Verfahren zum Abstich in elektrischen Schmelzöfen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstich in elektrischen Schmelzöfen. In derarti gen Schmelzöfen wird heute durch ein oder mehrere Abstichlöcher, die in der Ofenwandung auf gleicher Höhe mit dem inwendigen Ofenboden angebracht . sind, abgestochen.
Die Produkte werden in Giessmaschinen, Pfan nen, Wagen oder ähnlichem, die ausserhalb des Ofens angebracht sind, abgestochen. Bei Drehöfen, wo sich die Abstichlöcher langsam drehen, werden oft Wagen verwendet, die auf einer Ringschiene um den Ofen laufen. Dadurch kann man, ungeachtet der Lage der Abstichlöcher, das Produkt aus dem Ofen in die Ab stichwagen fliessen lassen.
Die Anzahl der Abstichlöcher eines Ofens ist von dem Ofentyp samt der Art und Qualität des Produk tes abhängig.
Stationäre Öfen haben in der Regel ein bis drei Abstichlöcher, während Drehöfen bis auf neun Ab stichlöcher haben können.
Sämtliche Abstichlöcher müssen, ohne Rücksicht auf die Lage derselben, mit Hilfe der erforderlichen Abstichausrüstung, die ausser Wagen oder Behältern für das Produkt auch die Vorrichtung für das Öffnen und Schliessen des Loches umfasst, bedient werden können. Ebenfalls muss genügend Platz für die Bedie nung dieser Ausrüstung an den Stellen vorhanden sein, wo sich die Abstichlöcher befinden.
Bei stationären Öfen kann man ebenso viele Sätze von Abstichausrüstung als vorhandene Abstichlöcher haben, oder es können fahrbare Sätze von Abstich ausrüstung, die z. B. auf Ringschienen verlegt werden, vorhanden sein. Diese letztgenannte Methode verwen det man im allgemeinen bei Drehöfen.
Während des Abstichs in den jetzigen Öfen fliesst das Produkt aus der Hochtemperaturzone im Inneren des Ofens an das Abstichloch in der Seitenwandung des Ofens. Die Abkühlung kann beim Abstich Schwierigkeiten verursachen, indem das Produkt er starren und das Abstichloch verstopfen kann. Dies hat zur Folge, dass einige Produkte nicht in flüssigem Zu stand aus dem Ofen abgestochen werden können. Dies ist bei der Herstellung von Korund der Fall sowie an derer Produkte mit besonders hohem Schmelzpunkt. Diese werden im allgemeinen durch Blockschmelzung hergestellt.
Man kann sagen, dass die Abkühlung und die Qualitätsänderung eine Funktion des Abstandes zwi schen der Hochtemperaturzone (Schmelzzone) und dem Abstichloch sind, und jede Änderung dieses Ab standes ist, besonders für Kalziumkarbid und andere Hochtemperaturprodukte, von grosser Bedeutung.
Der Umfang der Hochtemperaturzone ist von der Belastung des Ofens abhängig, und man sieht somit ein, dass die Abstichverhältnisse in den jetzigen Öfen mit der Ofenbelastung variieren. Es ist deshalb sehr wünschenswert, eine Lösung zu finden, wodurch die ses ungünstige Abhängigkeitsverhältnis vermieden werden kann.
Bei Drehöfen von gewöhnlicher Konstruktion wird der Abstand von der Hochtemperaturzone an das Abstichloch auch zufolge der Ofenrotation variieren. Der Abstand wird somit am geringsten und der Abstich am leichtesten vorzunehmen sein, wenn sich das Ab stichloch gerade vor einer Elektrode befindet, das heisst in der Verlängerung des Ofenradius, den man sich durch die Achse der Elektrode denken kann.
Während der Rotation wird sich das Abstichloch von diesem Standpunkt entfernen, während sich gleich zeitig ein neues Abstichloch nähert.
Wenn sich das erstgenannte Loch in einem gewis sen Abstand seitwärts entfernt hat, wird der Abstich, besonders von Kalziumkarbid usw., träger erfolgen. Es ist übliche Praxis, dass man dieses Loch verstopft und das neue Loch, das sich dem betreffenden Gebiet nähert, öffnet. Diese Operation ist in höherem oder geringerem Grad mit manueller Arbeit unter unange nehmen Temperaturverhältnissen verbunden und be deutet Kostenaufwände und Abnutzung der Aus rüstung. Gleichzeitig ergibt sich oft der Nachteil, dass es eine gewisse Zeit dauert, bis das neue Loch ge nügend erwärmt ist, um zufriedenstellend fungieren zu können.
Diese Nachteile machen sich besonders bei grösseren Öfen mit kontinuierlicher Abstechung stö rend geltend. Jede Unterbrechung des Abstiches be deutet eine Anhäufung von Schmelze im Ofen, und man erhält eine intermittierende und pulsierende Pro duktion, für die die Anlage im übrigen dimensioniert und angepasst sein muss.
