DE10333764B3

DE10333764B3 - Verfahren zum Chargieren von feinkörnigen Metallen in einen Elektrolichtbogenofen

Info

Publication number: DE10333764B3
Application number: DE10333764A
Authority: DE
Inventors: Heinz Eichberger; Karl-Josef Schneider
Original assignee: SMS Demag AG; Outokumpu Oyj
Current assignee: SMS Siemag AG; Outokumpu Oyj
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: BRPI0412256A; CA2532927A1; WO2005014868A1; AU2004263608A1; US20070082312A1; ZA200600897B; TW200508400A; ES2279390T3; KR20060111902A; EP1660688B1; DE602004004159D1; DE602004004159T2; BRPI0412256B1; US8391331B2; AR045075A1; AU2004263608B2; CN1826417A; CA2532927C; EP1660688A1; EA200600302A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Chargieren von feinkörnigen Metallen, insbesondere direkt reduziertem Eisen (DRI), in einen Elektrolichtbogenofen (1), bei dem das Metall über ein Fallrohr (12) zu einer in dem Ofendeckel (4) vorgesehenen Öffnung (10) geführt, durch diese Öffnung (10) in den Ofen (1) als Schüttgutstrahl (11) eingebracht und allein durch die Schwerkraft auf die Schmelze (13) fällt, sowie einen hierfür geeigneten Elektrolichtbogenofen (1). Um einen möglichst verlustfreien Eintrag auch feinkörnigen Materials mit einer mittleren Korngröße von weniger als 1 mm zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Schüttgutstrahl (11) vor Eintritt in den Ofen (1) nach dem Fallrohr (12) durch eine Dosierblende (8) geführt wird und im Wesentlichen ungestört in den Ofen eintritt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Chargieren von feinkörnigem Metall, Metallverbindungen oder einem Gemisch aus zwei oder mehreren Metallen oder Metallverbindungen, insbesondere von feinkörnigem direkt reduziertem Eisen, in einen Elektrolichtbogenofen, bei dem das Metall, die Metallverbindung oder das Gemisch im Wesentlichen kontinuierlich über wenigstens ein Fallrohr zu einer oder mehreren in dem Ofendeckel vorgesehenen Öffnungen geführt, durch diese wenigstens eine Öffnung in den Ofen als Schüttgutstrahl eingebracht und allein durch die Schwerkraft auf die Schmelze fällt, sowie einen Elektrolichtbogenofen, der insbesondere zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens geeignet ist.
Elektrolichtbogenöfen werden zum Schmelzen von Metallen, insbesondere bei der Stahlherstellung zum Einschmelzen von eisenhaltigen Feststoffen, bspw. von Schrott oder direkt reduziertem Eisen, eingesetzt. Die zum Einschmelzen erforderliche Energie wird durch elektrischen Strom über eine oder mehrere Elektroden eingebracht und die Wärme über einen Lichtbogen zum metallischen Einsatz übertragen. Aufwendige Aufbereitungsmaßnahmen bei den Einsatzstoffen können entfallen. Daher hat sich der Elektrolichtbogenofen insbesondere für Ministahlwerke mit 1 bis 1.5 Mio. jato zum wirtschaftlichen Aggregat für die Erzeugung von Edelstählen und Kohlenstoffstählen entwickelt.
Grobstückiges Schmelzgut (vorwiegend Schrott) wird normalerweise satzweise über Körbe in den Elektrolichtbogenofen chargiert. Bei der kontinuierlichen Zugabe ist das Einbringen der zu schmelzenden Metalle in den Ofen ein kritischer Aspekt. Bei grobstückigem Einsatzmaterial muss sichergestellt werden, dass die einzubringenden Metalle beim Chargieren des Ofens nicht an die Elektroden gelangen und diese beschädigen, bei feinkörnigem Einsatzmaterial, dass es nicht durch die während des Ofenbetriebs aus dem heißen Metallbad aufsteigenden Gase in das Abgassystem mitgerissen wird.
Um ein verlustfreies kontinuierliches Einbringen von direkt reduziertem Eisen in das Eisenbad zu ermöglichen, wird in der DE 196 08 530 A1 vorgeschlagen, das direkt reduzierte Eisen während des Ofenbetriebs durch eine durch den Deckel des Ofens führende Lanze mittels Kohlendioxid als Fördergas in den Ofen einzuführen und unterhalb der Schlackenoberfläche in die Schlacke einzublasen. Für die Bereitstellung und die Vermischung des Fördergases mit dem direkt reduzierten Eisen ist jedoch ein erheblicher konstruktiver Aufwand notwendig. Außerdem muss das zusammen mit dem Eisen in großer Menge in den Ofen eingeblasene Fördergas wieder aus dem Ofen abgeführt werden, was sich negativ auf die Energiebilanz auswirkt.

