Verfahren und Einrichtung zur Verminderung des Abbrandes von Eisen und seiner Begleiter in gnpolöfen. Beim Betriebe von gupolöfen entstehen Verluste, einmal .durch Abbrand des Eisems und seiner Begleiter und sodann als mecha nische Verluste, die sich aus dem Verlust an Spritzkugeln sowie an jenem Eisen zusam mensetzen, das mit der Schilacke fortgeris sen wird.
Zwar lässt sich von diesen Ver lusten ein beträchtlicher Teil durch Magnet abscheider zurückgewinnen, doch beträgt der gesamte Schmelzverlust an Eisen noch 5 bis 6 % des Einsatzes, aber auch mehr, wenn Sehmiedeeisen, Stahlabfälle, Poteriebruch oder dergl. zum Einschmelzen verwendet werden. An dieser Zahl ist der reine Ab bra.nd erhebilich beteiligt.
Es ist bei dieser Zahl für den Gesamt verlust bereits vorausgesetzt, dass man das zur Niederhaltung des Abbrandes an sich zur Verfügung stehende Hilfsmittel einer Feinregelung oder gar selbsttätigen Fein- regelung der Windzufuhr bis an die durch ,die Koksbeschaffenheit gegebene Grenze bereits in Anwendung gebracht hat.
Es wurde nun gefunden, dass durch Ent- vwcklung reduzierend wirkender Gase eine weitere Verminderung des Abbrandes herbei geführt werden kann.
Es sind zwar gupolöfen bekannt, bei denen ausser unmittelbar über,dem Schmelz- ber eich des Eisens vorhandenen, auf einen Querschnitt verteilten Windeintrittedüsen auch eine Reihe von tiefer liegenden Aus trittsöffnungen für die Abgase vorgesehen ist, die ebenfalls auf einen waagrechten Ofen querschnitt verteilt sind.
Da die Austritts öffnungen aber nur in einem solchen Ab stand unterhalb der Ebene der Windeintritts ,düsen liegen, dass der Durchgangswiderstand zwischen den obern und untern Wandöf f- nungen kleiner ist als der Durchgangswider stand in dem über den Windeintrittsdüs-en befindlichen Schachtteil, so bleibt eine Re- duktion der in :den Abgasen enthaltenen Kohlensäure praktisch ausgeschlossen.
Es treten aber auch fast keinerlei Abgase durch die Beschickung im Ofenschaft nach oben, denn der Durchgangsquerschnitt der Aus- trittsöffnungen ist grösser als der Durch gangsquerschnitt der Windeintrittsdüsen.
Weiterhin ist es bekannt, die in zwei im Abstand voneinander stehenden Ofenquer schnitten angeordneten Düsen in einander gegenüberliegende Gruppen zusammenzufas sen und dann eine wechselweise Windfüh rung vorzusehen, indem der kalte oder vorer- hitzte Wind durch eine untere Düsengruppe zugeführt und,die Abgase jeweils durch eine gegenüber und höher liegende zweite Gruppe wieder abgeführt werden. Dadurch wird der Wind gezwungen, den Schmelzraum nach oben in einer bestimmten Höhe durch die Schicht hindurch zu durchstreichen, und man kann auf diese Weise die Höhe dieser Schiebt festlegen.
Wenn bei dieser Ausführung nicht sämtliche Gase durch die höher liegen den Auslässe abziehen sollten, so bleibt bestenfalls ein durch die Beschickungssäule nach oben entweichender Rest übrig, der so klein ist, dass eine praktisch wirksame Ein flussnahme auf die Vorgänge im Ofen nicht. stattfindet. Es tritt daher weder eine Bil dung reduzierend wirkender Gase, noch eine Reduktion der Eisenoxyde ein.
An Kupolöfen, bei denen durch einen Düsensatz Luft in die Schmelzzone eintritt und das Gas dann über Austrittsöffnungen nahe oberhalb der Schmelzzone wieder ab strömen kann, hat man auch schon die Ab gase dem Ofen an einer höher gelegenen Stelle wieder zugeführt, Hierbei dient die Ableitung von Gas aus dem Ofen jedoch lediglich zu dem Zweck, eine zu starke, etwa zur Sinterung führende Erhitzung der Be schickungssäule zu verhindern.
Es wird daher jeweils nur soviel Gas abgeleitet, wie zur Erfüllung dieses Zweckes notwendig ist; denn es soll anderseits erklärtermassen die Folge einer zu starken Verminderung :der im Schacht hochsteigenden Gase, nämlich eine unvollständige Verbrennung, also die Bil- dung reduzierend wirkender Gase, vermieden werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Abbrandes von Eisen und seiner Begleiter in Kupalöfen, bei denen ein Teil der Verbrennungsgase nach Durchgang durch die Schmelzzone abgeleitet wird. Er findungsgemäss wird durch die Beschickungs säule nur ein solcher Teil der Gase hindurch geleitet, @dass über der Schmelzzone aus schliesslich Gase mit reduzierender Wirkung gebildet werden.
