-
Vorrichtung zum Oberwindfrischen Das Frischen von Roheisen zu Stahl
durch Aufblasen von Sauerstoff oder Luft oder von anderen beliebigen Frischgasen
kann als neues, durch keine alten Erfahrungen vorweggenommenes Verfahren gelten.
-
Demnach kann für die technische Ausbildung der Frischapparate, insbesondere
für größere Schmelzeinheiten als etwa 10 t, noch auf kein Vorbild zurückgegriffen
werden.
-
Beim Oberwindfrischen von Roheisen mit Schmelzengewichten, die von
etwa 5 t bis zu 25 t verändert wurden, werden erfindungsgemäß feste Regeln für den
Aufbau geeigneter Frischapparate aufgestellt.
-
Der grundsätzliche Aufbau sieht ein kippbares, grundsätzlich rundes
Herdgefäß 1 vor und, getrennt davon, das Ofengewölbe 2, das vom Ofen abgehoben und
ausgeschwenkt werden kann. Das Gewölbe selbst besitzt einen zentralen Abgasstutzen
3, durch den gleichzeitig während des Frischens Zuschläge beliebiger Art zugesetzt
werden können, ferner, konzentrisch um den Abgasstutzen angeordnet, zweckmäßig wassergekühlte
Öffnungen 4 zum Einführen der wassergekühlten Blasrohre 5.
-
Diese Blasrohre sind zweckmäßig mit der Tragkonstruktion des Ofengewölbes
so verbunden, daß sie mit dem Gewölbe des Ofens zusammen zum und vom Ofen bewegt
werden können, jedoch für sich frei heb-und senkbar angeordnet sind. Wesentliche
Merkmale für die Konstruktion solcher Frischöfen liegen jedoch in den Abmessungen,
die in Beziehung zum Schmelzengewicht stehen müssen.
-
Einmal muß die Anzahl der Blasformen dem Schmelzengewicht angepaßt
werden. Dabei muß aber auch die Badoberfläche mit dem Schmelzengewicht in ganz bestimmter
Beziehung wachsen, denn der Frischvorgang erfordert eine bestimmte Oberfläche.
-
Ferner war der richtige Teilkreisdurchmesser der in Blasstellung stehenden
Blasformmündungen zur lichten Weite des Ofens in der Zone der Badoberfläche zu ermitteln.
Schließlich mußte ein zum Einsatzgewicht ausreichender Innenraum des Herdgefäßes
gewährleistet werden.
-
Es sind zur Erzielung günstiger Verhältnisse einfache Meßzahlen für
diese konstruktiven Größen zu beachten, die nur mit dem Schmelzengewicht gekoppelt
sind.
-
Der Teilkreisdurchmesser der in Blasstellung stehenden Blasformmündungen
zur lichten Weite des Gefäßes in der Höhe der Badoberfläche soll, unabhängig vom
Schmelzengewicht, eine Verhältniszahl von 0,4 bis 0,6 erfüllen.
-
Die Oberfläche des Metallbades in m 2 soll einer Funktion des Badgewichtes
g folgen, die, bei gleichzeitigem Anwachsen der Badhöhe, der Formel 2/3 - g2'3 entspricht.
Stärkere Abweichungen von mehr als 20 °;'o nach oben wie nach unten führen zu merkbar
ungünstigeren Voraus-Setzungen für die Badbewegung, zu ungleichmäßigem Frischablauf
und unzureichender Reaktion zwischen Metall und Schlacke.
-
Bei einer solchen Abstimmung der Badoberfläche soll die Anzahl der
Blasformen proportional dem Wurzelwert des Badgewichtes g, multipliziert mit 2/3,
wachsen. Für 9 t Einsatzgewicht würden sich genau zwei Blasformen und für 20 t Einsatzgewicht
drei Blasformen errechnen. Das bedeutet, daß man bis zu 5 t etwa mit einer Blasform,
bis zu 14 t Einsatz mit zwei Blasformen und bis zu einem Einsatz von 27,5 t mit
drei Blasformen arbeiten sollte usw.
-
Wählt man eine größere Zahl an Blasformen, so wachsen die Kühlverluste
unzulässig an, wählt man eine kleinere Anzahl, so wird die verfügbare Oberfläche
des Bades nur unzureichend ausgenutzt, und die Reaktionen zwischen Metall und Schlacke
verlaufen unvollständig.
-
Schließlich hat es sich als notwendig erwiesen, den Inhalt des Herdes
nicht zu klein zu bemessen. Das gesamte Herdvolumen v soll an m3 wenigstens die
Hälfte des metallischen Einsatzes in t betragen, d. h. für 10 t Einsatz wenigstens
= 5 m3 fassen können.
-
Bei zwei Blasformen
ist das Gefäß zweckmäßig oval zu bauen, mit der langen Achse durch die Blasformen.
Die Blasformen können senkrecht oder leicht geneigt in Richtung der Mittelachse
des Gefäßes eingefühlt
werden. Das Herdgefäß kann einen Abstich
wie normale Elektroöfen ausgebildet erhalten oder einen als Ausguß ausgebildeten
Überlauf, der gestattet, die Charge durch Kippen auszugießen.
-
Alle diese Voraussetzungen müssen erfüllt sein, wenn ein rascher Reaktionsablauf
bei guter Blaseigenschaft sowie bei rascher Reaktion zwischen Metall und Schlacke
über die ganze Badoberfläche gewährleistet werden soll.
-
Die Vorrichtung zum Oberwindfrischen ist demnach gekennzeichnet durch
einen runden Herd 1, davon getrennt das Ofengewölbe 2 mit zentralem Abgasstutzen
3 und im Gewölbe konzentrisch angeordnete Öffnungen 4 für Blasrohre 5, die, mit
der Deckenkonstruktion verbunden, für sich heb- und senkbar angeordnet sind. Dabei
wächst die Größe der Badoberfläche in mm2, die Anzahl der Blasrohre und der Mindestherdinhalt
des Gefäßes in cm3 mit dem Badgewicht in t in ganz bestimmten Funktionen. Dadurch
sind diese Größen auch untereinander derart gekoppelt, so daß die Badoberfläche
dividiert durch die Anzahl der Blasrohre etwa gleich sein soll der sechsten Wurzel
des Badge«ichtes und daß der Mindestherdinhalt sich zur Badoberfläche etwa so verhalten
soll wie drei Viertel der dritten Wurzel des Badgewichtes und wobei ferner der Teilkreisdurchmesser,
der durch die in Blasstellung stehenden Blasrohrspitzen geführt ist, zur lichten
Weite des Ofenherdes in Höhe des Badspiegels sich wie 0,4: 1 bis 0,6: 1 verhält.
Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, so steigt die Blasezeit, damit wächst der
Wärmeverlust. Die Auswurfneigung wird ebenfalls größer, je schlechter Roheisen und
Schlacke miteinander zur Reaktion gelangen und j e kleiner das gewählte Raummaß
ist. Schließlich wachsen die Verschlackungsverluste des Eisens.