DE102011015211A1 - Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofensystems und Elektrolichtbogenofensystem - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofensystems und Elektrolichtbogenofensystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofensystems, das einen Elektrolichtbogenofen und eine an diesen angeschlossene, beim Betrieb des Elektrolichtbogenofensystems Gas aus dem Elektrolichtbogenofen absaugende Absauganlage umfasst sowie ein Elektrolichtbogenofensystem mit einem einen Absaugstutzen umfassenden Elektrolichtbogenofen und mit einer am Absaugstutzen anschließbaren Absauganlage mit einem Abgasleitungssystem. Eine ein- und ausschaltbare Fördervorrichtung fördert nach ihrem Einschalten einen Teilstrom des abgesaugten Gases in den Elektrolichtbogenofen. Das Elektrolichtbogenofensystem umfasst eine Abgasrückführung. Die Abgasrückführung weist eine vom Abgasleitungssystem oder vom Absaugstutzen abzweigendes Gasführungsleitungssystem mit einer Fördervorrichtung auf. Das Gasführungsleitungssystem ist strömungstechnisch an den Elektrolichtbogenofen anschließbar. Mit der vorliegenden Erfindung wird die zum Schmelzen erforderliche Energie während des gesamten Schmelzprozesses reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofensystems, das einen Elektrolichtbogenofen und eine an diesen angeschlossene, beim Betrieb des Elektrolichtbogenofensystems Gas aus dem Elektrolichtbogenofen absaugende Absauganlage umfasst sowie ein Elektrolichtbogenofensystem mit einem einen Absaugstutzen umfassenden Elektrolichtbogenofen und mit einer am Absaugstutzen anschließbaren Absauganlage mit einem Abgasleitungssystem.
  • Aus der EP 2 107 327 A2 ist ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung bekannt. Um die zum Schmelzen erforderliche Energie zu reduzieren, wird das Gas quer über den Schrott geführt und seitlich durch die Ofenwand abgesaugt. Eine Energiereduzierung kann hiermit nur in der Einschmelzphase erzielt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die zum Schmelzen erforderliche Energie während des gesamten Schmelzprozesses zu reduzieren.
  • Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu fördert eine ein- und ausschaltbare Fördervorrichtung nach ihrem Einschalten einen Teilstrom des abgesaugten Gases in den Elektrolichtbogenofen. Das Elektrolichtbogenofensystem umfasst eine Abgasrückführung. Die Abgasrückführung weist eine vom Abgasleitungssystem oder vom Absaugstutzen abzweigendes Gasführungsleitungssystem mit einer Fördervorrichtung auf. Das Gasführungsleitungssystem ist strömungstechnisch an den Elektrolichtbogenofen anschließbar.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
  • 1: Isometrische Ansicht eines Elektrolichtbogenofensystems;
  • 2: Längsschnitt von 1;
  • 3: Querschnitt des Elektrolichtbogenofensystems;
  • 4: Schnittstelle der Ofenabsaugung;
  • 5: Absauganlage mit Gasführungsleitung;
  • 6: Heißgasmanipulator;
  • 7: Isometrische Ansicht eines Elektrolichtbogenofensystem mit in den Deckel mündender Gasführungsleitung;
  • 8: Detail der Gasführungsleitung;
  • 9: Elektrolichtbogenofensystem mit in das Ofengefäß mündender Gasführungsleitung;
  • 10: Detail des Anschlusses am Obergefäß;
  • 11: Schnitt durch den Anschluss am Obergefäß;
  • 12: Elektolichtbogenofensystem mit Wärmetauscher und Strahlpumpe;
  • 13: Isometrische Teilschnittansicht von 11;
  • 14: Draufsicht auf eine Reaktionskammer mit Hubvorrichtung;
  • 15: Querschnitt von 13;
  • 16: Elektrolichtbogenofensystem mit wiegegestützter Gasführungsleitung.
  • Die 1 zeigt eine isometrische Ansicht eines Elektrolichtbogenofensystems (10). Das Elektrolichtbogenofensystem (10) wird eingesetzt, um aus Einsatzmaterial, z. B. Stahlschrott, flüssiges Roheisen, direkt reduziertes Eisen etc., Flüssigstahl zu erzeugen. Hierzu umfasst das Elektrolichtbogenofensystem (10) einen Elektrolichtbogenofen (30) und eine Absauganlage (110). In der 2 ist ein Längsschnitt und in der 3 ein Querschnitt dieses Elektrolichtbogenofensystems (10) dargestellt.
  • Der Gleichstrom- oder Drehstrom-Elektrolichtbogenofen (30) umfasst ein in einem Tragrahmen (31), einer sogenannten Wiege (31), gehaltenes Gefäß (41) mit einem Deckel (71). Das Anheben und Absenken des Deckels (71) erfolgt mittels eines Deckelhubwerks (72). Die Wiege (31) trägt weiterhin ein Schwenkwerk (61), an dem sowohl das Deckelhubwerk (72) als auch ein Elektrodenhubwerk (81) angeordnet sind. Das Elektrodenhubwerk (81) umfasst im Ausführungsbeispiel drei Elektrodenhubsäulen (8284), die jeweils einen Elektrodentragarm (8587) mit einer Elektrode (9193) halten. Die Elektroden (9193) ragen beim Betrieb des Elektrolichtbogenofens (30) durch ein zentrales Deckelherz (73) des Deckels (71) hindurch in das Gefäß (41). Sie können mittels des Elektrodenhubwerks (81) so weit angehoben werden, dass sie z. B. oberhalb des Deckels (71) stehen.
  • Die wassergekühlten Elektrodentragarme (8587) sind mittels elektrischer Hochstromkabel (88) und Wasserleitungen (89) mit einer feststehenden Trafohauswand (12) verbunden. An der Trafohauswand (12) ist beispielsweise eine Spule (13) zur Anpassung der Impendanz der drei Elektrodentragarme (8587) angeordnet. Auch andere elektrische Bauteile zur Kompensation sind denkbar. Der Transformator (14) und gegebenenfalls ein Kondensator zur Verminderung von Netzrückwirkungen sind im Trafohaus (11) angeordnet. Unterhalb des Transformators (14) kann die Ofenwarte angeordnet sein.
  • Auf der dem Trafohaus (11) abgewandten Seite hat der Deckel (71) einen Absaugstutzen (74). An diesen grenzt eine Absauganlage (110) an. Beim Betrieb des Elektrolichtbogenofensystems (10) kann diese Schnittstelle so ausgebildet sein, dass das Gas aus dem Offeninnenraum (35) nicht unkontrolliert entweicht.
  • Die Absauganlage (110) umfasst eine hier nicht dargestellte Absaugvorrichtung, die über ein Absaugleitungssystem (111) Gas aus dem Elektrolichtbogenofen (30) absaugt. Die Absaugvorrichtung, die z. B. Verdichter aufweist, ist beispielsweise zwischen einer Abgasfilteranlage und einem Schornstein angeordnet.