Aus der EP 1 025 267 B1 ist ein Verfahren zum Schmelzen von feinkörnigem, direkt reduziertem Eisen in einem Elektrolichtbogenofen bekannt, bei dem das direkt reduzierte Eisen ebenfalls durch Lanzen, aber ohne Fördergas in den Ofen eingebracht wird, wobei sich die Lanzenmündungen oberhalb des Eisenbades in der Schaumschlackenschicht befinden. Auch dieses Verfahren macht mithin Gebrauch von konstruktiv aufwendigen Lanzen.

Eine Alternative zu den auf Lanzeneintrag beruhenden Verfahren ist die Chargierung von direkt reduziertem Eisen durch in dem Ofendeckel vorgesehene Öffnungen. In der gattungsgemäßen GB 1,104,690 wird ein Verfahren zur Herstellung von Stahl in einem Elektrolichtbogenofen beschrieben, bei dem während des Ofenbetriebs kontinuierlich Eisenschwamm durch Leitungen zu drei Öffnungen in dem Ofendeckel zugeführt und von dort in freiem Fall auf die Schlackenschicht fällt. Die Zuführung des Eisenschwamms aus einem Bunker zu den Öffnungen erfolgt über eine Zuteilvorrichtung, in der das Schüttgut auf drei Zuführungsrohre verteilt wird, bevor es über Verlängerungsrohre und daran anschließende Zuführungen zu den drei Öffnungen gelangt. Zwar ist dieses Verfahren gegenüber den auf dem Eintrag über Lanzen beruhenden Verfahren konstruktiv weniger aufwendig, jedoch ist es nur für das Chargieren von vergleichsweise grobkörnigem Eisenschwamm geeignet, da feinkörniges Material, bspw. solches mit einer Korngröße von weniger als 1 mm, beim freien Fall durch den Ofen durch die aus dem heißen Eisenbad aufsteigenden Gasen mitgerissen wird und sich entweder auf der Unterseite des Ofendeckels absetzt oder durch das Abgas aus dem Ofen ausgetragen wird, und somit zu erheblichen Ausbringensverlusten führt.

Beschreibung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, konstruktiv einfach ein Chargieren von feinkörnigem direkt reduziertem Eisen (DRI) oder dgl. zu ermöglichen, bei dem ein möglichst verlustfreier Eintrag des feinkörnigen Materials in das Metallbad des Elektrolichtbogenofens gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der für den Fachmann überraschenden Erkenntnis, dass, sofern der Schüttgutstrahl ungestört aus dem Fallrohr austritt, selbst feinkörnige Metalle mit einer mittleren Korngröße von weniger als 0,3 mm nahezu verlustfrei durch freien Fall in das Metallbad des Elektrolichtbogenofens chargiert werden können. Ungestörte Zuführung bzw. Förderung von Schüttgut im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet eine Zuführung bzw. Förderung, bei der durch geeignete Maßnahmen eine Aufweitung des Schüttgutstrahls zuverlässig vermieden wird, mithin der Schüttgutstrahl über den Zuführ- bzw. Förderweg gleichbleibend kompakt ausgestaltet ist. Die ungestörte Zuführung des Schüttgutstrahls wird erfindungsgemäß durch eine vorzugsweise runde oder ovale Dosierblende ohne Ecken und scharfkantige Übergänge erreicht. Dadurch wird gewährleistet, dass aus dem Fallrohr ein kompakter Schüttgutstrahl austritt und eine Aufweitung zuverlässig verhindert wird. Hierdurch können Staubverluste minimiert werden. Versuche haben gezeigt, dass ein derartiger kompakter Schüttgutstrahl sich nicht nur nicht aufweitet, sondern durch die auftretende Beschleunigung beim freien Fall sogar einschnürt, seinen Durchmesser verringert und dabei kompakt bleibt.