Es ist auch ein weiterer Nachteil in Verbindung mit dem obigen, dass das ständige Öffnen und Schlie ssen der Löcher eine Abnutzung des Ausmauerungs- materials um die Löcher bewirkt. Hierzu kommt noch bei den bisher verwendeten Abstichlöchern, wo das Ofenprodukt mehr oder weniger horizontal ausfliesst, die Abnutzung, die dadurch entsteht, dass das Produkt durch die Schwerkraft den unteren Teil oder den Bo den der Abstichrinne abzehrt.
Zufolge der obengenannten oder aus anderen Gründen entstandenen Schäden an einem Abstichloch kann es aktuell werden, Abstichlöcher zu öffnen, die sich verhältnismässig weit von der Hochtemperatur zone befinden. Dies ist oft mit grossen Schwierigkei ten verbunden, und es kann aktuell werden, vorüber gehend die Qualität des Produktes zu reduzieren, um eine mehr leichtflüssige Schmelze zu erhalten, und um dadurch den Abstich aus einem neuen Abstichloch zu bewerkstelligen.
Bei gewöhnlichen Schmelzöfen und besonders bei der Produktion von Kalziumkarbid, entstehen im all gemeinen dadurch Schwierigkeiten, dass sich während des Schmelzens unerwünschte Nebenprodukte bilden, die zusammen mit dem eigentlichen Produkt durch die Abstichlöcher entfernt werden. Diese Nebenpro dukte, besonders Ferrosilizium und ähnliche Legie rungen, verursachen von Zeit zu Zeit Schäden an der Ofenwandung, indem sie sich seitwärts oder unmittel bar innerhalb des Ofenmantels herabdrücken.
Gemäss der Erfindung verwendet man ein Abstich loch, das zweckmässig vertikal im mittleren Teil des Ofenbodens angebracht ist. Hierdurch wird erzielt, dass sich das Abstichloch, selbst bei rotierenden Öfen, nicht verlegt. Es befindet sich weiterhin immer in demselben Abstand von den Elektroden. Der Abstich kann praktisch unabhängig von der Ofenbelastung er folgen, und man vermeidet oder beschränkt un erwünschte Abkühlung und Qualitätsverringerung des Schmelzproduktes.
Auf Grund dieser Verhältnisse eignet sich die Er findung sowohl für kontinuierlichen als für diskonti nuierlichen Abstich.
Man vermeidet die peripherisch angebrachten Ab stichlöcher, und der Platz um den Ofen braucht nicht im Hinblick darauf dimensioniert zu sein, dass man überall mit der Abstichausrüstung an den Ofen heran gelangen soll. Man spart Platz und die Gebäudekon struktion wird weniger kostspielig.
Die Abstichausrüstung wird dadurch vereinfacht, dass sie stationär ist und nur das eine Abstichloch be dienen soll.
Das Abstichloch an sich kann ohne Abstich schnauze ausgeführt werden, und man spart die An- schaffungs- und Aufrechterhaltungskosten, die sich im allgemeinen bei peripherischen Abstichlöchern er geben. Bei Öfen mit vielen Abstichlöchern kann es sich hierbei um wesentliche Beträge handeln. Es kann jedoch oft ein Vorteil sein, eine Abstichschnauze zu verwenden, die leicht ausgewechselt werden kann.
Die Erfindung bezweckt, auch die unerwünschten Nebenprodukte schnellmöglichst aus der Ofenwanne abzuleiten, so dass Stauungen vermieden werden kön nen und so dass weiterhin Schäden an der Ausmaue- rung des Bodens und der Seitenwände vermieden oder reduziert werden können.
Bei der beschriebenen Vorrichtung werden die Schmelzprodukte im allgemeinen vertikal durch den Ofenboden geleitet. Hierdurch vermeidet man die oben genannte Pulsierung während des Abstiches. Die Anordnung des zentralen Loches eignet sich daher besonders für kontinuierlichen Abstich, hierunter auch für direktes Strang-Guss-Verfahren mit unmittel barer Weiterbehandlung des Ofenproduktes.
Auf Grund der speziellen Lage des Abstichlochcs ist es möglich, den Ofen sozusagen vollständig zu ent leeren. Dies bietet, z. B. in Verbindung mit dem über gang auf ein anderes Schmelzprodukt, Vorteile.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Aus führungsbeispielen schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den Ofenboden und die Abstichausrüstung, während Fig. 2 einen Horizontalschnitt gemäss der Linie A-A in Fig. 1 zeigt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei welcher die äussere Mündung des Abstichloches als umgekehrter Trichter ausgeführt ist.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 die Ofenwanne. 2 ist die tragende Konstruktion oder die Drehscheibe, die auf Rädern 3 ruht, die wiederum auf den Schie nen 4 laufen. 5 ist das Ofenfundament und 6 ist die Drehmaschinerie. 7 ist ein zentral angebrachtes Ab stichloch, das eventuell von einem zum Schutz die nenden ringförmigen Schirm 8 umgeben sein kann, der ausserdem bewirkt, dass sich um die Öffnung des Abstichloches ein Kissen von heissen, reduzieren den Gasen bildet, das ein Erstarren am äussersten Ende des Abstichloches bei kontinuierlichem Abstich und ausserdem Luftkorrosion verhindert.