  • Das Abgasleitungssystem (111) zwischen dem Absaugstutzen (74) und der Abgasfilteranlage umfasst eine Deckelanschlussleitung (112), eine Reaktionskammer (131) und eine Abkühlleitung (141). Diese einzelnen Abschnitte weisen beispielsweise unterschiedliche Querschnitte auf.
  • Der als Rohr-an-Rohr Konstruktion ausgebildete, wassergekühlte Deckelabsaugstutzen (74) hat im Ausführungsbeispiel über seine Länge einen konstanten, z. B. ovalen Innenquerschnitt. Der Eintrittsquerschnitt (75), vgl. 3, ist im wassergekühlten Bereich des Deckels (71) angeordnet. Der Austrittsquerschnitt (76) ist normal zur Oberseite (32) der Wiege (31) und parallel zur Ofenlängsrichtung (26) angeordnet. Im Ausführungsbeispiel schließt die Ebene des Eintrtittsquerschnitts (75) mit der Ebene des Austrittsquerschnitts (76) einen Winkel von 73 Grad ein. An seiner Ausgangsseite trägt der Deckelabsaugstutzen (74) ein wassergekühltes Stutzenschild (77), vgl. die 3 und 4.
  • Die Ebene des Eintrittsquerschnitts (113) der Deckelanschlußleitung (112) ist parallel zur Ebene des Austrittsquerschnitts (76) des Deckelabsaugstutzens (74). Die beispielsweise oval ausgebildete Innenquerschnittsfläche der Deckelanschlußleitung (112) ist im Ausführungsbeispiel doppelt so groß wie die Innenquerschnittsfläche des Deckelabsaugstutzens (74). Die Deckelanschlußleitung (112) ist in der Darstellung der 3 aus vier Leitungssegmenten (114117) zusammengesetzt. Beispielsweise sind alle diese Leitungssegmente (114117) wassergegühlt. Sie können hydraulisch parallel zueinander oder in Reihe geschaltet sein. Auch der Einsatz einer ungekühlten Deckelanschlußleitung (112) ist denkbar. Letztere kann z. B. hitze- und verschleißbeständig ausgemauert sein.
  • Am Eintrittsquerschnitt (113) der Deckelanschlußleitung (112) ist beispielsweise eine Schiebemuffe (118) angeordnet, vgl. 4. Diese umfasst ein wassergekühltes Ringelement (119), das mittels zweier doppeltwirkender Zylinder-Kolben-Einheiten (121) linear verschiebbar ist. Die Hubrichtung der Schiebemuffe (118) ist normal zur Ebene des Eintrittsquerschnitts (113) der Deckelanschlussleitung (112) angeordnet. In der zurückgefahrenen Ausgangsstellung ist die Vorderkante der Schiebemuffe (118) beispielsweise bündig mit der Eintrittsebene. In der ausgefahrenen Betriebsstellung kann das Ringelement (119) am Stutzenschild (77) anliegen. Die Zylinder-Kolben-Einheiten (121) können pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein.
  • Die Deckelanschlussleitung (112) mündet in die Reaktionskammer (131). Die Reaktionskammer (131) ist im Ausführungsbeispiel quaderförmig aufgebaut. Sie hat einen Blechmantel (132), dessen Innenflächen mit einem hitze- und verschleißbeständigen Material ausgemauert sind. Im Innenraum (133) können Leitwände zur Gasstromlenkung angeordnet sein. Das Innenvolumen der Reaktionskammer (131) entspricht beispielsweise dem Innenvolumen von 170 Meter Leitungslänge der Deckelanschlußleitung (112). Dieser Wert kann zwischen 120 Metern und 200 Metern liegen.
  • In der Darstellung der 1, 3 und 5 hat die Reaktionskammer (131) an ihrer Decke (134) drei Anschlüsse (135137). Im Zulaufstutzen (135) ist die Deckelanschlußleitung (112) angeordnet. Die z. B. wassergekühlte Abkühlleitung (141) ist im Absaugstutzen (136) befestigt. Sowohl der Absaugstutzen (136) als auch die Abkühlleitung (141) haben im Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Querschnitt. Der Zulaufstutzen (135) und der Absaugstutzen (136) sind an den voneinander entfernten Deckelseiten angeordnet. Die Innenquerschnittsfläche der Abkühlleitung (141) ist in der Darstellung der 1, 3 und 5 um 22% größer als die Innenquerschnittsfläche der Deckelanschlußleitung (112). Die Innenquerschnittsfläche der Abkühlleitung (141) am Anschluss an die Reaktionskammer (131) kann zwischen 10% und 50% größer sein als die minimale Innenquerschnittsfläche der Deckelanschlußleitung (112). Auch eine andere Anordnung der Anschlüsse (135, 136) ist denkbar.
  • Der dritte Deckenstutzen (137) ist im Ausführungsbeispiel neben dem Absaugstutzen (136) angeordnet. Die Mittellinien des Absaug- (136) und des dritten Deckenstutzens (137) haben beispielsweise von der Mittellinie des Zulaufstutzens (135) den gleichen Abstand. Am dritten Deckenstutzen (137) ist eine Gasführungsleitung (151) angeschlossen. Die Innenquerschnittsfläche dieser Gasführungsleitung (151) im Bereich des Anschlussstutzens (137) beträgt z. B. 14% der Innenquerschnittsfläche der Abkühlleitung (141). Die Gasführungsleitung (151) kann am Anschlußstutzen (137) eine Innenquerschnittsfläche haben, die zwischen 10% bis 20% der Innenquerschnittsfläche der Abkühlleitung (141) beträgt.
  • Die Gasführungsleitung (151) hat im Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 sechs Abschnitte (152157). Der erste rohrförmige Abschnitt (152) verbindet die Reaktionskammer (131) mit einem Trichter (153). Dieser erste Abschnitt (152) besteht aus einzelnen, miteinander verbundenen ungekühlten Rohrleitungsstücken (158) und -bögen (159). Die Rohrsegmente (158, 159) sind beispielsweise aus einem hitzebeständigen Stahl, z. B. X15CrNiSi20-12 mit der Werkstoffnummer 1.4828 hergestellt. Gegebenenfalls können die Rohrsegmente (158, 159) auch wassergekühlt ausgeführt sein. Auch eine Sprühkühlung der Rohrsegmente (158, 159) ist denkbar. Werden die gekühlten oder ungekühlten Rohrsegmente (158, 159) mit einer Ausmauerung ausgeführt, können die Rohrsegmente (158, 159) vor der Aumauerung in Längsrichtung geteilt sein.
