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Herdofen, insbesondere Siemens-Martin-Ofen, zur Erzeugung von Stahl
Die Erfindung betrifft einen Herdofen, insJ besondere Siemens-Martin-Ofen, zur Erzeugung von Stahl, mit einem länglichen überdeckten Herdraum, dessen Decke eine Öffnung aufweist, in der eine einziehbare und zum Absenken in eine Arbeitsstellung, gegen Drehung gesicherte Blaslanze zum Einführen eines Sauerstoffstrahles auf die Beschickung des Ofens angeordnet ist.
Die bekannten Herdöfen der genannten Art zeigen aber gewisse Mängel, die vor allem darin bestehen, dass sich die Schlacke häufig an den Seitenwänden des Schmelzofens festsetzt und der geschmolzene Stahl eine verhältnismässig hohe Verspratzung erleidet..
Ziel der Erfindung ist es, die aufgezeigten Mängel zu beseitigen und die Lebensdauer sowohl der Blaslanze wie auch die des Schmelzofens beträchtlich zu verlängern.. Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass das untere Ende der Sauerstofflanze gegenüber der Vertikalen abgewinkelt und die Sauerstofflanze so angeordnet ist, dass sie in der abgesenkten Arbeitsstellung den Sauerstoffstrahl auf die Beschickung in einer von der Vertikalen abweichenden und zur Längs- mittel ebene des Schmelzraumes parallelen Richtung zuführt..
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Siemens-MartinOfen, bei dem sich die Sauerstofflanze in der abgesenkten Arbeitsstellung befindet, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Siemens-MartinOfen nach der Linie II-II in Fig.. 1, Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der Führung für die Sauerstofflanze.
In den Fig. 1 bzw. 2 ist eine Sauerstofflanze 1 gezeigt, welche durch ein Seil 2 getragen wird, das sich über eine Seilscheibe 3 erstreckt, die an der Decke eines einen Siemens-Martin-Ofen 4 enthaltenden Gebäudes befestigt ist. Das Seil 2 erstreckt sich horizontal zu einer weiteren Seilscheibe 5 und abwärts zu den Fördertrommeln 6 einer elektrisch betriebenen Winde 7, welche auf Trägern über dem Ofen oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise bzw.. Stellung befestigt ist.
Die Sauerstofflanze 1 erstreckt sich abwärts durch eine Öffnung 8 in der Decke 9 des Siemens-Martin-Ofens 4. Die öffnung 8 befindet sich in einem Futter aus Chrommagnesitziegeln 10, welches in die Decke des Ofens 4 eingesetzt ist.
Es ist zu bemerken, dass die öffnung 8 in Nähe eines Endes des Futters 10 gelegen ist.
Diese Anordnung der öffnung gegenüber dem Futter soll späterhin erläutert werden. :
Innerhalb der öffnung 8 ist eine Kühlschlange 11 angeordnet, welche die Sauerstofflanze 1 umgibt.
Eine Führung 12 für die Sauerstofflanze ist unmittelbar oberhalb der Öffnung 8 auf einer Tragkonstruktion 13 angebracht. Die Führung dient dazu, mit dem Seil zusammen die Lanze in Stellung zu halten und zu verhindern, dass sich diese innerhalb des Ofens dreht, wenn sie sich in ihrer Arbeitsstellung befindet.
Die Lanzenführung 12 zur Abstützung der Sauerstofflanze in dieser Stellung ist in Fig.'3 dargestellt und besteht aus einer ringförmigen Grundplatte 28, von welcher sich senkrecht nach aufwärts gebogene vordere Rohre 29 sowie gebogene, rückwärtige Rohre 30"er- strecken. Es ist zu bemerken, dass die Rohre 29 und 30 derart gebogen sind, dass ihre un ! - teren Teile Schlitze 31 bilden. Diese Schlitze 31 nehmen Haltestangen 27 auf, die an der Sauerstofflanze angebracht sind.
Vertikale Ständer 32 stützen die Rohre 29 und 30 ab und verbinden sie mit'der Grundplatte 28. Die gesamte Konstruktion der Lanzenführung ist z. B. aus Stahl hergestellt.
Die Führung 12 ist auf der Decke des Siemens-Martin-Ofens derart orientiert, dass die Achse des von der Sauerstofflanze aus-
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gesandten Sauerstoffstrahles parallel zur Längsachse des Ofens verläuft. Da das Stahlbad beim Auftreffen des Sauerstoffstrahles in beträchtlichem Masse aufspritzt, ist es wünschenswert, den Strahl in Richtung der Längsachse des Ofens zu lenken. Durch die Anordnung der Haltestangen 27 in den Schlitzen 31 der Führung wird verhindert, dass sich die Sauerstofflanze während des Betriebes dreht.'