Prinzipiell können alle dem Fachmann bekannten Blenden eingesetzt werden, solange die Blendenöffnung keine Ecken und scharfkantigen Übergänge aufweist. Besonders bevorzugt sind jedoch aus mehreren, vorzugsweise zwei Einzelblenden mit jeweils im Wesentlichen kreisrunden oder ovalen Durchtrittsöffnungen zusammengesetzte Dosierblenden, bei denen die Einzelblenden gegeneinander verschiebbar angeordnet sind. So kann auf konstruktiv einfache Weise die Durchtrittsöffnung der Dosierblende ohne Ecken und scharfkantige Übergänge ausgebildet und auf jeden beliebigen Wert zwischen Null und dem maximalen Öffnungsquerschnitt der Einzelblenden eingestellt werden.

Um eine Fallkurve des Schüttgutstrahles, welche zu einer Aufweitung des Schüttgutstrahles führt, zu vermeiden, sollte die Dosierblende um maximal 25° gegenüber der Horizontalebene geneigt sein. Besonders bevorzugt ist die Dosierblende jedoch horizontal angeordnet, da auf diese Weise der Schüttgutstrahl ohne Ablenkung, d. h. ohne in eine Fallkurve versetzt zu werden, durch die Öffnungen der Dosierblende hindurchtreten kann.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, den Schüttgutmassenstrom innerhalb des Fallrohrs an allen Stellen größer zu halten als den Blendendurchsatz. Als besonders geeignet hat sich erwiesen, hierfür den Durchmesser des Fallrohrs um den Faktor 1 bis 1,5, vorzugsweise um den Faktor 1,2 bis 1,5 und besonders bevorzugt um den Faktor 1,4 bis 1,5, größer zu wählen als den maximalen Durchmesser der Dosierblende.

Zwecks zuverlässiger Vermeidung einer signifikanten Strahlaufweitung durch Gaswirbel beim Austritt des Schüttgutstrahls aus der Dosierblende, wird der Schüttgutstrahl nach der Dosierblende durch ein Schutzrohr geführt. Apparativ wird dies besonders einfach dadurch erreicht, dass der Bereich des Ofendeckels, an dem die Dosierblende angeordnet ist, als ein im Wesentlichen zylindrisches Rohr ausgebildet ist.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens wird das Schutzrohr bspw. mit Wasser gekühlt.

Berührungen der Schutzrohrwand durch den Schüttgutstrahl würden zu einer Auffächerung des Strahles führen. Daher ist der Durchmesser des Schutzrohres erfindungsgemäß mindestens doppelt so groß wie der maximale Öffnungsdurchmesser der zwischen dem Fallrohr und dem Schutzrohr angeordneten Dosierblende. Die Dosierblende ist bevorzugt mittig im Schutzrohr angeordnet. Auf diese Weise können Berührungen des Schüttgutstrahls mit den Wänden des Schutzrohres besonders zuverlässig verhindert werden. Sofern die Dosierblende gegenüber der Horizontalen geneigt ist, sollte das Verhältnis der Durchmesser von Schutzrohr und Dosierblendenöffnung mehr als 4:1 und besonders bevorzugt mehr als 5:1 betragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Chargierung aller Metalle, Metallverbindungen oder Gemische hieraus, insbesondere zur Chargierung von direkt reduziertem Eisen oder Erzen, wie bspw. Ilmenit oder Nickelerz. Vorzugsweise beträgt die mittlere Korngröße des feinkörnigen Materials weniger als 1 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,4 mm und höchst bevorzugt weniger als 0,3 mm. Aufgrund der störungsfreien Zuführung des feinkörnigen Materials in dem Fallrohr und dem ungestört fallenden Schüttgutstrahl auf die Metallschmelze werden Feinstaubverluste, etwa durch ein Mitreißen kleiner Partikel durch die während des Ofenbetriebs ständig aus der Schmelze aufsteigenden Gase, zuverlässig vermieden. Mithin gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren eine nahezu verlustfreie Beschickung eines Elektrolichtbogenofens mit feinkörnigem Material. Der Anteil des feinkörnigen Materials an der Gesamtbeschickung kann bis zu 100 % betragen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schmelzen von derartigem feinkörnigem, direkt reduziertem Eisen in einem Elektrolichtbogenofen, bei dem das direkt reduzierte Eisen nach dem erfindungsgemäßen Chargierverfahren in den Elektrolichtbogenofen eingebracht wird.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Elektrolichtbogenofen, der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren beschickt werden kann und einen Ofendeckel mit wenigstens einer Beschickungsöffnung aufweist, wobei die Beschickungsöffnung mit einem Fallrohr für die Zufuhr des Metalls verbunden ist und wobei sich an das Fallrohr eine Dosierblende anschließt.