  • Der Trichter (153) bildet in der Darstellung der 1 und 5 den zweiten Abschnitt (153) der Gasführungsleitung (151). Er umfasst beispielsweise ein Trichterelement, das in einen Trichterbehälter mündet. Hiermit kann – ähnlich der Funktion eines Rückschlagventils – ein Gasstrom in Gegenrichtung erschwert oder – bei Einsatz einer Rückschlagklappe – blockiert werden.
  • Vom Trichter (153) aus führt eine Verbindungsleitung (154) zu einem Heißgasventilator (155). Die Innenabmessungen der z. B. geraden Verbindungsleitung (154) entsprechen den entsprechenden Abmessungen des ersten Abschnitts (152). Auch können der Werkstoff und der Aufbau dieses dritten Abschnitts (154) dem Aufbau des ersten Abschnitts (152) entsprechen.
  • Der Heißgasventilator (155) saugt Gas aus der Reaktionskammer (131) an. Der Ausgangsdruck des Heißgasventilators (155) ist beispielsweise geringfügig höher als der Innendruck im Ofeninnenraum (35). Diese Fördervorrichtung (155) hat z. B. eine Anschlußleistung von 500 Kilowatt und erzeugt einen statischen Überdruck von 16500 Newton pro Quadratmeter. Der Heißgasventilator (155) ist im Ausführungsbeispiel für Gase bis zu einer Temperatur von 950 Grad Celsius einsetzbar. Diese Fördervorrichtung (155) ist ein- und ausschaltbar.
  • Die starre Ausgangsleitung (156) des Heißgasventilators (155) durchdringt die Ofenbühne (15) und endet an der Oberseite (16) der Ofenbühne (15) in einem Befestigungsflansch (161). Die Innenabmessungen, der Aufbau und der Werkstoff der Ausgangsleitung (156) entsprechen den entsprechenden Daten der Verbindungsleitung (154). Auch die Ausgangsleitung (156) ist beispielsweise eine ungekühlte Leitung.
  • Der Befestigungsflansch (161) trägt einen Rollendrehkranz (162), auf dem ein Heißgasmanipulator (157) um eine normal zur Ofenbühne (15) orientierte Achse schwenkbar angeordnet ist, vgl. 6. Beispielsweise ist der Heißgasmanipulator (157) in einem ersten Schwenkgelenk (169) um einen Schwenkwinkel von 110 Grad aus der in den 1, 2 und 5 dargestellten Betriebsposition in eine Bereitschaftsposition schwenkbar. Um den Heißgasmanipulator (157) zu schwenken, hat beispielsweise der feststehende Außenring (163) des z. B. dreireihigen Rollendrehkranzes (162) eine Außenverzahnung. Am schwenkenden Teil des Heißgasmanipulators (157) ist dann ein hydraulischer oder pneumatischer Motor (164) angeordnet, dessen Abtriebsritzel (165) mit der Außenverzahnung kämmt. Der Motor (164) und der beispielsweise graphitgeschmierte Rollendrehkranz (162) sind gegen Hitzestrahlung z. B. mittels eines hier nicht dargestellten Schutzschildes geschützt. Ist der maximale Schwenkwinkel kleiner als z. B. 100 Grad, kann die Schwenkvorrichtung statt eines hydraulischen Motors (164) einen Schwenkzylinder umfassen. Die Schwenkendlagen können mittels Nährings- oder Endschaltern überwacht werden. Auch ein absolutes Winkelmeßsystem ist denkbar.
  • Der Heißgasmanipulator (157) hat eine zweite Schwenkachse, die im Ausführungsbeispiel parallel zur Ofenbühne (15) liegt. Das Heißgasrohr (166), dessen Innenquerschnitt dem Innenquerschnitt der Verbindungsleitung (154) entspricht, hat einen vertikal ausgerichteten Anlageflansch. An diesem ist ein weiterer Rollendrehkranz (173) angeordnet. Der Rollendrehkranz (173) trägt ein Düsenstück (168). Das sich in Strömungsrichtung (201) verjüngende Düsenstück (168) ist beispielsweise um einen Schwenkwinkel von 180 Grad schwenkbar. Auch dieser Schwenkantrieb umfasst einen hydraulischen Motor (171), dessen Ritzel (172) mit einer Außenverzahnung des Rollendrehkranzes (173) kämmt. Es ist auch denkbar, den Schwenkantrieb mit einem Schwenkzylinder auszuführen. Der Heißgasmanipulator (157) kann ohne das zweite Schwenkgelenk (174) ausgeführt sein. Die Austrittsquerschnittsfläche (175) des Düsenstücks (168) beträgt beispielsweise 45% der Innenquerschnittsfläche des Heißgasrohrs (166).
  • In der Darstellung der 13 und 5 ist das Düsenstück (168) in Richtung der Schlackentüröffnung (42) des Obergefäßes (43) gerichtet. Die hier nicht dargestellte Schlackentür ist angehoben.
  • Um das Elektrolichtbogensystem (10) zu betreiben, wird zunächst das Einsatzmaterial, z. B. Stahlschrott, chargiert. Hierzu wird der Deckel (71) in das Schwenkwerk (61) eingehängt. Nach dem Anheben des Deckels (71) und der Elektrodenhubsäulen (8284) werden diese z. B. in Richtung der Abstichseite (21) geschwenkt, bis das Gefäß (41) freiliegt.
  • Der Heißgasmanipulator (157) ist in eine vom Ofengefäß (41) abgewandte Bereitschaftsstellung geschwenkt. Beispielsweise ist das Düsenstück (168) verschlossen. Die Schlackentür ist geschlossen.
  • Nach dem Einschalten der Absauganlage (110) – zeitlich schon vor dem Beginn des Chargierens und des Einschmelzprozesses – wird Gas abgesaugt. Dieser Massenvolumenstrom beträgt zunächst zwischen 10 und 20% des Nenn-Massenvolumenstroms. Das Gas wird durch die Reaktionskammer (131) und die Abkühlleitung (141) hindurch in der Strömungsrichtung (203) zur Filteranlage gefördert.
  • Als Nächstes wird das Einsatzmaterial mittels eines an einem Hallenkran hängenden Schrottkorbs z. B. von der Absaugseite (22) an den Elektrolichtbogenofen (30) gefördert und in das geöffnete Ofengefäß (41) entleert. Nach dem Chargieren liegt der Schrott, dessen Dichte etwa ein Zehntel der Dichte von Flüssigstahl beträgt, sowohl im Bereich des ausgemauerten Untergefäßes (44) als auch im Bereich des z. B. mit wassergekühlten Wandelementen (45) ausgerüsteten Obergefäßes (43).
  • Nach dem Einschwenken und Absenken des Deckels (71) und der Elektrodentragarme (8587) wird die Schiebemuffe (118) verschlossen. Die Stromversorgung der Elektroden (9193) wird eingeschaltet. Die elektrische Stromstärke beträgt beispielsweise 60 Kiloampère und zwischen den Elektroden (91, 92; 92, 93; 93, 91) besteht eine elektrische Spannung von 750 bis 1200 Volt. Beim weiteren Absenken der Elektroden (9193) werden diese am Schrott gezündet. Es bildet sich ein Lichtbogen, der den Schrott aufschmilzt.
