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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Raffinieren von Metallschmelzen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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In der FR-Z "Revue de Metallurgie", LIV, Nr. 10, 1957, Seiten 793
bis 809, ist eine Hochofenabstrichrinne zum kontinuierlichen Raffinieren von Roheisen,
insbesonde-
re zum Entsilizieren und Entkohlen, beschrieben.
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Die feuerfest ausgekleidete Rinne weist in ihren Wandungen, vorzugsweise
im Rinnenboden, unterhalb des die Rinne durchströmenden Roheisens fest eingebaute
gasdurchlässige Blassteine, verteilt über die Rinnenlänge, auf. Durch die Blassteine
werden Reaktionsgase, wie Sauerstoff, und/oder pulverförmige Stoffe, wie Kalk, eingeblasen.
Um eine für die metallurgischen Reaktionen günstige statische Höhe des Roheisens
in der Rinne zu gewährleisten, weist die Rinne auslaufseitig eine feste Querwand
zum Aufstauen des Roheisens auf, über die hinweg das Roheisen und die beim Raffinieren
anfallende Schlacke in ein Auffanggefäß laufen.
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Die hier beschriebene Vorrichtung hat den Nachteil, daß außerhalb
der Rinne somit besondere Einrichtungen zum Trennen des raffinierten Roheisens von
der Schlacke erforderlich sind. Ferner werden die unterhalb des Roheisenbadspiegels
eingebauten Blassteine und/ oder Blasdüsen in dem Fall, daß die Rinne ohne Einblasen
von Gasen als normale Abstichrinne benutzt wird, durch an ihnen oder in ihnen erstarrendes
Roheisen zugesetzt oder verstopft, so daß umständliche Reinigungsoperationen erforderlich
sind, um die Blasdüsen oder -steine wieder einsatzfähig zu machen.
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Darüber hinaus ist die metallurgische Höhe der Roheisenschmelze durch
die jeweilige Höhe der Querwand bestimmt Sie kann nur durch Aufmauern oder Wegnahme
von FeuerfestMaterial in umständlicher Weise verändert werden.
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Aus den o. a. Gründen ist eine derartige Rinne für den Dauerbetrieb
an einem auf hohe Leistungen spezifizierten Hochofen nicht einsetzbar, da die Vorbereitung
der Rinne zu zeitaufwendig ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rinne der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß sie ohne Störung der Ofenproduktion sowohl
als metallurgischer Rinnenreaktor als auch als normale Abstichrinne einsetzbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs
beschriebenen Merkmale, die durch die Merkmale der Unteransprüche in vorteilhafter
Weise ausgestaltet sind.
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Wird die Rinne als Abstichrinne benutzt, ohne in ihr metallurgische
Reaktionen, wie z. B das Entsilizieren oder Entkohlen des Roheisens durch Einblasen
von Sauerstoff und/oder Kalk vorzunehmen, kann das Roheisen durch die in der Querwand
oberhalb des Rinnenbodens angeordnete Auslaßöffnung ausströmen. Gegebenenfalls kann
durch Verschließen der Metallausflußöffnung und der Schlackenausflußöffnung - z.
B. durch Schieberverschlüsse außerhalb der Querwand - die Rinne in ihrem vollem
Profil bei hoher Roheisenmenge pro Zeiteinheit ausgenutzt werden, wobei das Roheisen
über die nicht überhöhte, in dieser Stellung waagerecht liegende Kante der Querwand
abfließt.
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Sind metallurgische Reaktionen beabsichtigt, werden die in dem erhöhten
Wandelement der Rinne eingebauten Düsen durch Drehen der Rinne um die Rollen unterhalb
des die Rinne durchströmenden Roheisens in Arbeitsstellung gebracht. Je nach Drehwinkel
der Rinne ist dabei die metallurgische Höhe der Roheisenschmelze durch die Höhe
der gleichzeitig mit der Drehung nach oben auswandernden Roheisenauslaßöffnung bestimmbar.
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Die oberhalb dieser Auslaßöffnung vorgesehene gesonderte Öffnung
für den Schlackenabfluß ermöglicht das Ablaufen von beim Einblasen von Reaktionspulvern
entstehender Schlacke und.stellt gleichzeitig sicher, daß
die Schmelze
an ihrer Oberfläche stets mit Schlacke bedeckt ist, was sich günstig auf die Vermeidung
von Wärmeverlusten auswirkt. Die Schlackenauslaßöffnung gewährleistet ein sicheres
Trennen von Roheisen und Schlacke. Roheisen und Schlacke können in getrennte Aufnahmegefäße
fließen.
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Es versteht sich für einen Fachmann von selbst, daß das Roheisen
vor Einlauf in die Rinne über geeignete Vorrichtungen (z. B. über einen Fuchsdurchlauf
mit unterhalb des Roheisenbadspiegels liegender Auslaßöffnung für das Roheisen und
oberhalb des Roheisenbades liegendem Überlauf für die Schlacke) von der eigentlichen
Hochofenschlacke getrennt wird, so daß nur weitgehend schlackenfreies Roheisen in
die Rinne gelangt.
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Die Düsen und/oder Blassteine sind vorzugsweise in feuerfeste Rohre
eingesetzt und in diesen Rohren mit feuerfestem Zement verpreßt. Dieser Zement hat
eine solche Konsistenz, daß die Düsen im Bedarfsfalle leicht lösbar und ausbaubar
sind.