Der Schirm kann eventuell so solid ausgeführt werden, dass er gleichzeitig als Absteifungsrahmen dienen kann.
9 ist eine Abstichrinne, die das geschmolzene Produkt auf einem endlosen Förderband 10 in die Giessform leitet. Man kann selbstverständlich auch statt der Förderbänder Wagenzüge verwenden. Die Abstichrinne 9 kann mit Hilfe einer hydraulischen oder pneumatischen Ziehvorrichtung 25 horizontal verschoben werden.<B>11</B> ist eine um die Achse 12 drehbare Abstichelektrode, die zum Öffnen und Auf rechterhalten des Loches verwendet wird. Die Ab stichelektrode wird mittels der Stange 13 manövriert, und die vertikale Bewegung derselben kann eventuell von dem Motor 14 betrieben werden. Die Abstich elektrode erhält ihren Strom von den Schienen 15 via der flexiblen Kabeln 16.
Unter dem Abstichloch ist eine Pfanne 17 zum Aufsammeln des Materials an gebracht, das während des Arbeitens im Abstichloch herausfliesst. Das Verstopfen des Loches kann even tuell mit Hilfe einer vertikalen Abstichlochkanone er folgen, die in ähnlicher Weise angebracht wird wie die Abstichelektrode. Man kann auch einen wasser gekühlten Zapfen anwenden. Durch angemessene Di- mensionierung und Ausführung des Zapfens kann eine zuverlässige Verstopfung des Loches gewährlei stet werden.
Wenn der Zapfen herausgezogen wird, wird das Abstichloch rasch erwärmt, und man kann in gewissen Fällen erzielen, dass der Abstich von selbst beginnt.
Der Ofenboden kann mit Vorteil konisch aus geformt werden, wie in der gestrichelten Linie 18 an gedeutet. Hierdurch wird erzielt, dass sich das ge schmolzene Produkt in der mittleren Partie des Ofens sammeln wird. Eventuell kann der Ofen auch mit einem mittleren Brunnen versehen werden, wie in der punktierten Linie 19 angedeutet. Das Schmelzprodukt wird sich dann in diesem Brunnen ansammeln, wel ches den kontinuierlichen Abstich erleichtern und gleichmässiger machen wird. Man kann dann mit Vor teil den Brunnen unter dem Ofenboden durch eine trichterförmige Abstichschnauze weiterführen, die ausgewechselt werden kann, wenn sie repariert wer den muss.
Es ist bei dieser Verfahrensweise von Wichtig keit, dass verhindert wird, dass sich die Schmelze seit lich des Abstichloches durch den Ofenboden herab schneiden kann. Der Ofenboden, insbesondere die Teile, die das Abstichloch umgeben, müssen deshalb gekühlt werden. Das Kühlen erfolgt mit Hilfe von Wasser, aber man wird in vielen Fällen vorziehen, mit Öl zu kühlen, vorzugsweise ein Typ, der nicht in Luft brennt, z. B. Silikone. Man kann auch andere Kühl medien in der Form von Flüssigkeiten oder Gasen ver wenden.
In der Fig. 3 ist schematisch eine Ausführung ge zeigt, wo der Brunnen in einer Abstichschnauze en det, die die Form eines umgekehrten Trichters hat.
In Fig. 3 bezeichnet 20 den Ofenboden und 21 den Brunnen, der in der mittleren Partie des Ofens angeordnet ist. 22 ist das Abstichloch, das in einer trichterförmigen Verlängerung 23 endet. Der Trichter soll gekühlt werden können und soll auch auswechsel bar sein. 24 ist ein wassergekühlter Zapfen, der in den Trichter 23 hineinpasst. Man kann in gewissen Fällen den Ofen so betreiben, dass der Abstich von selbst beginnt, wenn der Zapfen entfernt wird.
Die Erfindung ist im obigen in Verbindung mit Karbidöfen beschrieben, aber es steht natürlich dem nichts im Wege, das System auch in Öfen für Herstel lung von Ferrolegierungen, Roheisen, Phosphor usw. zu verwenden.
Das Abstichloch braucht nicht notwendigerweise in der Mitte des Ofenbodens angebracht zu sein. Es soll jedoch vorzugsweise in dem zentralen Teil des Ofenbodens, der zwischen den Elektroden liegt, an gebracht werden. Eventuell können auch mehrere Ab stichlöcher im zentralen Teil des Bodens angeordnet werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, das Abstichloch schräg, anstatt vertikal, durch den Bo den zu führen. .