CH648349A5 - Vorrichtung zum vorwaermen von stahlschrott. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Vorwärmen von Stahlschrott mit einem oben offenen Vorheizbehälter (11) und einer Bodenwanne, die geöffnet und geschlossen werden kann, für die Aufnahme von vorzuwärmendem Stahlschrott, einer die Öffnung des Behälters (11) überdeckenden, nach unten sich erweiternden, entfernbaren Haube (16), die eine Zuleitung (16a, 22) für heisses Abgas aus einem metallurgischen Ofen aufweist, einer Grube (13) für die Aufnahme des Vorwärmbehälters (11), die mit einer Ableitung für das Abgas nach aussen versehen ist, nachdem das Abgas den Stahlschrott in dem Vorwärmbehälter erhitzt hat, und einem Verschlusskragen (15) für den Verschluss des Zwischenraumes zwischen der Grube (13) und dem Vorwärmbehälter (11), wobei die Abdichtung eine Flüssigkeitsdichtung (15a, 17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskragen (15) gasdicht mit der Haube (16) verbunden ist und dass der Zwischenraum zwischen dem Verschlusskragen (15) und dem Vorwärmbehälter (11) durch einen dehnbaren Balg (18) abgedichtet ist, der mit einem Ende an dem Verschlusskragen (15) befestigt ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs.

Bekannt ist bereits ein Verfahren, durch das es möglich ist, die Raffinierzeit in dem elektrischen Ofen zu verringern und somit den für die Raffination erforderlichen Energiebedarf zu senken.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine bekannte Vorrichtung zum Vorwärmen von Stahlschrott durch Hochtemperatur-Abgase schematisch dargestellt. Der Vorwärmbehälter 1 für die Aufnahme und zum Vorwärmen des Stahlschrotts hat einen zylindrischen Abschnitt lb mit einem offenen Oberteil la und eine zweiteilige Bodenwanne 2,2, die durch eine nicht dargestellte Einrichtung zum Öffnen und Schliessen bewegbar ist. Der Vorwärmbehälter 1 nimmt den Stahlschrott von seinem Oberteil 1 a aus auf und gibt den vorerwärmten Stahlschrott durch Öffnen der Bodenwanne 2,2 ab.

Der Oberteil la des Vorwärmbehälters 1 ist durch eine konische Haube bedeckt. Im oberen Ende der Haube 7 befindet sich ein Einlass 8 für Abgas, mit dem ein Blaskanal 9 verbunden ist. Diese Haube 7 lässt sich von dem Oberteil la des Behälters 1 entfernen.

Der Vorwärmbehälter 1 ist in einer Grube 4 im Boden angeordnet, deren Tiefe ausreicht, um die Hälfte der Höhe des Vorwärmbehälters 1 aufzunehmen. Eine im unteren Bereich einer Seitenwand der Grube 4 angeordnete Leitung stellt über ein Gebläse und einen Staubabscheider eine Verbindung zu einem Kamin her. Nachdem die Abgase den Stahlschrott in dem Vorwärmbehälter vorgewärmt haben, werden sie aus der Grube 4 über die Leitung 10 abgeführt. Der Vorwärmbehälter 1 ist auf mehrere Stützen 5 aufgesetzt. Der obere Rand der Grube 4 ist von einem Wassergraben umschlossen, der der Abdichtung dient.

Entlang der äusseren Umfangswand des zylindrischen Abschnittes lb des Vorheizbehälters 1 ist ungefähr in seiner mittleren Höhe ein Verschlusskragen 3 vorgesehen, der den Raum zwischen der Grubenwand und der Behälterwand ver-schliesst. An der äusseren Umfangskante des Verschlusskragens befindet sich ein nach unten gerichteter Flansch 3 a, der sich in die Wasserrinne 6 abdichtend hineinerstreckt, wenn der Vorheizbehälter 1 in die Grube 4 eingesetzt ist. Somit ist die Lücke zwischen der Umfangskante des Verschlusskragens und der Grube 4 abgedichtet.