Vorzugsweise ist die Dosierblende eine Irisblende oder besteht aus wenigstens zwei gegeneinander verschiebbaren runden oder ovalen Schiebern.

Unterhalb der Dosierblende ist erfindungsgemäß ein Schutzrohr vorgesehen, dessen Durchmesser mindestens doppelt so groß sein sollte wie der des Fallrohres. Besonders geeignet ist ein Durchmesserverhältnis von (2 bis 10):1, bevorzugt (2 bis 5):1 und besonders bevorzugt (2,5 bis 3,5):1. Die Länge des Schutzrohres beträgt vorzugsweise das 1 bis 3-fache des maximalen Durchmessers des Schüttgutstrahls.

Bei Chargierung des Ofens mit Feststoffgemischen mit großen Korngrößenunterschieden ist der Schüttgut-Vorlagebehälter erfindungsgemäß als Massenflusssilo ausgebildet, um Schüttgutentmischungen und damit Störungen des Schüttgutstrahles zu vermeiden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Hierbei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt eines Elektrolichtbogenofens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Elektrolichtbogenofen gemäß 1;
3 zeigt einen Ausschnitt des Deckelöffnungsbereiches des Elektrolichtbogenofens gemäß 1; und
4 zeigt eine Teildraufsicht auf eine Dosierblende des Elektrolichtbogenofens gemäß 1.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Der in 1 dargestellte, mit Wechselstrom betriebene Elektrolichtbogenofen 1 weist einen ausgemauerten Herd 2, vorzugsweise wassergekühlte Seitenwände 3 sowie einen vorzugsweise wassergekühlten Ofendeckel 4 auf. Durch entsprechend dimensionierte Öffnungen 5 ragen drei Graphitelektroden 6, von denen in 1 nur zwei dargestellt sind, in das Innere des Ofens 1. Der Elektrolichtbogenofen 1 kann aber auch mit mehr oder weniger als drei Elektroden 6 ausgestattet sein und mit Gleichstrom betrieben werden.
Im Bereich der Längsachse des Elektrolichtbogenofens 1 befindet sich an dem Ofendeckel 4 ein wassergekühltes, vertikales Schutzrohr 7, an dessen oberem Ende eine horizontal angeordnete Dosierblende 8 angebracht ist. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, besteht die Dosierblende 8 aus zwei gegeneinander verschiebbaren Schiebern 9 mit jeweils gleich großen runden oder ovalen Öffnungen 10, so dass durch Verschieben der beiden Blenden gegeneinander der Öffnungsquerschnitt der Dosierblende 8 beliebig auf einen Wert zwischen Null und dem maximalen Öffnungsquerschnitt der einzelnen Blenden eingestellt werden kann. Durch die Dosierblende 8 tritt ein Schüttgutstrahl 11 in den Ofen ein. Bei der in 4 dargestellten Draufsicht auf die Dosierblende haben die Schieber 9 jeweils ovale Öffnungsquerschnitte.
Der Durchmesser des Schutzrohres ist wenigstens doppelt so groß wie der maximale Öffnungsdurchmesser der Dosierblende 8. Dadurch werden Berührungen zwischen dem Schüttgutstrahl 11 und der Schutzrohrwand, welche zwangsläufig zu einer signifikanten Aufweitung des Schüttgutstrahles 11 führen würden, vermieden. Sofern die Dosierblende 8 nicht wie in den 1 und 3 dargestellt horizontal, sondern gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist, ist bei der Wahl des Verhältnisses von Schutzrohrdurchmesser zu dem Öffnungsdurchmesser der Dosierblende 8 auch die Fallkurve des Schüttgut strahles 11 zu berücksichtigen, so dass das genannte Verhältnis größer als 2 zu wählen ist.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, sind die drei Graphitelektroden 6 im Wesentlichen symmetrisch um die Dosierblende 8 herum angeordnet. Ist der Ofen nur mit zwei Elektroden ausgerüstet, sollte der Schüttgutstrahl ebenfalls zwischen den Elektroden angeordnet sein. Weist der Ofen dagegen nur eine Elektrode auf, so kann der Schüttgutstrahl an jeder beliebigen Stelle des Ofens in der Nähe der Elektrode zugeführt werden.
Die Dosierblende 8 ist mit einem zylindrischen Fallrohr 12 zur Zufuhr von in den Elektrolichtbogenofen 1 zu chargierendem Metall, bspw. direkt reduziertem Eisen (DRI), verbunden. Um einen ungestörten Schüttgutstrahl 11 zu erhalten, sollte das Fallrohr stets vollständig gefüllt sein. Man kann dies dadurch erreichen, dass der mögliche Schüttgutmassenstrom durch das Fallrohr 12 an allen Stellen vor der Dosierblende 8 größer ist als der Blendendurchsatz, d.h., dass der Innendurchmesser des Fallrohrs 12 mindestens so groß sein sollte wie der maximale Öffnungsdurchmesser der Dosierblende 8. Ggf. kann letztere während des Betriebes leicht angedrosselt werden.
