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Umsteuerbarer Siemens-Martin-Ofen
Beim üblichen Arbeiten für die Herstellung von Stahl im Siemens-Martin-Ofen wird Koksofengas oder ein anderer Brennstoff abwechselnd durch die beiden Ofenköpfe in den Ofen eingeblasen. In jedem dieser
Köpfe befindet sich ein zentraler Gaskanal, dessen Mündung in jene eines zentralen Luftkanales übergeht.
Verunreinigungen der Charge werden bekanntlich durch Reaktion mit zugesetzten Oxyden und Schmelz- zuschlägen (Flussmitteln) unter Mitwirkung der Brennstoffverbrennung, welche die für das Verfahren erforderliche Temperatur aufrecht erhält, entfernt.
Es wurde vorgeschlagen, die Verunreinigungen aus der Charge in einem kippbaren Siemens-MartinOfen durch im wesentlichen reinen, gasförmigen Sauerstoff zu entfernen, der mittels einer Lanze oberoder unterhalb der Grenzfläche zwischen Schlacke und Metall eingeführt wird. Der Sauerstoff wird kontinuierlich quer zum Abstich der geschmolzenen Charge zugeführt. Wird jedoch der Sauerstoff wie bisher durch eine Lanze in den Herd eines normalen Siemens-Martin-Ofens geblasen, so bilden sich ungewöhnlich grosse Mengen Eisenoxydrauch von rötlichbrauner Farbe, welche die Atmosphäre verunreinigen. Um diesen Rauch abzuscheiden, würde man eine so umfangreiche Einrichtung benötigen, dass der aus der Verwendung des Sauerstoffes erwachsende wirtschaftliche Vorteil teilweise wieder aufgehoben wäre.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zur Ausführung des Sauerstoffverfahrens, bei dem das Eindringen der Luft in den Ofen zum Grossteil ausgeschaltet wird. Eine vollständige Ausschaltung ist zwar unmöglich ; durch die Anwendung einer Reihe baulicher Massnahmen kann dieses Eindringen auf einen geringen Betrag vermindert werden.
Ein üblicher umsteuerbarerSiemens-Martin-Ofen mit einem kippbaren Herd besitzt an jedem Ofenkopf ein Mauerwerk, durch das die Abgase hindurchziehen, und dieses beinhaltet einen Kanal, einen Abzug, einen Schlackenbehälter, einen Wärmespeicher und Abgaskanäle. Zahlreiche kleine, im Mauerwerk entstehende Risse lassen die Luft eintreten. Da man aber ferner in der Verbindung zwischen dem kippbaren und den ruhenden Teilen der Wärmeausdehnung und Zusammenziehung Rechnung tragen muss, treten durch diese, zu diesem Zweck freigelassenen Zwischenräume üblicherweise grosse Luftmengen.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist eine auf einem neuen Prinzip beruhende Bauart des Ofens, der eine Reihe von mit Steinen oder feuerfestem Material ausgekleidete Stahlgehäuse besitzt. Teile der bekannten Öfen hatten wohl Stahlglieder an ihrer Stirnseite. aber diese waren weder die Hauptlast tragen- de Teile, noch waren sie durchlaufend. Diese Teile waren mehr an das Mauerwerk angebaut, um die Steine in ihrer Lage zu halten oder um einige der Wände zu verkleiden.
Erfindungsgemäss stellen die verschiedenen Teile des Ofens, insbesondere jeder Abzug und Abwärtszug, Schlackenbehälter und Wärmespeicher Stahlgehäuse dar, die einen kontinuierlichen Gasweg gestatten ; sie sind mit Steinen oder feuerfestem Material ausgekleidet, weil bei Abwesenheit irgendeiner Auskleidung die heissen Gase den Stahl zerstören oder verbrennen würden. Auf diese Weise wird das Eindringen von Luft in den Ofen weitgehend ausgeschaltet.
Ein Vorteil dieser erfindungsgemässen Bauart ist, dass die durch die Wärmespeicher eingeführte Luft an Sauerstoff angereichert werden kann, ohne dass dieser Sauerstoff infolge Leckwerdens bzw. Bildung kleiner Spalten im Mauerwerk verloren geht. Die Stahlgehäuse müssen naturgemäss von entsprechender
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Der kippbare Herd 1 besitzt ein übliches Gewölbe und einen Rahmen 4, der von einem auf Rollen 6 gelagerten kurvenförmigen Kippstuhl 5 getragen und um die Achse 7 mittels eines an sich bekannten, aber nicht dargestellten Mechanismus gekippt werden kann. Der Herd besitzt fünf Chargieröffnungen 119, von denen zwei mit Schlackenöffnungen ausgerüstet sind, und ein in die Giessrinne 8 mündendes Stichloch.
Wie üblich, sind die beiden Ofenköpfe gleich gebaut. Im Gegensatz zur üblichen Bauart besitzt je- der Ofenkopf nur einen einzigen zentralen Kanal 9, der kreisförmig ist und dessen Achse sich mit der
Kippachse 7 des Herdes deckt. Dieser Kanal ist in dem beweglichen Abzugsaggregat 10 angeordnet, in dem eine Durchbrechung 11 vorhanden ist, um die Lanze 12 aufzunehmen, die durch eine Schiebebewe- gung in den Ofen eingeführt und wieder herausgezogen werden kann und der Sauerstoffzufuhr dient.
Da der übliche zentrale Brennstoffgaskanal fehlt, sind je an einer jeden Ecke des Ofens vier Gas- brenner 13 vorhanden. Jeder Brenner besteht aus einem Stahlrohr 14, das vorne geschlossen ist und einen
Wassermantel bildet, und einer zylindrischen Wand 15, welche den Zu- und Abfluss des Wassers von- einander trennt. Das Rohr 14 enthält eine Gasleitung 16 und zwei Sauerstoffleitungen 17. Das Kühlwasser wird von einer Sammelleitung 18 durch Rohre 19 zugeführt, und durch Rohre 20 in einen Behälter 21 ab- geführt. Das Gas wird durch das Rohr 22 und der Sauerstoff durch eine Sammelleitung 23 und Rohre 24 eingeführt. Auch Luft kann durch die Rohre 25 den Rohren 24 zugeführt werden. Sämtliche Rohre sind starr und bewegen sich mit dem kippbaren Herd ; sie sind ihrerseits mit den nicht gezeigten, biegsamen
Zuführungsleitungen verbunden, um die Kippbewegung zu ermöglichen.
Bei der Stahlherstellung wird das Koksofengas mit Sauerstoff durch die Brenner 13 in den Ofen ein- geführt und verbrennt beim Flicken, beim Einbringen des kalten Teiles der Charge (gewöhnlich Oxyde,
Kalk und Schrott) und bei der Zugabe des den Rest der Charge bildenden ersten Teiles des geschmolze- nenMetalles. Dann wird die Zufuhr des Brennstoffes verringert oder völlig eingestellt und Sauerstoff durch die Lanze 12 ober- oder unterhalb der Trennfläche von Schlacke und Metall eingeführt. Die Zufuhr von Sauerstoff oder Luft oder anSauerstoff angereicherter Luft durch den Kanal 9 kann jedoch auch fortgesetzt werden, um das in der Charge gebildete Kohlenoxyd zu Kohlendioxyd oberhalb der Charge zu verbrennen.
Die Zufuhr von Sauerstoff durch die Lanze wird unterbrochen, wenn der Kohlenstoffgehalt des geschmol- zenen Metalles etwa um 0, 1-0, 3% grösser ist als der geforderte Endgehalt. Jede Lanze wird aus dem Ofen zurückgezogen, wenn kein Sauerstoff durch diese zugeführt wird.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ofen mündet der Kanal 9 in den oberen Teil 26 eines abwärts gehenden Zuges im Abzugsaggregat 10. Dieses Aggregat besteht aus einem Stahlgehäuse 27 mit feuerfester Auskleidung 28 und einer darin angeordneten wassergekühlten Reinigungsöffnung 120. Stahlplatten 29 und ein Querbalken 44 sind mit dem Gehäuse verschweisst und bilden ein Fundament für das Aggregat 10 ; dieses Fundament ist an einen viereckigen Rahmen 30 geschweisst, der auf diese Weise einen Teil des Aggregates 10 bildet. An seiner Unterseite trägt der Rahmen Schienen 31, welche auf Rollen 32 laufen, die in Lagern 33 angeordnet sind und auf feststehenden Trägern 34 ruhen.
Ein wesentliches Merkmal des Ofens ist, dass die aufeinander passenden Seitenwände des Kippherdes 1 und des Aggregates 10 um den Kanal 9 herum aus Metall sind und beim Betrieb des Ofens in inniger Berührung miteinander stehen. Die metallische Seitenwand des Kippherdes, wird durch ein ringförmiges Gussstück 35 gebildet, das durch Wasser gekühlt wird, das durch die Kanäle 36 fliesst, von denen jeder das Gussstück 35 halb umschliesst. Das Wasser wird durch Leitungen 37 von der Sammelleitung 18 zugeführt und durch die Rohre 38, die in den Behälter 21 münden, abgeleitet. Die Oberfläche des Gussstückes 35 ist bearbeitet, um mit der Oberfläche eines ähnlichen Gussstückes 39 am Ende des Aggregates 10 zusammenzupassen. Das Gussstück 39 besitzt eine ähnliche Wasserkühlung 40.
Damit die aufeinanderpassenden Seitenwände der Gussstücke 35 und 39 unabhängig von der durch die Temperaturänderungen bedingten Zusammenziehung und Ausdehnung in enger Berührung bleiben, wird das Aggregat 10 mittels zweier, an jeder Seite angeordneter, doppeltwirkender Kolben 41 beständig gegen den Kippherd 1 gedrückt. Jeder Kolben ist drehpunktartig in einem Schwenkarm 45 auf einem Träger 34 angeordnet und greift in einen Querbolzen 42 ein, der Platten 43 umspannt, die am Rahmen 30 angeschweisst sind.
An jeder Seite des Aggregates 10 ist eine kleine Öffnung 46 zur Einführung eines Dampfstrahles vorgesehen. Dieser Dampfstrahl setzt den am Ende dieses Kanales 9 eintretenden Luftstrom in Bewegung und dchtet diesen entlang der Oberfläche des Bades, wodurch die Lebensdauer des Gewölbes wesentlich erhöht wird.
Im Aggregat 10 befindet sich eine Durchbrechung 11 in einem wassergekühlten Behälter 47, der einen Deckel mit einer Öffnung besitzt, in die die Lanze zwecks guter Abdichtung genau passt.
Die Lanze wird in einem Gestell 48 gehalten, das mit vier Rädern ausgestattet ist und zwischen den
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