  • Die Absaugung ist nun auf den Nenn-Massestrom eingestellt. Der Nenn-Massenstrom des beim Ofenbetrieb aus dem Ofeninnenraum (35) abgesaugten Gases beträgt beispielsweise 72 Kilogramm pro Sekunde. Der Absaugdruck liegt in der Deckelanschlußleitung (112) z. B. 100 Newton pro Quadratmeter unter dem Atmosphärendruck.
  • Nun kann die Schlackentür geöffnet werden und der Heißgasmanipulator (157) in die Betriebsposition eingeschwenkt werden. Der Heißgasventilator (155) wird eingeschaltet. Das Gasführungsleitungssystem (151) ist nun strömungstechnisch an den Elektrolichtbogenofen (30) angeschlossen. Ein Teilstrom des mittels der Absauganlage (110) abgesaugten Gases wird mithilfe der Fördervorrichtung (155) durch die Schlackentüröffnung (42) zurück in den Ofeninnenraum (35) gefördert.
  • Sobald sich das Schrottvolumen auf einen vorgegebenen Wert verringert hat, kann das nächste Einsatzmaterial dieser Schmelze chargiert werden. Das Chargieren erfolgt, wie oben beschrieben.
  • Während des Einschmelzens und während des Homogenisierens der Schmelze wird weiter Gas mittels der Absauganlage (110) aus dem Ofeninnenraum (35) abgesaugt. Die Temperatur des Gases steigt mit zunehmender Einschmelzdauer bis zu einem Grenzwert an. Diese Grenztemperatur ist z. B. 400 Kelvin kühler als die Temperatur des flüssigen Stahls.
  • In einem mittleren Betriebszustand beträgt der Betriebsvolumenstrom duch die Deckelanschlußleitung (112) etwa 950 000 Kubikmeter pro Stunde. Die Temperatur des Gasstroms liegt z. B. bei 1280 Kelvin. Die Strömungsgeschwindigkeit des abgesaugten Gases beträgt beispielsweise 112 Meter pro Sekunde.
  • Die Absauganlage (110) fördert beispielsweise einen konstanten Massenstrom des Abgases. Dieser setzt sich zusammen aus einem Massestrom aus dem Offeninnenraum (35) und aus Luft aus der Umgebung (1), die durch die Schnittstelle zwischen der Schiebemuffe (118) und dem Stutzenschild (77) angesaugt wird. Dieser Massenstrom durchströmt die Deckelanschlussleitung (112). Der temperaturabhängie Betriebsvolumenstrom nimmt entlang der Deckelanschlußleitung (112) ab, sodass die Eintrittstemparatur der Reaktionskammer (131) 1000 Kelvin bis 1100 Kelvin beträgt. In der Reaktionskammer (131) wird – bei weiterhin konstantem Massenstrom – der Betriebsvolumenstrom verzögert und expandiert. Das Gas benötigt etwa eine Sekunde zum Durchströmen der Reaktionskammer (131). Hierdurch kann im Abgasstrom Kohlenmonoxid z. B. mit der an der Schiebemuffe (118) angesaugten Falschluft zu Kohlendioxid reagieren. Die Absauganlage (10) und/oder die Schiebemuffe (118) können in einen Regelkreis einer Ofendruckregelung eingebunden sein, dessen Messglied ein Sensor zur Messung des Drucks im Ofeninnenraum (35) ist. Bei eingeschalteter Absauganlage (110) ist der Ofeninnendruck im Allgemeinen geringer als der Atmosphärendruck.
  • Die Absaugventilatoren und der Heißgasventilator (155) sind derart eingestellt, dass der gesamte Abgasmassenstrom zu 70% die Abkühlleitung (141) und zu 30% die Gasführungsleitung (151) durchströmt. Beispielsweise ist der Betriebsvolumenstrom des Heißgasventilators (155) in Abhängigkeit der Temperatur des Gasstroms einstellbar. Hierfür kann in der Reaktionskammer (131) oder in der Gasführungsleitung (151) ein Temperatursensor angeordnet sein. Sollte die Temperatur des Gases eine z. B. einstellbare Grenztemperatur überschreiten, kann eine Sicherheitsklappe geöffnet werden. Durch diese Sicherheitklappe kann z. B. geregelt Kaltluft zum Schutz des Heißgasventilators (155) angesaugt werden.
  • Der von der Fördervorrichtung (155) geförderte Massenstrom kann über die gesamte Schmelzdauer konstant sein. Es ist aber auch denkbar, beim Einschmelzen des Schrottes keinen oder nur einen geringen Massenstrom mittels des Heißgasmanipulators (157) in den Ofeninnenraum (35) zu fördern. Dieser Massenstrom ist beispielsweise geringer als 5% des mittels der Absauganlage (110) angesaugten Massenstroms. Der minimale Massenstrom beträgt beispielsweise 3% des Massenstroms am ofenseitigen Eingang der Absauganlage (110).
  • Mit zunehmender Schmelzdauer nimmt die Temperatur des Abgases zu. Bei gleichbleibendem Massenstrom nimmt der Betriebsvolumenstrom des mittels der Fördervorrichtung (155) geförderten Heißgasstroms zu. Der Massenstrom kann beispielsweise nach dem Abschluss der Einschmelzphase erhöht werden. Es wird nun ein erhöhter Betriebsvolumenstrom heißen Gases in die Schmelze eingeblasen. Dieser Massenstrom beträgt beispielsweise bis zu 35% des in die Deckelanschlußleitung (112) eingesaugten Massenstroms.
  • In der Feinungsphase kann der Massenstrom durch das Gasführungsleitungssystem (151) beispielsweise wieder reduziert werden, da nun weitgehend stabile Verhältnisse im Ofeninnenraum (35) vorliegen. Der Massenstrom kann nun z. B. 30% des von der Absauganlage (110) angesaugten Massenstroms betragen.
  • Die Fördervorrichtung (155) kann im Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit der Dauer des Schmelzprozesses gesteuert sein. Auch ist es denkbar, die Steuerung des Massenstroms in einen Regelkreis einzubinden. Hierbei ist beispielsweise die Abgastemperatur oder der Druck im Ofeninnenraum (35) eine Meßgröße.
  • Beim Durchströmen des Trichters (153) wird der in der Strömungsrichtung (201) strömende Gasstrom in der Gasführungsleitung (151) zunächst komprimiert und dann beim Austritt expandiert und umgelenkt. Hierbei können grobe Staubbestandteile aus dem Gas abgeschieden werden. Der Trichter (153) kann zu Wartungs- und Reinigungsarbeiten geöffnet werden.
