DE102005026627A1

DE102005026627A1 - Schmelz- oder Reduktionsofen, insbesondere Elektrolichtbogenofen, der offen, halboffen oder geschlossen ausgeführt ist

Info

Publication number: DE102005026627A1
Application number: DE102005026627A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Kummer; Horst-Dieter Borgwardt
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14
Also published as: CN101194138B; EP1888989A1; BRPI0612055A2; NO339913B1; EP1888989B1; US20090230600A1; NO20076092L; US8262985B2; CN101194138A; WO2006131384A1; ZA200709790B

Abstract

Einem Schmelz- oder Reduktionsofen (2) wird das Beschickungsgut (9) mittels Beschickungsrohren (17) zugeführt. Das Beschickungsrohr (17) weist jeweils ein Beschickungsrohr-Mundstück (18) auf, das ungekühlt ist und das aus einem ungekühlten, verschleißfesten Führungsinnenrohr (19) und aus einem ungekühlten konzentrischen, hitzebeständigen Außenschutzrohr (20) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelz- oder Reduktionsofen, insbesondere einen Elektrolichtbogenofen, der offen, halboffen oder geschlossen ausgeführt ist, dem das Beschickungsgut in fester Form mittels Beschickungsrohren zugeführt wird, die ggfs. durch eine Abgashaube oder einen als Ofendeckel ausgebildeten Oberofen bis in den Ofenraum geführt sind.
Derzeit werden Beschickungsrohre eingesetzt, die aus zwei Rohren mit entsprechenden großen Durchmessern und dazwischen liegenden schraubenlinienförmigen Kühlrohren bestehen. Alleine die fertigungstechnisch aufwendige Herstellung solcher Schraubenlinien-Rohre ist wenig wirtschaftlich. Wesentlich bedeutender ist die Erfahrung, dass die Kühlrohre undicht werden und das Kühlwasser in den Ofen gelangen kann. Solche Undichtigkeiten werden durch den scharfkantigen Möller verursacht, wobei hoher Verschleiß entsteht und die Wasserleckagen unvermeidlich sind. Beim Eindringen von Wasser in den Ofenraum entsteht Explosionsgefahr.

Aus der DE 32 15 119 A1 ist bekannt, in Fällen, in denen die Beschickungsrohre der extremen Ofenhitze ausgesetzt sind, die Kühlprobleme zu vermindern und ein Beschickungsrohr von längerer Lebensdauer und größerer Betriebssicherheit zu schaffen. Dazu ist es bekannt, ein Beschickungsrohr vertikal in den Ofenraum abzusenken und nach dem Beschickungsvorgang wieder hochzuziehen. Das Beschickungsrohr besteht aus zwei teleskopartigen Rohrteilen. Das Einfüllen der Charge erfolgt in hochgezogener Stellung, bei der auch die untere Auslauföffnung verschlossen wird. Abgesenkt wird nur zur Beschickung selbst. Die Absenkung erfolgt sehr schnell, um dem Beschickungsgut eine erhöhte Fallbeschleunigung zu erteilen. Auf diese Weise befindet sich das Beschickungsrohr die längste Zeit in einer geschützten Stellung, in der es nicht der unmittelbaren Ofenhitze ausgesetzt ist. Diese Gestaltung erfordert einen großen Aufwand an Investitionskosten, an Material, Steuerung und Elektrik, die über dem heißen Ofen in Bereichen anzuordnen sind, die wiederum eine Kühlung verlangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Eindringen von Wasser in den Ofenbereich zu vermeiden, wenn möglich, gänzlich auszuschließen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Beschickungsrohr jeweils ein Beschickungsrohr-Mundstück aufweist, das ungekühlt ist und das aus einem ungekühlten, verschleißfesten Führungsinnenrohr und aus einem ungekühlten konzentrischen, hitzebeständigen Außenschutzrohr gebildet ist. Dadurch ist unmöglich, dass eine Situation mit der Gefahr einer Explosion durch Eindringen von Kühlwasser in den Ofenraum entsteht. Außerdem wird an Schweißarbeit durch die bisherigen und jetzt entfallenden schraubenlinienförmigen Kühlrohre gespart. Die Standzeit solcher Beschickungsrohre hat sich als ausreichend und wirtschaftlich erwiesen.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Werkstoff für das verschleissfeste Führungsinnenrohr aus Manganhartstahl oder einer Manganlegierung zur Vermeidung der Erhitzung durch Induktionsströme besteht.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff für das hitzebeständige Außenschutzrohr aus hochwarmfestem Chromnickelstahl besteht.

Eine weitere Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass das verschleißfeste Führungsinnenrohr bei ca. 500–600 mm Außendurchmesser mit einem Luftspalt in das hitzebeständige Außenschutzrohr bei ca. 560–660 mm Außendurchmesser eingeschoben ist.