Beim Vorheizen von Stahlschrott in der Vorrichtung bekannter Ausführung wird der Vorheizkessel 1, der den vorzuheizenden Stahlschrott enthält, auf mehrere Stützen aufgesetzt, die im Boden der Grube 4 angeordnet sind, und gleichzeitig wird der Flansch 3a des am Vorheizbehälter 1 befestigten Verschlusskragens in die Dichtwasserrinne 6 eingeführt. Danach wird die offene Oberseite la des Vorheizbehälters 1 mit der Haube 7 bedeckt und Abgase von hoher Temperatur über die Haube in den Vorheizbehälter 1 geführt. Die Strömung des heissen Abgases durch den Vorheizbehälter 1 ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. Die Abströmung aus dem Vorheizbehälter in die Grube 4 hinein erfolgt über den Spalt zwischen der Bodenwanne 2,2 und dem zylindrischen Abschnitt lb des Behälters 1. Da der Zwischenraum zwischen dem Vorheizbehälter 1 und der Grube 4 durch den Verschlusskragen 4 verschlossen ist, gelangen die in die Grube 4 geführten Abgase nach Erwärmen des Stahlschrottes vollständig in die Ableitung 10 und werden über einen Staubabscheider in den Kamin und damit in die freie Luft abgeführt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es nachteilig, dass beim Abdecken des Oberteiles la des Vorheizbehälters 1 durch die bewegliche Haube 7 sich Spalte ergeben im Kontaktbereich zwischen dem Behälteroberteil 1 a und der Haube 7, durch die Umgebungsluft in den Vorheizbehälter 1 eindringt. Diese Spalte ergeben sich aus der unzureichenden Formgenauigkeit und thermischen Deformationen an der Endfläche des Behälteroberteiles 1 a und an der inneren Umfangsfläche der Haube 7, die in Kontakt mit der Endfläche des Behälteroberteiles 1 a gelangt. Ausserdem können sich Spalte durch ungenaues Aufsetzen der Haube 7 auf den Behälter 1 ergeben.

In den Vorwärmbehälter 1 eindringende Umgebungsluft führt zu einer Temperaturabsenkung des über die Haube 7 in den Behälter 1 eingeblasenen Abgases und damit zu einer unzureichenden Vorheizung des Stahlschrotts. Ausserdem erhöht sich durch die eindringende Umgebungsluft die Menge an Abgas, die über die Ableitung 10 abzuführen ist, so dass das Gebläse für die Absaugung des Abgases und der Staubabscheider unnötig grösser ausgeführt sein müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu finden, bei der das Eindringen von Umgebungsluft in den Vorheizbehälter sicher und mit geringem Aufwand verhindert wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt aufgrund der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Vorheizen von Stahlschrott bekannter Ausführung, und

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer erfin-dungsgemässen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Vorheizung von Stahlschrott.

Die Vorrichtung entsprechend dem Stand der Technik wurde bereits im Vorangehenden anhand der Fig. 1 erläutert.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Fig. 2 hat einen Vorheizbehälter 11 mit einem zylindrischen Abschnitt 1 lb, einem offenen Oberteil 1 la und einer zweiteiligen Bodenwanne 12,12, die durch eine nicht dargestellte Einrichtung geöffnet und geschlossen werden kann. Der Vorheizbehälter 11 ist dafür vorgesehen, den aufzuheizenden Stahlschrott über seinen Oberteil 1 la aufzunehmen und den Stahlschrott durch Einblasen von Abgas hoher Temperatur, z.B. von einem elektrischen Schmelzofen, aufzuheizen. Die Abführung des Stahlschrottes erfolgt durch Öffnen der Bodenwanne 12,12.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 hat weiterhin eine sich nach unten konisch erweiternde Haube 16 für die Abdeckung des

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Oberteiles 11 a des Vorheizbehälters 11. Die Zuführung des heissen Abgases erfolgt über den Einlass 16a an der Oberseite der Haube 16 und von einem Blasrohr 22 her, das an diesen Einlass 60a angeschlossen ist. Die Haube 16 lässt sich von dem Oberteil des Vorheizbehälters 11 entfernen. Der Vorheizbehälter 11 ist in einer Grube 13 angeordnet, die ausreichend gross ist, um ihn in seiner Gesamtheit aufzunehmen. In einer Seiten wand der Grube 13 befindet sich in ihrem unteren Bereich eine Ableitung 21, deren äusseres Ende über ein Gebläse und einen Staubabscheider an einen Kamin angeschlossen ist. Am Boden der Grube 13 befinden sich mehrere Stützen, die den Behälter 11 tragen. In dem die Grube 13 umgebenden Boden befindet sich eine Dichtwasserrinne 17.

Der Raum zwischen dem Rand der Grube 13 und dem Behälter 11 ist durch einen Verschlusskragen 15 verschlossen, der luftdicht mit der unteren Umfangsfläche der Haube 16 verbunden ist. Am äusseren Umfangsrand des Verschlusskragens 15 befindet sich ein nach unten gerichteter Flansch 15a. Dadurch, dass sich der Flansch in die flüssigkeitsgefüllte Dichtwasserrinne 17 hinein erstreckt, ist die Grube 13 nach oben abgedichtet. Zum Verschluss des Spaltes zwischen dem Verschlusskragen und dem in die Grube 13 eingesetzten Vorheizbehälter 11 ist ein Balg 18 vorgesehen, der aus einem hitze beständigen Material, wie z.B. Asbest, besteht. Ein Ende des Balges 18 ist an der Unterseite des Verschlusskragens 15 über ein Befestigungsstück 18a befestigt. Eine ringförmige Metallplatte 19 ist mit dem anderen Ende des Balges 18 über einen Befestigungsring 18b verbunden und kann als Kontaktring am oberen Rand 1 la des Vorheizbehälters 11 dienen. Ein an der Unterseite des Verschlusskragens vorgesehener zylindrischer Teil 20 dient dem Schutz des Balges 18 gegen die Staub enthaltenden heissen Abgase.