Die hohen rückwärtigen Rohre 30 sind vorgesehen, um die verschiedenen, mit der Sauerstofflanze verbundenen Schläuche zusammenzuhalten und deren Beschädigung in irgendeiner, dem Ofen benachbart liegenden Hilfsvorrichtung zu verhindern.
Die Führung dient weiterhin dazu, im Falle eines Versagens des Tragseiles die Lanze oberhalb des Ofens abzustützen.
Wenn es erwünscht ist, dem Stahlbad innerhalb des Siemens-Martin-Ofens Sauerstoff zuzuführen, wird die Lanze 1 in die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Stellung abgesenkt. Die Düse der Sauerstofflanze befindet sich dann etwa 10-13 cm oberhalb des Stahlbades, das mit 33 bezeichnet ist. Für die Lanzendüse wird zweckmässig Kupfer verwendet, weil Kupfer ein guter Wärmeleiter ist und es wünschenswert erscheint, die Wärme so gut wie mögr lich von der Lanzendüse abzuleiten. Da Kupfer bei Temperaturen, wie sie innerhalb des Siemens-Martin-Ofens auftreten, schmilzt, wird Wasser durch die Lanze geleitet, bevor die letztere in den Ofen hinabgesenkt wird. Es wurde festgestellt, dass durch die Zirkulation des Kühlwassers die Lebensdauer der Lanze wesentlich erhöht wird.
Wenn die Lanze in die Arbeitsstellung ge.- senkt worden ist, wird Sauerstoff zugeführt, der aus der Lanze in einem Winkel ausge- blasen wird und auf das Stahlbad aufprallt, wobei er flüssigen Stahl und Schlacke aufspritzen lässt. Der Winkel, in welchem die Düse der Lanze abgebogen ist, wurde auf Grund sorgfältiger Untersuchungen bestimmt.
Die Entfernung, welche der Sauerstoff überbrücken muss, um die Schlackenschicht auf dem Stahl zu durchdringen, wird durch diese Wahl des Winkels wesentlich verkürzt. Darüber hinaus wird die Grösse der Öffnung in'der Decke des Ofens vermindert, da die Düse der Lanze innerhalb dieser Öffnung untergebracht wird, wenn letztere nicht in Betrieb ist.
Der Winkel, in dem die Düse der Lanze gebogen ist, ist derart ausgewählt, dass die Schlacke, die durch den auf die Oberfläche des Stahlbades auftreffenden Sauerstoffstrahl hochgeschleudert wird, gerade an der Düse der Sauerstofflanze vorbeigeht. Da der Sauerstoff, wenn er aus der Düse der Lanze austritt, in einem Winkel von annähernd 70 divergiert, hat sich herausgestellt, dass eine Winkel- änderung von annähernd 25 es ermöglicht, die Reaktionszone der Schlacke gerade an der Düse der Sauerstofflanze vorbeigehen zu lassen, wenn sich die Düse der Lanze ungefähr 13 cm oberhalb des Stahlbades befindet.
Wie vorstehend erwähnt, liegt die Achse. des gebogenen Teiles der Sauerstofflanze parallel zur Längsmittelebene des SiemensMartin-Ofens. Dadurch wird verhindert, dass der durch den aufprallenden Sauerstoff hochgeschleuderte Stahl die Wände des Ofens be- rührt. Um die Ofendecke gegen die Mög- lichkeit einer Beschädigung durch auf, aufspritzende Schlacke zu schützen, ist das Chrommagnesitfutter in der Decke des Ofens derart angeordnet, dass der grössere Teil des Futters in der Richtung des aus der Lanze ausströmenden Sauerstoffes vorgesehen ist. Da das Chrommagnesitfutter gegenüber der Einwirkung geschmolzener Schlacke widerstandsfähiger ist, als das Silikagewölbe des Ofens, wird die Lebensdauer der Ofendecke auf diese Weise beträchtlich verlängert.
Das Absenken und Zurückziehen der Lanze 1 erfolgt mit Hilfe einer Druckknopfsteuerung von der Schalttafel aus. Die Sauerstoffzufuhr kann durch Betätigung eines einzigen Ventiles gesteuert werden.
Durch die Zuführung von Sauerstoff gemäss der Erfindung durch die Ofendecke und durch Anbringung einer Vorrichtung zum Einziehen der Lanze werden die anderen für einen Siemens-Martin-Ofen wesentlichen Arbeitsvorgänge wie z. B. die Beschickung und der Abstich des Ofens in keiner Weise gestört, so dass die Erfindung ohne weiteres bei vorhandenen Ofen angewandt werden kann.
Die Handhabung der Zuleitungsanlage ist ausserordentlich einfach, und der Betrieb erfordert sehr wenig manuelle Wartung.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass entgegen anderen Erwartungen nur sehr wenig Schlacke oder Metall sich in erstarrter Form an dem in den Ofen eintretenden Teil der Zuleitungsanlage festsetzt.
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