Versuche mit dem Verfahren gemäss der Erfindung haben gezeigt, dass der Abbrand bis auf etwa 2 % gesenkt werden konnte. Diese Zahl änderte sich auch nicht, wenn der Ofen statt üblicherweise mit 40% Roheisen, <B>30%</B> eigenem Bruch und<B>30%</B> Maschinen bruch mit leicht oxydierenden Einsätzen, wie <B>30%</B> Roheisen, 20% Schmiedeeisen, 30 eigenem Bruch, 5 % Ferrosilizi m und 15 ; DZasehinenbrueh beschickt wurde.
Überdies treten gegenüber dem für den Versuchszweck verwendeten üblichen Ver gleichsofen ausserordentliche Koksersparnisse ein; obwohl der verwendete Koka von gerin ger Güte war, konnte die Satzkoksmenge beim Verfahren gemäss der Erfindung um beinahe 8 % gesenkt werden.
Es ist der nied rige Eisenabbrand also nicht etwa, auf höhe ren Kocksverbra.uch oder auf die Verwen dung besseren Kokses zurückzuführen. Fer ner zeigte sich auch die Möglichkeit einer Verminderung des Füllkokses, eine wesent liche Schonung des Ofenfutters, eine der Koksersparnis entsprechende Verringerung de-s Windbedarfes,
eile wesentliche Senkung- des @Vinddriickes und daher auch ein gerin gerer Strombedarf. Es erwies sich eine lau fende Überwachung .der Windzuführung als überflüssig, ebenso eine Reinigung der Düsen in mehr als vierstündigem Betreh, sowie eine nennenswerte Verringerung des Sehwe- felzubrandes.
Demgegenüber entsteht bei :den bekann ten Kupolöfen, bei denen die Gebläseluft mehr oder weniger vollständig durch die Ge- Samthöhe des Schachtes zieht, eine Glutzone, die höher ist, als das für die sachgemässe Arbeit .erforderlich ist. Dadurch tritt, insbe sondere bei zu starker Windführung, ein sehr schnelles und zu vollständiges Verbren sen des Kokses ein, sowie eine zu umfang reiche Oxydation des Eisens und seiner Be gleiter, die, durch etwaige Reduktionsvor gänge nicht mehr ausgeglichen werden kann.
Zwar entwickeln sich auch in .den bekannten Kupolöfen reduzierend wirkende Gase, das geschieht bestenfalls aber erst in den höhe ren Schichten, wo sie dann nicht mehr aus reichend zur Wirkung gelangen.
Im Gegensatz dazu erhielt die Schmelz zone bei den erwähnten Versuchen nur die Höhe, die zur vollständigen Umsetzung un bedingt notwendig ist. Über diese Zone hin aus reichte die verfügbare Frisehluftmenge nur aus, um reduzierend wirkende Gase zu bilden, also Kohlenoxyd, was also in sehr viel tiefer liegenden Zonen geschah, als bei den bekannten Kupolöfen, so dass ausreichend Gelegenheit bestand, noch reduzierend auf die Eisenoxyde einzuwirken. Der Teil des Ofens, der oberhalb der Schmelzzone liegt,
arbeitete dabei nach Art eines Hochofens.
Die Erfindung betrifft auch einen. Kupo.l- ofen mit Einrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, bei dem in der Schachtwand nahe oberhalb der Schmelzzone Austrittsöffnungen für die Verbrennungs gase und unterhalb der Gicht Einlassöffnun- gen für diese Gase vorgesehen sind. Erfin dungsgemäss sind nun die Auslassöffnungen und die Einlassöffnungen durch Umleitungs- ka-näle verbunden, die durch Zuleitungs kanäle für den Gebläsewind zur Schmelzzone umgeben sind.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielshalber näher erläutert. Es zeigt: Abb. 1 den Längsschnitt durch einen Kupolofen, Abb. 2 eine gegenüber Abb. 1 abge änderte Einzelheit.
Es bezeichnet 1 den Ofenschacht, der durch die Wand 2 gebildet wird. Den untern Abschluss des Schachtes bildet ein Boden 3, über dem sich ein Auslass 4 befin det. Der untere Teil 5 des Schachtes 1 nimmt die Füllkoks.sehicht auf, die bis etwa über die Stelle der Gehläsewindzufuhr reicht. Über dieser Füllkoksschicht liegt dann Eisen, und Koks schichtweise bis zur Gicht 6.
Die Gebl.äsewindzufuhr in den Ofen erfolgt durch einen Satz beispielsweise ringförmig ange ordneter Einlässe 7, von denen ebenso wie bei den andern Auslässen und Einlässen je weils nur die im Schnitt ersichtlichen einge zeichnet sind. Etwa zwischen den Düsen 7 bildet sich die Schmelzzone B. Oberhalb der Schmelzzone 8 sind Auslässe 9 in der Ofen wand vorgesehen, an die ein Umleitungs system 10 anschliesst, das wiederum über Einlässe 11 nahe unterhalb der Gicht in den Schacht 1 einmündet.
Das Umleitungs system kann, wie gezeichnet, aus einzelnen Rohren bestehen, die die Auslässe 9 mit :den Einlässen 11 paarweise verbinden:.
Am obern Ende des Ofens ist ein W ind- kanaal 12 vorgesehen, er an eine Windzu leitung anschliesst und den. Ofen in an sieh bekannter Weise ringförmig umfasst. Von diesem aus erstrecken sich die die Rohre des Umleitungssystems 10 einschliessenden Wind zuleitungsrohre 13 abwärts, die in einen im Bereiche der Windeinlassdüsen 7 angeordne ten Ringkasten 14 einmünden.
Es wird somit der Gebläsewind in einer dem Laufe der Verbrennungsgase entgegengesetzten Richtung :dem Ofen zugeführt.
Das hat den Vorteil, dass der Gebläsewind einerseits vor Eintritt in die Schmelzzone bereits weit gehend vorgewärmt ist und anderseits die in dem Umleitungssystem aufwärtssIrömen@den Gase soweit abgekühlt sind,
idass eine Ent zündung des Satzkokses und damit eine Oxy dation des Eisens. in der Gicht vermieden wird. Die Verbrennungsgasse bleiben aber heiss genug, um eine Vorwärmung der Be schickung vorzunehmen.
Die in Abb. 1 dar gestellte Ausbildung der Frischluft- und Verbrennungsgasleitung ist besonders dann zweckmässig, wenn es. sich um den Umbau schon vorhandener Koksöfen handelt. An Stelle des Ringkastens: 14 können die Windzuleitungsrohre 1:3 gemäss Abb. 2, aber auch unmittelbar an die Windeinlassdüsen 7 anschliessen, deren Zahl dann natürlich von der Anzahl der Auslässe 9 und der Einlässe.
11 abhängt, da. die Rohre 10 innerhalb der Rohre 13 zwecks Herbeiführung des gegen- ,seitigen Wärmeaustausches verlaufen.
Die Windzufuhr in den Kasten bezw. Kanal 12 erfolgt zweckmässig durch ein ein faches Schleudergebläse 16, das dem erwähn ten Kanal über Stutzen 17 vorgeschaltet ist, das heisst es wird die Frischluft in an sich bekannterWeise unter Druck in die Schmelz zone eingeführt. Da. nun bei gefülltem Ofen ,die Beschickungssäule dem Abzug der Gase nach oben Widerstand entgegensetzt, so tritt ein Teil des Windes durch die Auslässe 9 wieder aus dem Schacht 1 aus. Dieser ge langt dann über die Rohre 10 zu den Ein lässen 11, tritt also wieder in den obern Teil des Schachtes. unterhalb der Gicht 6 ein. Der Weg dieser Gase ist in der Zeichnung durch Pfeile gekennzeichnet.
Der andere Teil des Windes, der in der Regel verhältnismässig klein ist, verbleibt dagegen im Schacht und steigt in diesem auf, wie der punktierte Pfeil 15 das, andeutet. Aus ihm bilden sich die reduzierend wirkenden Gase. Unterhalb der Gicht, im Bereiche der Einlässe 11, ver einigen sich wieder beide Gasströme, und es tritt dann die Gesamtmenge der Gase aus der Gicht aus.
Die Anwendung vorn Druck zur Führung der Gase wirkt sieh besonders m einer Vergleichmä.ssigung der Luftvertei lung und :des Auftriebes aus: auch wird der Einfluss der reduzierend wirkenden Gase ver grössert, soweit innerhalb der von diesen. .durchzogenen Beschickungssäule eine aus reichende Erhitzung vorhanden ist. Durch die Zuführung der Verbrennungsgase in den Schacht erfolgt die Erwärmung aber in ver hältnismässig grosser Höhe und sehr gleich mässig, was also den Reduktionsvorgängen weiterhin förderlich ist.
Die Einlässe 11 unterhalb der Gicht 6 sind in einer Höhe angeordnet, die es ge stattet, den Satzkoks erst dann zuzusetzen, wenn die Beschickungssäule im Schacht so tief gesunken ist, dass nicht der Koks, son dern erst der darauf beschickte Eiseneinsatz in die Vorwä.rmzone zu liegen kommt.
Hat man es mit verhältnismässig grossen Ofendurchmessern zu tun, also zum Beispiel mit 1200 mm, so kann es sich als vorteilhaft erweisen, zur Anordnung mehrerer Sätze von Auslassöffnungen zu eehreiten. Hat man zum Beispiel zwei Sätze solcher Auslassöffnungen, so wählt man für den untern Satz besser klei nere Querschnitte als für den obern.
Die ,grösseren und höher liegenden Auslässe ver anlassen dann den dem Schacht zugeführten Gebläsewind, im Bereiche der .Schmelzzone einen: grösseren Bogen in denn Beschickungs- gut zu durchlaufen.