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Einrichtung zur Vorwärmung von Schrott
Auf Grund der hohen Kosten für die elektrische Energie beim Betrieb von Lichtbogenöfen bei der Herstellung von Stahl, beispielsweise aus Schrott, ist man bestrebt, diese durch billigere Energie, wie Gas, Öl oder Kohle, zu ersetzen. Neben der Herabsetzung des Verbrauches an Elektroenergie soll eine Verkürzung der Einschmelzzeit für den Schrott erzielt werden, um die Wirtschaftlichkeit zu steigern.
Dies ist vor allem während der Zeit der Erwärmung und des Niederschmelzens des Schrottes möglich.
Man ist daher bestrebt, den Schrott entweder ausserhalb des Elektroofens in besonderen Öfen vorzuwärmen oder im Elektroofen selbst mittels einem oder mehrerer Öl-Sauerstoff-bzw. Gas-Sauerstoffbrenner zu erwärmen bzw. zu schmelzen.
Die bei Erwärmung des Schrottes im Elektroofen erzielten Vorteile sind gemessen an den hohen Kosten der Einrichtung und des Betriebes der Sauerstoff-Öl-und der Sauerstoff-Gasbrenner gering und daher die wirtschaftliche Anwendbarkeit beschränkt. Es wurden daher bereits verschiedene Vorwärmeeinrichtungen vorgeschlagen.
Beispielsweise ist eine Einrichtung zur Vorwärmung von Schrott bekannt, bei der ein ausgemauerter Chargierkorb auf eine Heizgrube aufgesetzt wird, aus der eine brennende Mischung von flüssigem Brennstoff und Luft durch den aus gelenkigen Gliedern bestehenden Boden des Chargierkorbes in diesen eingeführt wird, während ein auf den Chargierkorb aufsetzbarer Deckel zur Abfuhr der Abgase dient. Es ist offensichtlich, dass der Boden des Chargierkorbes bei einer derartigen Ausführung mehr erhitzt wird als der Schrott und daher keine nennenswerte Lebensdauer aufweisen kann, wenn der Schrott wenigstens zum Teil beispielsweise auf 1000 - 12000C vorgewärmt werden soll.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vorwärmung von Schrott mittels eines Vorwärmofens, der von dem für die Eisen- oder Stahlerzeugung bestimmten Ofen, insbesondere Elektroofen, getrennt und als vorzugsweise verlängerter. am unteren Ende durch bewegbare Glieder abgeschlossener Chargierkorb ausgebildet ist, der mit einer hitzebeständigen Ausmauerung an der Innenseite seines Mantels versehen und auf den ein Deckel gasdicht aufsetzbar ist, aus dem heisse Verbrennungsgase zugefuhrt werden, während im Bereich des unteren Endes des Chargierkorbes ein Saugzug anschliessbar ist, wobei zur Regelung der Zufuhr von Luft und Heizmaterial, insbesondere Erdgas, Generatorgas, Öl oder Staubkoh-
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Bei einer bekannten derartigen Einrichtung ist der Mantel des Chargierkorbes in seinem unteren Bereich mit Abzugsöffnungen für die abgekühlten Verbrennungsgase versehen, die zum Teil über eine Leitung mittels einer Drosselklappe regelbar einem Rohr zugeführt werden, das einen Brenner mit einer Düse für ein brennbares Gasgemisch enthält, wobei die Zumischung der abgekühlten Verbrennungsgase nach derDüse zur Temperaturregelung dient. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass die Verbindungsleitung vom Mantel zum am Deckel angeschlossenen Rohr flexibel und ebenso wie die anderer Abgasleitungen trennbar sein muss. Weiters ist nachteilig, dass der unterhalb der Abzugsöffnungen im Mantel liegende Schrott auch von den abgekühlten Verbrennungsgasen kaum bestrichen wird.