  • Der Heißgasventilator (155) komprimiert das angesaugte Gas und fördert es in Richtung des Heißgasmanipulators (157). Das z. B. mit Sauerstoff angereicherte Gas durchströmt den Heißgasmanipulator (157) und tritt durch das Düsenstück (168) hindurch in den Ofeninnenraum (35). Hier beträgt der Massenstrom beispielsweise 6 Kilogramm pro Sekunde und die Strömungsgeschwindigkeit 74 Meter pro Sekunde. Der statische Austrittsdruck des Gases aus dem Düsenstück (168) ist höher als der Ofeninnendruck, sodass der Heißgasmanipulator (157) Gas in den Ofeninnenraum (35) bläst. Die Temperatur des Gases beträgt beispielsweise 860 Kelvin.
  • Das mittels des Heißgasmanipulators (157) zugeführte heiße Gas vermindert die Druckdifferenz zwischen dem Ofeninnenraum (35) und der den Ofen umgebenden Atmosphäre. Es wird daher nur eine geringe Menge kalter Luft durch Spalte am Gefäß (41) und am Deckel (71) sowie durch den Spalt zwischen dem Gefäß ($1) und dem Deckel (71) angesaugt. Gegebenenfalls kann das Elektrolichtbogenofensystem (10) derart eingestellt sein, dass keine Kaltluft angesaugt wird.
  • Die zugeführte Heißluft bringt thermische Energie in den Ofeninennraum (35) ein. Hierdurch kann die für den Schmelzprozess eingesetzte Primärenergie vermindert werden.
  • Die zugeführte Primärenergie setzt sich zusammen aus der durch die Elektroden (9193) zugeführten elektrischen Energie sowie der durch Wandbrenner und Sauerstofflanzen zugeführten fossilen Energie. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der spezifische elektische Energieanteil 338 Kilowattstunden pro Tonne Flüssigstahl und der Anteil der durch die Erdgas-Sauerstoff-Brenner eingebrachte spezifische Energieanteil etwa 50 Kilowattstunden pro Tonne Flüssigstahl. Durch exotherme chemische Reaktionen, Elektrodenabbrand, Kohlungsmittel und der Veränderung des Kolhlenstoffgehalts des Stahls werden weitere 367 Kilowattstunden pro Tonne Stahl in den Schmelzprozess eingebracht. Durch die Abgasrückführung (150) wird im Ausführungsbeispiel eine zusätzliche spezifische Energie von 34 Kilowattstunden pro Tonne dem Schmelzprozess zugefüht. Dieser Wert kann zwischen 7 und 15% der eingesetzten spezifischen elektrischen Energie liegen.
  • Um eine Tonne Stahl zu erschmelzen, ist beispielsweise in einem 100-Tonnen-Ofen eine spezifische elektrische Energie von 397 Kilowattstunden erforderlich. Hierbei entstehen prozessbedingte Verluste u. a. durch die Kühlung der Gefäßelemente, die Schlackenabfuhr und das Rauchgas. Die Summe dieser Verluste beträgt – unter Berücksichtigung der Abgasrückführung (150) – beispielsweise 358 Kilowattstunden pro Tonne Flüssigstahl. Hierbei wird beispielsweise 20% der in dem aus dem Ofeninnenraum (35) angesaugten Abgas enthaltenen thermischen Energie wieder dem Schmelzprozess zugeführt.
  • Mittels der Abgasrückführung (150) ist im Ausführungsbeispiel der erforderliche spezifische Energieeinsatz gegenüber einem Elektrolichtbogenofensytem (10) ohne Abgasrückführung um 7% vermindert. Die erforderliche elektrische Energie ist um 15% vermindert.
  • Der Heißgasmanipulator (157) kann auf einzelne Zonen der Schmelze gerichtet sein. Hiermit können z. B. kalte Zonen verhindert werden und damit die Schlackenbildung reduziert werden. Auch kann mittels des Heißgasmanipulators (157) eine zusätzliche Badbewegung der Schmelze gesteuert werden.
  • Auch die Wandbrenner im Obergefäß und die Sauerstofflanze, die z. B. ebenfalls durch die Schlackentüröffnung (42) in den Ofeninnenraum (35) einschwenkbar ist, tragen zur Homogenisierung des Bads bei.
  • Vor dem Abstich wird auf der Stahlschmelze schwimmende Schlacke entfernt. Hierzu wird, bei eingeschalteten Elektroden (9193) und Heißgasventilator (155) das Ofengefäß (41) in Richtung der Schlackenseite (23) gekippt. Der Heißgasmanipulator (157) kann hierbei um eine oder um beide Schwenkachsen geschwenkt werden. Das Gefäß rollt nach dem Lösen einer Verriegelung (33), betätigt durch die hydraulische Kipp-Zylinder-Kolben-Einheit (34) mit den Wiegerockern (36) auf den Abrollbahnen (17) ab. Der Kippwinkel zum Abschlacken beträgt beispielsweise 3 Grad. Zur Aufnahme der Schlacke kann unterhalb der Schlackentüröffnung (42) ein Schlackenkübel angeordnet sein.
  • Nach der Probenentnahme und -prüfung kann die Schmelze abgestochen werden. Hierzu wird der Heißgasmanipulator (157) in die Bereitschaftsstellung geschwenkt. Der Heißgasventilator (155) wird abgeschaltet. Die Düsenöffnung (168) kann hierbei abgedeckt werden, um das Ansaugen von Falschluft zu verhindern. Die elektrische Versorgung wird abgeschaltet und die Elektroden (9193) werden angehoben, bis sie oberhalb des flüssigen Stahlbades stehen. Nach dem Öffnen der Abstichöffnung (46) kippt das Ofengefäß (41) einschließlich der Hubwerke (72, 81) und des Schwenkwerks (61) abrollend um einen Winkel von beispielsweise 12 Grad in der Abstichrichtung (25). Der flüssige Stahl fließt in eine Pfanne (101), die mittels eines Pfannenwagens (102) in einen angrenzenden Hallenabschnitt der Stahlwerkshalle gefördert wird. Hier wird die Pfanne (101) mittels eines Hallenkrans zu einem Pfannenofen oder zu einer Stranggußanlage transportiert.
  • Das Elektrolichtbogenofensystem (10) ist nun bereit für die nächste Schmelze.
  • Hat der Elektrolichtbogenofen (30) eine Ofendruckregelung, kann beim Unterschreiten eines einstellbaren Minimaldrucks wird beispielsweise die Schiebemuffe (118) oder eine Luftzuführklappe geöffnet und/oder die Fördermenge des Heißgasventilators (155) erhöht werden. Beim Überschreiten eines einstellbaren Maximaldrucks wird zum Vermeiden des Ausqualmens die Schiebemuffe (118) oder eine Lüftungsklappe geschlossen und/oder die Fördermenge des Heißgasventilators (155) verringert. Gegebenenfalls können auch die Ventilatoren der Absauganlage in diesen z. B. kaskadierten Regelkreis eingebunden sein.