Um Stahlschrott durch die erfindungsgemässe Vorrichtung vorzuerhitzen, wird der durch Stahlschrott gefüllte Vorheizbehälter 11 auf die Stützen 14 am Boden der Grube 13 aufgesetzt. Danach wird der Schutzkragen 15, an dem sich die Haube 16 luftdicht anschliesst, über die Grube 13 gesetzt und dabei die nach unten gerichteten Flansche 15a in die Dichtwasserrinne 17 eingeführt. Gleichzeitig wird die ringförmige Metallplatte 19 am unteren Ende des Balges 18, der sich an der Unterseite des Schutzkragens 15 befindet, auf die offene Oberseite 11 a des Vorheizbehälters 11 aufgelegt. Damit ist der Spalt zwischen der äusseren Umfangskante des Verschlusskragens 15 und der Grube 13 flüssigkeitsdicht durch die Dichtwasserrinne 17 abgedichtet. Der Spalt zwischen dem Verschlusskragen 15 und dem Vorheizbehälter 11 ist durch den Balg 18 verschlossen. Um die Grube 13 durch den Verschlusskragen 15 mit der Haube zu bedecken, kann z.B. eine Hebebühne, ein Kran, ein Fahrzeug o. dgl. beweglich quer über der Dichtwasserrinne 17 angeordnet werden, der ver-

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tikal beweglich den Verschlusskragen 15 mit der Haube trägt, um ihn so absenken zu können, dass der nach unten gerichtete Flansch 15a in die Dichtwasserrinne 17 gelangt. Der Verschlusskragen 15 kann dann in dieser Position gehalten werden.

Danach werden heisse Abgase von dem Blasrohr 22 über die Haube 16 in den Vorheizkessel 11 eingeleitet, wobei sie in Richtung der in Fig. 2 eingetragenen Pfeile strömen. Nach dem Vorheizen des Stahlschrottes gelangt das Abgas über den Spalt zwischen der Bodenwanne 12,12 und dem zylindrischen Abschnitt 1 lb des Behälters 11 in die Grube 13. Da die Grube 13 durch den Verschlusskragen 15 und der Spalt zwischen diesem und dem Vorheizbehälter 11 durch den Balg 18 abgedichtet ist, gelangt niemals Umgebungsluft in den Vorheizkessel 11, und das über die Haube 16 zugeführte heisse Abgas gelangt niemals in die Grube 13, ohne den Vorheizbehälter 11 passiert zu haben.

Nachdem die Abgase nach Aufheizen des Stahlschrottes in die Grube 13 gelangt sind, werden sie von dort aus über eine Leitung 21 abgeführt, die im unteren Bereich der Seitenwand der Grube beginnt. Da die Grube 13 durch den Verschlusskragen 15 abgedichtet ist, kann keine Umgebungsluft in die Grube gelangen.

Nach Abschluss der Vorheizung wird der Schutzkragen 15, der die Grube 13 verschliesst, entfernt, z.B. durch Anheben durch Verwendung einer Krananlage und anschliessendes Fortbewegen. Der Vorheizbehälter 11 wird danach durch einen Kran aus der Grube 13 herausgehoben und zum Kopf eines elektrischen Ofens bewegt. Von dort wird der vorgeheizte Stahlschrott durch Öffnen der Bodenwanne 12,12 des Vorheizbehälters 11 in den elektrischen Ofen eingeführt.

Bei dem anhand der Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Grube 13 im Untergrund vorgesehen. Es versteht sich, dass die Grube auch durch eine zylindrische Kammer ersetzt werden kann, die geeignet ist, den Vorheizbehälter 11 aufzunehmen.

Die relative Höhe des den Vorheizbehälter 11 umschlies-senden Raumes zur Erdoberfläche kann somit verschieden gewählt werden.

Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ist es möglich, beim Einleiten von heissen Abgasen aus einem metallurgischen Ofen in einen Vorheizbehälter für Stahlschrott einen Zutritt von Umgebungsluft zu dem Vorheizbehälter zu verhindern und somit den Stahlschrott mit gutem Wirkungsgrad zu erhitzen. Da sich die Abgasmenge nach Passieren des Vorheizbehälters nicht durch den Zutritt von Umgebungsluft erhöhen kann, kann eine unnötig grosse Dimensionierung der Einrichtungen zur Ableitung des Abgases, wie z.B. das Gebläse und der Gasabscheider, vermieden werden.

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1 Blatt Zeichnungen