Bei einer Abwandlung dieser bekannten Ausführungsform ist auch das die Düse aufweisende Rohr an den Mantel des Chargierkorbes angeschlossen, wodurch zwar die Ausbildung des äusseren Leitungssystems vereinfacht wird,
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jedoch das Gewicht des zu transportierenden Chargierkorbes ansteigt und überdies Beschädigungen der
Leitungen während des Transportes auftreten können. Weiters ist eine ähnliche Tandemanordnung be- kannt, die aus einem Ofen mit zwei Abteilen besteht, in welche je ein oben offener Schrottbehälter einsetzbar ist. Nahe den Abzugsöffnungen im unteren Teil des Schrottbehältermantels ist in jedem Ab- teil ein Brenner angeordnet, von welchen jeweils nur einer im Betrieb ist.
Von diesem Brenner steigen die heissen Verbrennungsgase im Abteil hoch, treten oben in den Schrottbehälter ein, unten durch des- sen Abzugsöffnungen aus und gelangen dann zum zweiten Abteil, wo sie den zweiten Schrottbehälter durchströmen. Nachteilig ist bei dieser Ausführung, dass zusätzlich die Ofenabteile sowie die Aussen- seiten der Schrottbehälterwärmefest ausgekleidet sein müssen und dass das Einsetzen der Schrottbehälter in die grössere Höhe aufweisenden Ofenabteile zusätzlichen Aufwand an Hebezeugen und Arbeitsgenau- igkeit erfordert, wobei überdies die Brenner beschädigt werden können.
Die erwähnten Nachteile sind bei einer Einrichtung der oben genannten Art erfindungsgemäss da- durch vermieden, dass der Chargierkorb auf eine einen Saugzug aufweisende Gruppe aufsetzbar ist, wobei das untere Ende des gegebenenfalls eine Asbestschichte aufweisenden Mantels des Chargier- korbes sowie die Grube mit einander entsprechenden Teilen einer an sich bekannten Abdichtung ver- sehen sind, und dass der Brenner im Deckel vorzugsweise zentral angeordnet ist, wobei gegebenenfalls eine zusätzliche Einrichtung zur chemischen Behandlung bzw. Vorbehandlung des Schrottes vorgesehen ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung des Brenners im Deckel selbst hat den Vorteil, dass die Flamme bzw. die heissen Verbrennungsgase sofort auf den im Chargierkorb befindlichen Schrott auftreffen und diesen auf die höchstmögliche Temperatur erwärmen, wobei die Verbrennungsgase beim Abwärtsströ- men die Wärme an den Schrott abgeben, u. zw. auch an den unmittelbar auf der Kettenschürze auflie- genden Schrott, da die Verbrennungsgase durch den Boden des Chargierkorbes hindurch in die Grube abgesaugt werden. Die Verbrennungsgase durchsetzen gleichmässig den gesamtenquerschnitt des Ofens.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung ist es günstig, wenn an den unteren Teil des Mantels des Chargierkorbes oder an die Grube eine Einrichtung zur Abgasanalyse angeschlossen ist, die vorzugsweise zur Beeinflussung der Gas- und Luftzufuhr dient. so dass die Vorwärmeeinrichtung oxydieren, neutral, vorzugsweise jedoch reduzierend gefahren werden kann. d. h. dass keine OxydationdesSchrottes eintritt. Gegebenenfalls ist bei Verwendung von beispielsweise Erdgas durch eine Einstellung von Gas und Verbrennungsluft mittels Ventilen bzw. Steuerklappen eine Reduktion der Oxydschichte des Schrottes sowie ein Aufkohlen desselben möglich, nachdem der Schrott eine entsprechende Reaktionstemperatur erreicht hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Ein Chargierkorb 1 besteht aus einem äusseren ringförmigen Blechmantel 2, der mit einer beispielsweise 10 mm starken Asbestschichte 3 und einer Ausmauerung 4, z. B. abriebfesten Steinen oder Schamotte entsprechender Qualität, ausgekleidet ist. Der Chargierkorb 1 ist gegenüber der üblichen Ausführung verlängert, um die durch die Ausmauerung 4 und den Brennraum verursachten Nutzraumverluste auszugleichen. Das untere Ende des Chargierkorbes 1 ist durch eine Kettenschürze 5 oder durch bewegbare Abschnitte einer Kugeloberfläche abgeschlossen, so dass der Boden leicht entfernbar ist.
Der so ausgebildete Chargierkorb 1 wird auf dem Schrottplatz beispielsweise mittels eines Magnetes gefüllt und anschliessend auf eine Grube 6 aufgesetzt. Zur Abdichtung und Abstützung ist der Chargierkorb 1 am unteren Rand seines Mantels 2 mit einer versteiften Zarge 7 versehen. Ein mit dieser verbundener Ring 8 greift in ein mit Sand gefülltes U-Profil 9 ein, das ringförmig oberhalb der Grube 6 angeordnet ist. Die Grube 6 weist einen Saugzug 10 mit Ventilator auf.
Zweckmässig ist an die Grube 6 eine Einrichtung zur Abgasanalyse angeschlossen.
Auf den ausgemauerten Chargierkorb 1 wird anschliessend ein Deckel 11 aufgesetzt, der einen Brenner 12 und eine Ausmauerung 13 aufweist. An den Brenner 12 sind Rohrleitungen 14 und 15 für die Zufuhr des Brennstoffes, vorzugsweise Erdgas, und der erforderlichen Verbrennungsluft angeschlossen. Zur zusätzlichen chemischen Behandlung des Schrottes ist in der Rohrleitung 14, die wegen der Bewegbarkeit des Deckels elastische Teile aufweist, ein Regelventil zur Einstellung der Gasmenge, insbesondere Erdgasmenge, angeordnet, während die Rohrleitung 15 eine Drosselklappe zur Regelung der Luftzufuhr aufweist. Vorzugsweise ist eine Regelvorrichtung zur Regelung von Gasund Luftzufuhr in Abhängigkeit von der Einrichtung zur Abgasanalyse vorgesehen. wobei die gewünsch- te Zusammensetzung des Abgases vorwählbar ist.
Zwischen dem Deckel 11 und dem oberen Rand des Chargierkorbes 1 ist eine Abdichtung 16 vorgesehen, beispielsweise durch Mörtel oder eine Asbestabdichtung. Die oberste Schichte des Schrottes
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wird durch den Brenner 12 beispielsweise bis auf 1200 C vorgewärmt, wobei die Temperatur der untersten, auf der Kettenschürze 5 od. dgl. aufliegenden Schrottschichte so gering bleibt, dass die empfindlichen Verschlussorgane nicht beschädigt werden. Nach der Vorwärmung wird zunächst der Dekkel 11 vom Chargierkorb 1 abgehoben und dieser über den Elektroschmelzofen gebracht.
Nach dem Öffnen des Bodens, bei einer Kettenschürze 5 durch Öffnen eines zentral angeordneten Schlosses, wodurch sich eine durch an den innersten, etwas dreieckförmigen Platten angeordneten Ösen hindurchgeführte Kette ausfädelt, sackt der vorgewärmte Schrott lotrecht in den Elektroschmelzofen ab.
Die Verteilung des Schrottes bleibt dabei im wesentlichen unverändert, so dass der Schrott auch im Schmelzofen gleichmässig verteilt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
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oder Stahlerzeugung bestimmten Ofen, insbesondere Elektroofen, getrennt und als vorzugsweise verlängerter, am unteren Ende durch bewegbare Glieder abgeschlossener Chargierkorb ausgebildet ist, der mit einer hitzebeständigen Ausmauerung an der Innenseite seines Mantels versehen und auf den ein Deckel gasdicht aufsetzbar ist, aus dem heisse Verbrennungsgase zugeführt werden, während im Bereich des unteren Endes des Chargierkorbes ein Saugzug anschliessbar ist, wobei zur Regelung der Zufuhr von Luft und Heizmaterial, insbesondere Erdgas, Generatorgas, Öl oder Staubkohle, Drosselklappen bzw.
Regel- ventile od. dgl. vorgesehen sind, die vorzugsweise automatisch gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Chargierkorb (l) auf eine einen Saugzug (10} aufweisende Grube (6) aufsetzbar ist, wobei das untere Ende des gegebenenfalls eine Asbestschichte aufweisenden Mantels (2) des Chargierkorbes (1) sowie die Grube mit einander entsprechenden Teilen einer an sich bekannten Abdichtung (8,9) versehen sind, und dass der Brenner (12) im Deckel (11) vorzugsweise zentral angeordnet ist, wobei gegebenenfalls eine zusätzliche Einrichtung zur chemischen Behandlung bzw. Vorbehandlung des Schrottes vorgesehen ist.
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