  • Beispielsweise für Wartungsarbeiten kann die Abgasrückführung (150) auch während des Betriebs des Elektrolichtbogen-ofens (30) und der Absauganlage (110) abschaltbar sein. Hierzu wird der Heißgasventilator (155) abgeschaltet. Beispielsweise schließt die Rücksckagklappe im Trichter (153) und sperrt den Gasstrom durch das Gasführungsleitungssystem (151). Das Elektrolichtbogenofensystem (10) kann nun – unter erhöhtem Energiebedarf – weiter betrieben werden. Damit können Produktionsausfälle des Stahlwerks verhindert werden.
  • Die 7 und 8 zeigen ein Elektrolichtbogenofensystem (10) mit einer Gasführungsleitung (151), die in den Deckel (71) mündet. Der Elektrolichtbogenofen (30) und das Abgasleitungssystem (111) sind weitgehend so aufgebaut, wie im Zusammenhang mit den 1 bis 6 beschrieben. Die starre Ausgangsleitung (156) des Heißgasventilators (155) ist oberhalb der Ofenbühne (15) in zwei Teilstränge (176, 177) aufgeteilt. Die Innenquerschnittsfläche beider Teilstränge (176, 177) entspricht der Innenquerschnittsfläche der Ausgangsleitung (156). Jeder Teilstrang (176, 177) trägt ausgangsseitig eine Schiebemuffe (178), vgl. 8. Diese ist mittels einer z. B. hydraulischen oder pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit (179) aus der dargestellten zurückgezogenen Bereitschaftsposition (181) entlang einer Führung (182) in eine ausgefahrene Betriebslage verfahrbar. Der ofenseitige Abschluß der Schiebemuffe (178) ist parallel zur Ofenlängsrichtung (26) orientiert.
  • Deckelseitig ist jeweils ein z. B. wassergekühlter Zuführsutzen (78) mit einem Aufnahmetrichter (79) angeordnet. Der Aufnahmetrichter (79) ist in der Richtung des jeweiligen Teilstrangs (176, 177) orientiert. Im Betrieb nimmt er die Schiebemuffe (178) auf, die in der Betriebslage in den Aufnahmetrichter (79) eintaucht. Um den Elektrolichtbogen-ofen (30) zu kippen, wird die Schiebemuffe (178) beispielsweise in die Bereitschaftsstellung (181) zurückgefahren.
  • Im eingetauchten Zustand kann die Schiebemuffe (178) Spiel zum Aufnahmetrichter (79) haben. So kann der Elektrolichtbogenofen (30) bei eingeschalteter Abgasrückführung (150) um bis zu 3 Grad sowohl in Abschlack- (27) als auch in Abstichrichtung (25) kippen.
  • Die Schnittebene zwischen dem Zuführstutzen (78) und der Schiebemuffe (178) kann auch normal zur Ofenbühne (15) und normal zur Abstichrichtung (25) sein. Beispielsweise kann die in den Aufnahmetrichter (79) eingetauchte Schiebemuffe (178) beim Kippen des Elektrolichtbogenofens (30) sich in Längsrichtung des Aufnahmetrichters (79) bewegen.
  • Der Betrieb des Elektrolichtbogenofensystems (10) ist analog der Verfahrweise, die im Zusammenhang mit dem in den 16 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Um den Ofen abzustechen, wird die Schiebemuffe (178) in die Bereitschaftsstellung (181) zurückgezogen, sodass sich eine normal zur Ofenbühne (15) orientierte Trennfuge zwischen dem einzelnen Teilstrang (176, 177) und dem Aufnahmetrichter (79) ergibt.
  • Die 911 zeigen ein Elektrolichtbogenofensystem (10), dessen Gasrückführleitung (151) in das Obergefäß (43) mündet. Die Ausgangsleitung (156) der Heißgaspumpe (155) endet oberhalb der Ofenbühne (15) in einem Endstück (183). Dieses trägt eine Schiebemuffe (184), die beispielsweise so ausgebildet ist wie die Schiebemuffe (178) im Ausführungsbeispiel der 7 und 8. Die feststehende Ausgangsleitung (156) ist so angeordnet, dass sie das Kippen des Elektrolichtbogenofens (30) zum Abschlacken und/oder zum Abstechen nicht behindert.
  • Am Obergefäß (43) ist ein Gaszuführstutzen (47) angeordnet. Die Gefäßwand (48) des Obergefäßes (43) hat hierzu in dem an die Schlackentüröffnung (42) in Richtung des Elektrodenhubwerks (81) angrenzenden Segment ein Einsatzteil (49), das z. B. zwei Düsenstücke (51, 52) trägt. Das Einsatzteil (49) ist beispielsweise ein wassergekühlter Kupfereinsatz. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Kupfers setzt sich an dem Kupfereinsatz (49) keine Schlacke an. Die Einblasöffnungen (53) bleiben schlackefrei und setzen sich nicht zu.
  • Die beiden Düsenstücke (51, 52) sind im Ausführungsbeispiel übereinander angeordnet. Sie zeigen normal zur vertikalen Mittenquerebene des Elektrolichtbogenofens (30). Beispielsweise sind die Einblasrichtungen (54, 55) beider Düsenstücke (51, 52) parallel zueinander angeordnet. Da die Heißgasdüsen (51, 52) nicht in den die Elektroden (9193) begrenzenden Kreis blasen, wird der Abbrand der Elektroden (9193) nicht durch das Heißgas beeinflusst.
  • Die beiden Düsenstücke (51, 52) sind Teilstränge des am Obergefäß (43) angeordneten Gaszuführstutzens (47). An der parallel zur vertikalen Mittenlängsebene des Elektrolichtbogenofens (30) liegenden Schnittstelle hat der Gaszuführungsstutzen (47) einen Aufnahmetrichter (56), der so ausgebildet ist wie der im Zusammenhang mit den 7 und 8 beschriebene Aufnahmetrichter (79). Der Verteiler (57) zur Versorgung der beiden Düsenstücke (51, 52) ist am Einsatzteil (49) angeordnet. Gegebenenfalls kann am Gefäß (41) ein einzelnes Düsentück (51; 52) angeordnet sein.
  • In den 12 und 13 ist eine weitere Variante des Elektrolichtbogenofensystems (10) dargestellt. Hier zweigt die Gasführungsleitung (151) von der Deckelanschlußleitung (112) ab. Die Anschlußstelle ist im unteren Drittel der Deckelanschlußleitung (112) angeordnet. Der erste Abschnitt (152) des Gasführungsleitungssystems (151) mündet in ein Querrrohr (185). Sowohl der erste Abschnitt (152) als auch das Querrohr (185) sind im Bereich des T-Stücks (186) eingeschnürt.
  • Das Querrohr (185) hat ein dem T-Stück (186) abgewandtes offenes Ende (187). Hier ist als Fördervorrichtung (155) ein Ventilator (155) angeordnet, der Gas, z. B. Luft aus der Umgebung (1) in das beispielsweise sich verjüngende Querrohr (185) einbläst. Das an seiner Mantelfläche geschlossene Querrohr (185) ist durch die Reaktionskammer (131) hindurchgeführt. Es bildet somit zusammen mit der Reaktionskammer (131) einen Wärmetauscher (189). Statt in der in den 12 und 13 dargestellten querliegenden Anordnung kann der Wärmetauscher (189) auch als Gleichstrom- oder als Gegenstromwärmetauscher im Absaugleitungssystem (111) angeordnet sein. Hierbei kann der Wärmetauscher (189) für beide untereinander Energie übertragende Ströme eine oder mehrere Röhren aufweisen. Es ist auch denkbar, den Wärmetauscher (189) im Bereich der Deckelanschlußleitung (112) und/oder im Bereich der Abkühlleitung (141) anzuordnen.
  • Stromabwärts des Wärmetauschers (189) ist im Ausführungsbeispiel das T-Stück (186) angeordnet. Anstatt des T-Stücks (186) kann auch ein Y-Stück oder ein ähnlich ausgebildetes Bauteil mit zwei Zufluß- und einem Abflußabschnitt angeordnet sein. Die Nennweiten der einzelnen Anschlüsse können gleich oder unterschiedlich sein.
  • Vom T-Stück (186) aus durchdringt die Gasführungsleitung (151) die Ofenbühne (15) und hat einen auf der Ofenbühne (15) angeordneten Befestigungsflansch (161). Der Befestigungsflansch (161) trägt einen Heißgasmanipulator (157). Dieser Abschnitt der Gasführungsleitung (151) ist so ausgebildet wie in dem in den 16 dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • Der Wärmetauscher (189) kann auch stromabwärts des T-Stücks (186) angeordnet sein. Auch kann z. B. im ersten Abschnitt (152) ein Trichter mit einem Staubabscheider sitzen. Auch die Anordnung einer Rückschlagklappe ist denkbar.
  • Beim Betrieb des Elektrolichtbogenofensystems (10) – in den Darstellungen der 12 und 13 ist die Schiebemuffe (118) geschlossen und die Elektrodentragarme (8587) sind abgesenkt – wird im Wärmetauscher (189) die vom Ventilator (155) geförderte Luft vorgewärmt. Das T-Stück (186) wirkt als Strömungspumpe (188). Der im Querrohr (185) strömende Gasstrom saugt heißes Gas aus der Deckelanschlußleitung (112) durch den ersten Abschnitt (152) an. Der vermischte, mit Sauerstoff angereicherte Gasstrom wird durch den Heißgasmanipulator (157) hindurch in das Ofengefäß (41) gefördert.
  • Die 14 und 15 zeigen eine Variante eines Elektrolichtbogenofensystems (10), bei der eine Hubvorrichtung (191) heißes Gas in die Gasführungsleitung (151) fördert. Die Hubvorrichtung (191) umfasst ein Förderrad (192), das mittels eines Zugmitteltriebs (193), z. B. eines Riementriebs (193) von einem Elektromotor (194) angetrieben ist. Das drehbar in zwei Lagerungen (195) gelagerte Förderrad (192) ragt in die Reaktionskammer (131). Es hat beispielsweise wabenförmige, beidseitig offene Gasaufnahmekammern (196). Die Gasaufnahmekammern (196) können auch röhrenförmig, quadratisch, oval, etc. sein.
  • Oberhalb der Reaktionskammer (131) hat die Gasführungsleitung (151) zwei Stränge (197), die aus einer gemeinsamen Ventilatorleitung (198), in der eine Fördervorrichtung (155) angeordnet ist, abzweigen. Nach Aufnahme des gehobenen Heißgases strömt das Mischgas in eine Sammelleitung (199), die die beiden Teilstrange (197) aufnimmt. Die Gasführungsleitung (151) umfasst beispielsweise weiterhin einen Heißgasmanipulator (157), der so aufgebaut ist wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Eine weitere Variante zeigt die 16. Hier umfasst die Deckelabsaugleitung (112) ein T-Stück (122), das auf der Wiege (31) mittels einer Abstützung (37) abgestützt ist. Das T-Stück (122) trägt beispielsweise auf der dem Deckelabsaugstutzen (74) zugewandten Seite eine mittels einer pneumatischen oder hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit (124) betätigbaren Schiebemuffe (123). Eine weitere, entgegen der Strömungsrichtung (202) gerichtete Schiebemuffe (118) ist an dem auf der Ofenbühne (15) abgestützen Deckelabsaugleitung (112) angeordnet. Beide Schnittebenen der Schiebemuffen (123; 118) und der Gegenleitungen (74; 122) sind parallel zueinander und parallel zur Längsrichtung (26) des Elektrolichtbogenofens (30) ausgerichtet.
  • Am T-Stück (122) zweigt die Gasführungsleitung (151) ab. Diese umfasst eine Fördervorrichtung (155) und eine Strömungspumpe (188), die beispielsweise so aufgebaut sind wie im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen der 12 und 13 beschrieben. Die Gasführungsleitung (151) mündet z. B. in das Ofengefäß (41), wie in den 911 dargestellt.
  • Es ist auch denkbar, die Gasführungsleitung (151) mit einer Strömungspumpe (188) auf dem Deckel (71) anzuordnen. In diesem Fall zweigt die Gasführungsleitung (151) vom Deckelstutzen (74) ab. Es ist nur eine Schiebemuffe (118) zwischen der Deckelanschlußleitung (112) und dem Deckelstutzen (74) erforderlich. Der Ventilator (155) der Fördervorrichtung (155) ist beispielsweise wassergekühlt und damit gegen Hitze geschützt. Gegebenenfalls kann ein zusätzliches Hitzeschild angeordnet sein.
  • Das beschriebene Verfahren kann sowohl an einem Drehstrom- als auch an einem Gleichstrom-Elektrolichtbogenofensystem eingesetzt werden. Das Elektrolichtbogensystem (10) kann mit oder ohne Schrottvorwärmung ausgeführt sein. Auch verschiedene Ausführungen der Wiegekinematik, des Abstichsystems, des Deckelhub- und -schwenkwerks, des Elektrodenhub- und -schwenkwerks sind denkbar.
  • Der Absaugstutzen des Elektrolichtbogenofens (30), an dem die Absauganlage (110) anschließbar ist, kann auch am Obergefäß (43) angeordnet sein.
  • Auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind denkbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Umgebung
    10
    Elektrolichtbogenofensystem
    11
    Trafohaus
    12
    Trafohauswand
    13
    Spule
    14
    Transformator
    15
    Ofenbühne
    16
    Oberseite von (15)
    17
    Abrollbahnen
    21
    Abstichseite
    22
    Absaugseite
    23
    Schlackenseite
    25
    Abstichrichtung
    26
    Ofenlängsrichtungen
    27
    Abschlackrichtung
    30
    Elektrolichtbogenofen
    31
    Tragrahmen, Wiege
    32
    Oberseite von (31)
    33
    Verriegelung
    34
    Kipp-Zylinder-Kolben-Einheit
    35
    Ofeninnenraum
    36
    Wiegerocker
    37
    Abstützung
    41
    Gefäß
    42
    Schlackentüröffnung
    43
    Obergefäß
    44
    Untergefäß
    45
    Wandelemente
    46
    Abstichöffnung
    47
    Gaszuführungsstutzen
    48
    Gefäßwand
    49
    Einsatzteil, Kupfereinastz
    51
    Düsenstück, Heißgasdüse
    52
    Düsenstück, Heißgasdüse
    53
    Einblasöffnungen
    54
    Einblasrichtungen
    55
    Einblasrichtungen
    56
    Aufnahmetrichter
    57
    Verteiler
    61
    Schwenkwerk
    71
    Deckel
    72
    Deckelhubwerk
    73
    Deckelherz
    74
    Absaugstutzen, Deckelabsaugstutzen
    75
    Eintrittsquerschnitt
    76
    Austrittsquerschnitt
    77
    Stutzenschild
    78
    Zuführstutzen
    79
    Aufnahmetrichter
    81
    Elektrodenhubwerk
    82
    Elektrodenhubsäule
    83
    Elektrodenhubsäule
    84
    Elektrodenhubsäule
    85
    Elektrodentragarm
    86
    Elektrodentragarm
    87
    Elektrodentragarm
    88
    Hochstromkabel
    89
    Wasserleitungen
    91
    Elektrode
    92
    Elektrode
    93
    Elektrode
    101
    Pfanne
    102
    Pfannenwagen
    110
    Absauganlage
    111
    Absaugleitungssystem
    112
    Deckelanschlussleitung
    113
    Eintrittsquerschnitt
    114
    Leitungssegment
    115
    Leitungssegment
    116
    Leitungssegment
    117
    Leitungssegment
    118
    Schiebemuffe
    119
    Ringelement
    121
    Zylinder-Kolben-Einheit, doppeltwirkend
    122
    T-Stück
    123
    Schiebemuffe
    124
    Zylinder-Kolben-Einheit, doppeltwirkend
    131
    Reaktionskammer
    132
    Blechmantel
    133
    Innenraum von (131)
    134
    Decke
    135
    Zulaufstutzen, Anschluss von (131)
    136
    Absaugstutzen, Anschluss von (131)
    137
    dritter Deckenstutzen, Anschlussstutzen von (151)
    141
    Abkühlleitung
    150
    Abgasrückführung
    151
    Gasführungsleitungssystem, Gasführungsleitung
    152
    Abschnitt von (151), rohrförmiger Abschnitt
    153
    Trichter, zweiter Abschnitt von (151)
    154
    Verbindungsleitung, dritter Abschnitt von (151)
    155
    Fördervorrichtung, Heißgasventilator, Heißgaspumpe, Ventilator
    156
    Ausgangsleitung von (155)
    157
    Heißgasmanipulator
    158
    Rohrleitungsstücke
    159
    Rohrleitungsbögen
    161
    Befestigungsflansch
    162
    Rollendrehkranz
    163
    Außenring
    164
    hydraulischer Motor
    165
    Abtriebsritzel
    166
    Heißgasrohr
    168
    Düsenstück
    169
    Schwenkgelenk
    171
    hydraulischer Motor
    172
    Ritzel
    173
    Rollendrehkranz
    174
    Schwenkgelenk
    175
    Austrittsquerschnittsfläche
    176
    Teilstrang
    177
    Teilstrang
    178
    Schiebemuffe
    179
    Zylinder-Kolben-Einheit
    181
    Bereitschaftsposition
    182
    Führung
    183
    Endstück
    184
    Schiebemuffe
    185
    Querrohr
    186
    T-Stück
    187
    Offenes Ende von (185)
    188
    Strömungspumpe, Strahlpumpe
    189
    Wärmetauscher
    191
    Hubvorrichtung
    192
    Förderrad
    193
    Zugmitteltrieb, Riementrieb
    194
    Elektromotor
    195
    Lagerungen
    196
    Gasaufnahmekammern
    197
    Stränge
    198
    Ventilatorleitung
    199
    Sammelleitung
    201
    Strömungsrichtung in (151)
    202
    Strömungsrichtung in (112)
    203
    Strömungsrichtung in (141)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2107327 A2 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofensystems (10), das einen Elektrolichtbogenofen (30) und eine an diesen angeschlossene, beim Betrieb des Elektrolichtbogenofensystems (10) Gas aus dem Elektrolichtbogenofen (30) absaugende Absauganlage (110) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein- und ausschaltbare Fördervorrichtung (155) nach ihrem Einschalten einen Teilstrom des abgesaugten Gases in den Elektrolichtbogenofen (30) fördert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom des Teilstroms zwischen 3% und 35% des gesamten Massenstroms am ofenseitigen Eingang der Absauganlage (110).
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom des Teilstroms regelbar ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (155) ein Gemisch aus Luft aus der Umgebung (1) und aus Abgas aus dem Ofeninnenraum (35) fördert.
  5. Elektrolichtbogenofensystem (10) mit einem einen Absaugstutzen (74) umfassenden Elektrolichtbogenofen (30) und mit einer am Absaugstutzen (74) anschließbaren Absauganlage (110) mit einem Abgasleitungssystem (111), dadurch gekennzeichnet, – dass das Elektrolichtbogenofensystem (10) eine Abgasrückführung (150) umfasst, – dass die Abgasrückführung (150) eine vom Abgasleitungssystem (111) oder vom Absaugstutzen (74) abzweigendes Gasführungsleitungssystem (151) mit einer Fördervorrichtung (155) aufweist, – dass das Gasführungsleitungssystem (151) strömungstechnisch an den Elektrolichtbogenofen (30) anschließbar ist.
  6. Elektrolichtbogenofensystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungsleitungssystem (151) mindestens ein Schwenkgelenk (169; 174) umfasst.
  7. Elektrolichtbogenofensystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungsleitungssystem (151) eine Strahlpumpe (188) umfasst.
  8. Elektrolichtbogenofensystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführung (150) einen Wärmetauscher (189) umfasst.
  9. Elektrolichtbogenofensystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungsleitungssystem (151) an das Obergefäß (43) des Elektrolichtbogenofens (30) anschließbar ist.
  10. Elektrolichtbogenofensystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Absauganlage (110) eine Reaktionskammer (131) umfasst und dass das Gasführungsleitungssystem (151) von dieser Reaktionskammer (131) abzweigt.
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