehrt. Schließlich können die Düsenfeihen auch mit unterschiedlichen Windmengen gefahren werden, wobei die Regelung entweder über die Hauptzufuhrleitungen 4, 9 oder aber durch in die Düsenstöcke eingebaute Regelschieber 17 erfolgen kann. Die Höhe des Kupolofens nach der Erfindung soll, von der Winddüsenreihe 2 bis zur Unterkante 18 der Gichtöffnung gemessen, das Vierfache des lichten Gestellquerschnitts nicht wesentlich überschreiten. Durch die mehrfache Erweiterung des Ofenprofils ergibt sich eine so starke Verlängerung der Durchsatzzeit der Beschickung, daß der erfindungsgemäße Ofen bei sonst gleicher Leistung wesentlich niedriger gebaut werden kann als an sich bekannte, mit Kalt- oder leißwind betriebene Kupolofen. Als Niederschachten ist der Kupolofen nach der Erfindung auch ohne weiteres in der Lage, ein Vorschmelzeisen anstatt aus Stahlschrott bzw. Stahlschrott und Gußbruch wirtschaftlich auch aus Erzen herzustellen, und zwar unter Verwendung sowohl verkokter als auch unverkokter Brennstoffe als Reduktionsmittel und Wärmeträger. Beim Kupolofen nach der Erfindung läßt sich der Kohlenstoffgehalt des Vorschmelzeisens in bekannter Weise noch über den Brennstoffanteil in der Be- Lo Schickung regeln, beispielsweise dadurch, daß nur so viel Satzkoks gegichtet wird, wie zum Schmelzen des Einsatzes erforderlich ist. Eine solche Arbeitsweise ist hier bei der wesentlich verlängerten Durchsatzzeit mit besonderem Erfolg anzuwenden. Patentansprüche:

1. Mit zwei über dem Schlackenraum befindlichen Düsenreihen ausgestatteter Kupolofen, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Ofens kurz über jeder Düsenreihe (2, 7) mit flach konischen Übergängen (5, 10) erweitert und dabei der zwischen den Düsenreihen (2, 7) befindliche Abschnitt (6) wie das Gestell des Ofens zylindrisch oder nach oben zu schwach konisch gestaltet ist, während sich der über dem Konus (10) der oberen Düsenreihe (7) ansetzende Ofenschacht (11) zur Gicht des Ofens hin in bekannter Weise konisch verengt.

2. Kupolofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen jeder Düsenreihe (2, 7) an selbständige Windringleitungen (3, 8) angeschlossen sind, die wahlweise mit Heiß- und Kaltwind betrieben werden können.

3. Kupolofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Höhe, gemessen von der unteren Winddüsenreihe (2) bis zur Unterkante (18) der Gicht, das Vierfache des Gestelldurchmessers nicht wesentlich überschreitet und vorzugsweise kleiner ist.

4. Die Verwendung des Kupolofens nach den Ansprüchen 1 bis 3 für die Herstellung eines zum Einsatz in Herdofen z. B. in Siemens-Martinoder Elektroöfen geeigneten Vorschmelzeisens mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 3,0 °/o, vorzugsweise von 2,0 bis 2,5% Kohlenstoff und darunter.

5. Die Verwendung des Kupolofens nach den Ansprüchen 1 bis 3 für die Herstellung des Vorschmelzeisens aus einem Möller, der ganz oder teilweise aus Erzen und Zuschlagen und im Rest aus Umschmelzeisen besteht.

6. Der Betrieb des Kupolofens nach Anspruch 5 mit unverkoktem Brennstoff, vornehmlich mit Braunkohle.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 851 412, 42 580;
C. Geiger, »Handbuch der Eisen- und Stahlgießerei«, III. Band, zweite, erweiterte. Auflage, Berlin, 1928, S. 56 bis 58.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen