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Elektrischer Schmelzofen für Hochofenschlacke od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schmelzofen für Hochofenschlacke od. dgl. Bei der Herstellung von Schlackenwolle wird bekanntlich die Hochofenschlacke od. dgl. geschmolzen und die freifliessende Schmelze mit einem Pressluft- oder Dampfstrabl verblasen, Zum Schmelzen der Schlacke werden bisher meist Schachtöfen verwendet, die wie ein Kupolofen betrieben und schichtweise abwechselnd mit denRohstoffen und mit Koks beschickt werden. Es hat sich aber gezeigt, dass sich beim Einschmelzen derSchla'cke in derartigen Öfen eine Qualitätsverminderung der Schlackenwolle ergibt, die wohl auf Ver- unreinigungen und chemische Beeinflussungen im Schachtofen zurückzuführen ist.
Ausserdem haben Schachtöfen verhältnismässig grosse Abmessungen, erfordern einen erhöhten Herstellungsaufwand und sind unwirtschaftlich im Betrieb. Um diesen Übelständen abzuhelfen, wurde auch schon die Verwendung eines elektrischen Schlackenschmelzofens versucht. Bei diesem Ofen mit direkter Widerstandsheizung erfolgt das Ablassen der Schmelze durch Überfliessen des Badinhaltes, wobei wegen der grossen Zerstörungskraft derflüssigenSchlacke gegenüber andernStoffen alle mit der Schlacke in Berührung kommenden Ofenteile sowie die Elektroden aus einer Kohlenstoffmasse bzw. aus Graphit bestehen.
Das Überfliessen des Badinhaltes gibt nun aber der Luft in grösserem Ausmass Zutrittsmöglichkeit, und es wird daher bei der für den Abfluss notwendigen hohen Temperatur die Kohleisollerung rasch weggebrannt.
Bekanntlich ändert sich die Viskosität je nach der Zusammensetzung der Schlacke häufig innerhalb eines engen Temperaturbereiches beträchtlich, wogegen für das Verblasen in vielen Fällen die Einhaltung einer bestimmten Viskosität notwendig ist. Ein wesentlicher Nachteil aller bisherigen Schlackenschmelz- öfen besteht daher darin, dass die Schmelze auf ihrem Weg vom Ofeninneren bzw. vom Bad bis zur Verblasungsstelle laufend Wärme abgibt und dadurch an Viskosität verliert, wobei ausserdem stets mit der Gefahr der Versteifung des Ausflusses gerechnet werden muss. Treten Störungen im Ofenbetrieb, z.
B. we- genStromausfalls, auf, kommt es zu einem Einfrieren der Schlacke, und es muss diese wenigstens im Bereich des Ausflusses auf mechanischem Weg entfernt werden, was zu unvermeidbaren Beschädigungen der Isolierung bzw. der Ausmauerung führt.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel. Sie besteht im wesentlichen darin, dass zusätzlich eine an sich bekannte Heizung des im Bodenbereich liegenden Abflusskanales vorgesehen ist, der zweckmässig aus einem zwei Elektroden verbindenden Rohr aus Graphit oder anderem schlacken-und temperaturfestem Material besteht und ein ihn unter Zwischenfüllung von Isoliermaterial umschliessendes Schutzrohr aufweist.
Es wird also der Schmelze auf dem Weg vom Bad nach aussen zumindest keine Wärme mehr entzogen, vorteilhaft sogar Wärme zugeführt, so dass die Viskosität der Schlacke auf ihrem Weg zur Austrittsstelle eher zunimmt und man hinsichtlich der Viskositätseigenschaften der Schlacke an der Verblasungsstelle nicht mehr unmittelbar an die Verhältnisse im Badineren gebunden ist. Es kann dadurch auch die dem Gesamtbad zugeführte Energie verringert werden, womit die Wärmeverluste des gesamten Ofen sin-
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flüssigen, so dass anschliessend der Ofenbetrieb ohne mechanische Gewaltanwendung wieder aufgenommen werden kann.
Da der Abflusskanal im Bodenbereich angeordnet und so gewissermassen als Gmndablass ausgebildet ist, weist die austretende Schlacke eine gleichmässigere Temperatur und infolge des auf ihr la-
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stenden hydrostatischen Druckes auch eine gleichmässigere Strahlintensität, Geschwindigkeit usw. auf.
Dadurch ergibt sich eine günstige Vergleichmässigung des in der nachgeschalteten Schlackenwollanlage herzustellenden Produktes. Ferner wird durch die tiefe Anordnung des Abflusskanale ! ein Entmischen der Schlacke verhindert. Enthält beispielsweise eine Schlacke Eiseneinschusse, so sinkt, falls der Schlackenablass oben angeordnet ist, das Eisen 1m Bad zu Boden, und es entsteht allmählich ein Eisensumpf, der zu Kurzschlüssen und zu einer Verkürzung der Ofenreise führt. Bei der erfindungsgemässen Ausführung fliesst dagegen die Schlacke dauernd in der vorhandenen Zusammensetzung wieder ab.
Durch das zwei Elektroden verbindende Graphitrohr od. dgl. wird hinsichtlich des Abflusskanales eine indirekte Widerstandshei- zung erreicht. Das das Abflussrohr umschliessende Schutzrohr verhindert den Luftzutritt selbst durch Risse oder kleinste Spalten des Mauerwerkes, erhöht also die Dauerhaftigkeit des Grapl1ftrohres wesentlich und ist somit für das einwandfreie Funktionieren des Schmelzofens im Dauerbetrieb von besonderer Bedeutung.
Da derRaum zwischenAbfluss-undSchutzrohr mit temperaturfestem Isoliermaterial ausgefüllt Ist, werden die Wärmeverluste weiter verringert. Um den Luftzutritt auch von der Austrittsstelle her zu verhindern, kann das Abflussrohr in einen Überlauf münden. Es ist zweckmässig, wenn der an den Eingang des Abflussrohres anschliessende Austrittsbereich des Bades in die zusätzliche Beheizung mit einbezogen wird.
Elektrische Ausflussheizungen sind zwar schon bekannt, jedoch kamen diese bisher noch nicht bei Schmelzöfen, sondern nur bei Schlackentransportgefässen zur Anwendung, um den Schlackenabfluss während einer begrenzten Zeit sicherzustellen. Dabeibesteht die Heizeinrichtung aus einer am Boden des Gefässes angeordneten, mit wenigstens einer Abflussöffnung versehenen Graphitplatte, an die Polschuhe angelegt sind. Da für die Bodenplatte keinerlei Schutz gegen Luftzutritt vorhanden ist, muss sie bald verbrennen und ist für Dauerbetrieb völlig ungeeignet.
Ausserdem reicht die geringe Stärke der Platte nicht aus, um die Temperatur des durchströmenden Schlackenstrahles massgeblich zu beeinflussen, es ist hiefür vielmehr einbeheizter Kanal entsprechenderLänge erforderlich. Die bekannte Ausflussheizung könnte also die sich bei einem Schmelzofen ergebenden Aufgaben nicht erfüllen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schmelzofen für Hochofenschlacke schematisch im Axialschnitt.
Innerhalb eines zylindrischen Stahlblechmantels l, der mit einer Bodenplatte 2 verschweisst ist, sind eine Isoliersteinausmauerung 3, eine Diathermaausmauerung 4 und eine Schamottesteinausmauerung 5 vorgesehen. Mit 6 ist ein Kohlenstoffstein als Grundplatte bezeichnet, während der eigentliche Schmelzraum 7 mit einer Kohlenstoffstampfmasse 8 ausgekleidet ist. ZurBeheizungsind eine feste Graphitelektrode 9 sowie eine bewegliche Graphitelektrode 10 vorgesehen. Der im Bodenbereich liegende Abflusskanal wird von einem Graphitrohr 11 gebildet, das zwei zusätzliche Elektroden 12,13 miteinander verbindet.
Ein zusätzliches Schutzrohr 14 umschliesst das Graphitrohr 11, wobei zwischen Schutz- und Graphitrohr Isoliermaterial 15 eingefüllt ist. Mit 16 ist eine zunderfeste Abschlussplatte bezeichnet, die einen Überlauf 17 trägt, in den das Graphitrohr 11 mündet. Auf Grund dieser Ausbildung ist das Graphitrohr 11 gegen jeden Luftzutritt gesichert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Schmelzofen für Hochofenschlacke od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine an sich bekannte Heizung (12,13) des im Bodenbereich liegenden Abflusskanales (11) vorgesehen ist, der zweckmässig aus einem zwei Elektroden (12,13) verbindenden Rohr (11) aus Graphit oder anderem schlacken-und temperaturfestem Material besteht und ein ihn unter Ziiischenfüllung von Isoliermaterial (15) umschliessendes Schutzrohr (14) aufweist.