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Da die Düsen und/oder Blassteine nur unter Beaufschlagung mit Reaktionsgasen
und/oder Pulvergemischen unter die Roheisenschmelze nach Drehen der Rinne in Arbeitsstellung
gelangen, ist ein Zusetzen oder Verstopfen durch an ihnen oder in ihnen erstarrtes
Roheisen ausgeschlossen. Sie können außerdem in ihrer Ausgangsstellung leicht auf
Beschädigungen inspiziert werden.
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Durch die DE-OS 24 52 611 ist zwar schon eine Vorrichtung zum Raffinieren
von Metallschmelzen in Form einer Pfanne oder eines Pfannenofens mit einer oder
mehreren Einblasdüsen in der Pfannen-oder Ofenwand und Einrichtungen zum Kippen
der Pfanne oder des Pfannenofens in eine Lage, in der die Schmelze die Düsenöffnungen
bedeckt, bekannt. Diese Vorrichtung bezieht sich jedoch nicht auf ein kontinuierliches
Raffinieren von Metallschmelzen und gibt auch keine Anregung, gleichzeitig mit dem
Kippen oder Drehen des Gefäßes die metallurgische Höhe der Schmelze bei einem kontinuierlich
arbeitenden Rinnenreaktor automatisch festzulegen.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert: Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rinne in perspektivischer
Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Rinne gemäß der Linie l-lnachFig. 1.
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Die langgestreckte Rinne 1 weist einen halbkreisförmig ausgestalteten
Rinnenmantel 2 auf. Der Rinnenmantel 2 ist auf Rollen 3, 3' und 4, 4' drehbar gelagert.
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Der Rinnenmantel 2 ist au£der Innenseite feuerfest ausgemauert, wobei
die Ausmauerung, bestehend aus den Rinnenwandteilstücken 5 und 6 so gestaltet ist,
daß das von ihnen umschlossene Rinnenprofil ebenfalls halbkreisförmig ist. Das Profil
kann auch eine für die Badumwälzung günstige andere Form aufweisen.
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Das Rinnenwandteilstück 6 ist durch ein Wandelement 7 mit einer dem
Radius r des Rinnenprofils entsprechenden Innenwandkrümmung um einen Winkel B von
45 bis 60° erhöht In das Wandelement 7 sind über die Länge der Rinne 1 verteilt
auswechselbare Blasdüsen 8, 9, 10, 11 eingebaut. Diese Blasdüsen sind durch Drehen
der Rinne 1 um ihre Achse 16 in Richtung des Pfeiles 17 von ihrer Ausgangsstellung
oberhalb der Metallschmelze in die Arbeitsstellung A unterhalb der Metallschmelze
bringbar.
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An der Auslaufseite weist die Rinne t eine diese Seite
abschottende
Querwand 12 auf. Die Querwand 12 schließt mit einem kreissegmentförmigen Teilstück
13 unter dem Winkel 8 an das Wandelement 7 an. Die Querwand 12 weist unterhalb ihrer
nicht erhöhten Oberkante 12 a neben dem Rinnenteilstück 5 eine Auslaßöffnung 15
für die Metallschmelze auf. Der Mittelpunkt der Auslaßöffnung 15 liegt auf einer
durch Verlängerung der Kante 13a des Querwandteilstückes 13 in Richtung des Wandteiles
5 gegebenen Achse. Oberhalb der Auslaßöffnung 15 ist eine mit Abstand angeordnete
Öffnung 18 für den Ablauf von Reaktionsschlacke vorgesehen.
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Werden die Blasdüsen 8 bis 11 durch Drehen der Rinne 1 um ihre Achse
16 in Richtung des Pfeiles 17 von ihrer Ausgangsstellung oberhalb der Metallschmelze
in die Arbeitsstellung A unterhalb der Metallschmelze gebracht, verändert sich dabei
automatisch die Höhe h der Metallschmelze in der Rinne 1 durch die mit der Drehbewegung
veränderte Stellung A' 15' der Auslaßöffnung 15. Mit dieser Anordnung der Auslaßöffnung
15 für die Metallschmelze ist es möglich, durch gezieltes Drehen der Rinne die metallurgische
Höhe des die Rinne durchströmenden Metalls gezielt zu verändern.
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Die Auslaßöffnungen für Metall und Schlacke 15, 18 können durch außerhalb
der Querwand 12 angeordnete Verschlüsse 19, 20 verschlossen werden, z.B. durch Schieberverschlüsse.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, innerhalb der Rinne durch
eine nicht dargestellte Trennwand bereits vor der Querwand 12 die Schlacke zurückzuhalten
und diese seitlich über eine Öffnung in der erhöhten Wand 7 der Rinne 1 abzuziehen.
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Die Düsen 8 bis 11 sind in feuerfesten Rohren 8a bis lla eingesetzt
und in diesen Rohren mit feuerfestem Zement verpreßt. Diese Anordnung ermöglicht
eine leichte Auswechselbarkeit der Düsenrohre, wenn die Mündungen der Rohre verschlissen
sein sollten.
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An ihrer Einlaufseite wird die Rinne während des Betriebes über eine
Zuflußrinne R gefüllt. Vor dieser Rinne kann - nicht dargestellt - ein sogenanntes
Fuchsloch angebracht sein, in dem z. B. vom Hochofen auslaufendes Roheisen von der
Schlacke getrennt werden kann, so daß über die Zulaufrinne R nur schlackenfreies
Roheisen in die Rinne 1 gelangt.
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