Das Fallrohr 12 weist keine eine Aufweitung des Schüttgutstrahls bewirkende und in Zwischenstellungen zu positionierenden Armaturen, wie bspw. Drehklappen, Kugelhähne oder dergl., auf, um beim Betrieb des Elektrolichtbogenofens 1 einen ungestörten Schüttgutstrahl 11 zu gewährleisten.
Beim Einsatz eines solchen Elektrolichtbogenofens 1 zur Stahlherstellung wird Flüssigstahl aus der vorangehenden Betriebscharge zum Erleichtern des Chargierens und Aufschmelzens von direkt reduziertem Eisen als Sumpf in dem Ofen zurückbehalten. Durch Einblasen von Koksgrus oder Petrolkoks in die Schmelze wird während des weiteren Ofenbetriebs mit kontinuierlicher Chargierung von direkt reduziertem Eisen eine Schaumschlacke erzeugt. Das heiße direkt reduzierte Eisen wird dem Elektrolichtbogenofen 1 über das Fallrohr 12 und die Dosierblende 8 kontinuierlich zugeführt und fällt allein durch die Schwerkraft in einem ungestörten kompakten Schüttgutstrahl 11 zwischen den Elektroden 6 auf das Bad und dringt in die Stahlschmelze 13 ein. Aufgrund des ungestörten Schüttgutstrahls 11 kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch besonders feinkörniges direkt reduziertes Eisen, bspw. solches mit einer mittleren Korngröße von weniger als 1 mm oder gar weniger als 0,3 mm, eingesetzt werden. Vorzugsweise wird das Verhältnis von Schüttgut- zu Stromzufuhrrate in der Weise geregelt, dass das direkt reduzierte Eisen kontinuierlich aufgeschmolzen wird und die Temperatur des Stahlbades konstant bleibt oder leicht bis zur Abstichtemperatur ansteigt.
Am Ende der Produktionscharge wird die Stahlschmelze 13 über den Abstich 14 aus dem Ofen entnommen, wobei ein Teil der Schmelze 13 zur Erleichterung des Chargierens und Aufschmelzens von DRI in der nächsten Charge als Flüssigsumpf in dem Elektrolichtbogenofen 1 verbleibt. Nach einem längeren Stillstand, vor dem der Ofen entleert werden muss, erzeugt man den flüssigen Sumpf durch Aufschmelzen von Stahl- oder Eisenschrott.
Beispiel
Zur Stahlherstellung aus feinkörnigem hochmetallisiertem direkt reduziertem Eisen (DRI) wurde ein mit 3-Phasen-Wechselstrom betriebener kippbarer Elektrolichtbogenofen 1 gemäß 1 mit einem Fassungsvermögen von 150 t Flüssigstahl eingesetzt und über einen 100 MVA Transformator mit Strom versorgt.
Nach dem Abstich der vorausgehenden Stahlschmelze verblieben 30 t Flüssigsumpf im Ofen. Vor Beginn des DRI-Chargierens für die nächste Schmelze wurden die Elektroden in Position gebracht, die Stromzufuhr eingeschaltet und danach durch das zentrale, ofenmittig angeordnete Fallrohr 12 heißes DRI in einem ungestörten Schüttgutstrahl im freien Fall zwischen die drei Elektroden aufgegeben.
Das aufgegebene DRI hatte eine mittlere Korngröße von 0,3 mm und stammte aus einer Feinerz-Direktreduktionsanlage, wobei die Materialtemperatur etwa 650 °C betrug. Neben metallischem Eisen enthielt das DRI noch 8,5 Gew.-% FeO, 1,1 Gew.-% SiO₂, 1,1 Gew.-% Al₂O₃, 0,9 Gew.-% MnO und 1 Gew.-% C.
Die Zufuhrrate des direkt reduzierten Eisens wurde über die Dosierblende 8 auf 3 t/min eingestellt. Das Fallrohr 12 hatte einen Innendurchmesser von 200 mm. Die Dosierblende, deren maximaler Öffnungsdurchmesser dem Fallrohrdurchmesser entsprach, war etwas angedrosselt, so dass eine ovale Öffnung mit einem maximalen Durchmesser von etwa 180 mm entstand. Unterhalb der Dosierblende 8 befand sich das wassergekühlte Schutzrohr 7 mit einem Innendurchmesser von etwa 400 mm, welches im Ofendeckel 4 endete.
Während des Versuchs wurde das Verhältnis von Schüttgut- zu Stromzufuhrrate derart geregelt, dass das direkt reduzierte Eisen kontinuierlich aufgeschmolzen wurde und die Temperatur des Stahlbades konstant blieb bzw. leicht bis zur Abstichtemperatur anstieg. Durch Einblasen von Sauerstoff und Kohlenstoff während der gesamten Versuchsdauer wurde die Bildung der auf dem Eisenbad befindlichen Schaumschlackenschicht unterstützt. Ferner wurde dem Elektroofen Kalk zugeführt, um im Ofen die gewünschte Basizität einzustellen.
Nach Erreichen der gewünschten Abstichtemperatur von etwa 1.630 °C wurden 120 t Stahlschmelze mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 % abgestochen. Nach dem Abstechen verblieben 30 t Stahl als Flüssigsumpf für die nächste Schmelze im Ofen.