Dieser Luftspalt beträgt mindestens 10 mm und bildet eine weitere Wärme-Isolation von außen nach innen, wodurch die Standzeit weiter erhöht wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend näher beschrieben wird.
Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch den größten Teil einer Elektrolichtbogen-Ofenanlage und
2 einen axialen Längsschnitt durch das Mundstück für das Beschickungsrohr.
In einem Hallengerüst 1 (1) ist ein Reduktionsofen 2, wie bspw. ein Elektrolichtbogenofen 2a angeordnet. Der Reduktionsofen 2 besteht aus einem Unterofen 3, dem eigentlichen Schmelzteil, und einem Oberofen 4. Der Reduktionsofen 2 kann in verschiedenen Bauarten offen, halboffen oder geschlossen ausgeführt sein. Im Zentrum sind Elektroden 5 angeordnet, die heb- und senkbar zum Schmelzgut (bspw. Schrott) beabstandet einstellbar sind. Die Energiezuführung erfolgt über Transformatoren 6, die seitlich im Hallengerüst 1 vorgesehen sind. Um die Elektroden 5 sind Beschickungsbehälter 7, 8 usw. angeordnet, die mit Beschi ckungsgut 9 (bspw. Möller) über einen Hallenkran 10 und einen Beschickungskorb 11 befüllt werden. Aus dem Oberofen 4 werden Abgase des Prozesses in eine Energierückgewinnungsanlage (nicht gezeigt) nach Entstauben und Trennung in verschiedene Abgasleitungen 12 und 13 geführt.
Das über den Hallenkran 10 beförderte Beschickungsgut 9 wird in die Beschickungsbehälter 7 und 8, von denen mehrere über den Ofenquerschnitt verteilt sind, abgelassen. Das Beschickungsgut 9 gelangt nach Öffnen eines Ventils 16 auf dem Beschickungsweg 14 jeweils in ein Beschickungsrohr 17, das nur mit seinem Mundstück 18 im Heißbereich des Ofens, dem Ofenraum 15, arbeitet.
Im Ausführungsbeispiel (2) besteht das Beschickungsrohr-Mundstück 18 aus zwei ineinander geschobenen Rohren, einem Führungsinnenrohr 19 und einem Außenschutzrohr 20.
Das Führungsinnenrohr 19 ist aus verschleißfestem Werkstoff (wie bspw. aus Manganhartstahl oder einer Manganlegierung zur Vermeidung der Erhitzung durch Induktionsströme) und das Außenschutzrohr 20 aus hitzebeständigem Werkstoff (wie bspw. aus hochwarmfestem Chromnickelstahl) hergestellt. Es können verschiedene Herstellverfahren für das Führungsinnenrohr 19 und das Außenschutzrohr 20 angewendet werden. Die Rohre liegen im Durchmesserbereich von ca. 540 mm Außendurchmesser 22 für das verschleißfeste Führungsinnenrohr 19 und ca. 576 mm Außendurchmesser 21 für das hitzebeständige Außenschutzrohr 20. Das Führungsinnenrohr 19 und das Außenschutzrohr 20 sind durch einen Flanschring 23 (und über die Länge verteilte Zwischenlagen) zu einem einheitlichen Mundstück 18 zusammengehalten.

1: Hallengerüst
2: Schmelz- oder Reduktionsofen
2a: Elektrolichtbogenofen
3: Unterofen
4: Oberofen
5: Elektroden
6: Transformatoren
7: Beschickungsbehälter
8: Beschickungsbehälter
9: Beschickungsgut
10: Hallenkran
11: Beschickungskorb
12: Abgasleitung
13: Abgaszweigleitung
14: Beschickungsgut
15: Ofenraum
16: Ventil
17: Beschickungsrohr
18: Beschickungsrohr-Mundstück
19: Führungsinnenrohr
20: Außenschutzrohr
21: Außendurchmesser d. Außenschutzrohrs 20
22: Außendurchmesser des Führungsinnenrohrs 19
23: Flanschring mit Zwischenlagen

Claims

Schmelz- oder Reduktionsofen (2), insbesondere Elektrolichtbogenofen (2a), der offen, halboffen oder geschlossen ausgeführt ist und dem das Beschickungsgut (9) in fester Form mittels Beschickungsrohren (17) zugeführt wird, die ggfs. durch eine Abgashaube oder einen als Ofendeckel ausgebildeten Oberofen (4) bis in den Ofenraum (15) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschickungsrohr (17) jeweils ein Beschickungsrohr-Mundstück (18) aufweist, das ungekühlt ist und das aus einem ungekühlten, verschleißfesten Führungsinnenrohr (19) und aus einem ungekühlten konzentrischen, hitzebeständigen Außenschutzrohr (20) gebildet ist.
Schmelz- oder Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für das verschleißfeste Führungsinnenrohr (19) aus Manganhartstahl oder einer Manganlegierung zur Vermeidung der Erhitzung durch Induktionsströme besteht.
Schmelz- oder Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für das hitzebeständige Außenschutzrohr (20) aus hochwarmfestem Chromnickelstahl besteht.
Schmelz- oder Reduktionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verschleißfeste Führungsinnenrohr (19) bei ca. 500–600 mm Außendurchmesser (22) mit einem Luftspalt in das hitzebeständige Außenschutzrohr (20) bei ca. 560–660 mm Außendurchmesser (21) eingeschoben ist.
Schmelz- oder Reduktionsofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt mit mindestens 10 mm ausgeführt ist.