1: Elektrolichtbogenofen
2: ausgemauerter Herd
3: Seitenwand
4: Ofendeckel
5: Öffnung
6: Elektrode
7: Schutzrohr
8: Dosierblende
9: Schieber
10: Öffnung
11: Schüttgutstrahl
12: Fallrohr
13: Metallschmelze
14: Abstich
15: Schaumschlacke

Claims

Verfahren zum Chargieren von feinkörnigem Metall, Metallverbindungen oder einem Gemisch aus zwei oder mehreren Metallen oder Metallverbindungen, insbesondere von feinkörnigem direkt reduziertem Eisen, in einen Elektrolichtbogenofen (1), bei dem das Metall, die Metallverbindung oder das Gemisch im Wesentlichen kontinuierlich über wenigstens ein Fallrohr (12) zu einer oder mehreren in dem Ofendeckel (4) vorgesehenen Öffnungen (10) geführt wird, durch diese wenigstens eine Öffnung (10) in den Ofen (1) als Schüttgutstrahl (11) eingebracht wird und allein durch die Schwerkraft auf die Schmelze (13) fällt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüttgutstrahl (11) vor Eintritt in den Ofen (1) nach dem Fallrohr (12) durch eine Dosierblende (8) geführt wird und im Wesentlichen ungestört in den Ofen (1) eintritt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüttgutstrahl (11) nach dem Fallrohr (12) durch eine runde oder ovale Dosierblende (8) ohne Ecken und scharfkantige Übergänge geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüttgutstrahl (11) nach dem Fallrohr (12) durch eine Irisblende geführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierblende (8) gegenüber der Horizontalen um maximal 25° geneigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierblende (8) horizontal angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom des Schüttgutstrahls (11) im Fallrohr (12) größer als der Durchsatz durch die Dosierblende (8) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüttgutstrahl (11) nach der Dosierblende (8) durch ein Schutzrohr (7) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (7) gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Ofen (1) eingebrachte Metall, Metallverbindung oder Gemisch aus zwei oder mehreren Metallen oder Metallverbindungen eine mittlere Korngröße von weniger als 1 mm aufweist.
Elektrolichtbogenofen (1 ), insbesondere zur Chargierung mit feinkörnigem direkt reduziertem Eisen oder Erzen nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem wenigstens eine Öffnung (10) aufweisenden Ofendeckel (4), wobei die wenigstens eine Öffnung (10) des Ofendeckels (4) mit einem von außen zu dem Ofendeckel (4) führenden Fallrohr (12) für die Zufuhr des Chargiermaterials verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Öffnung des Fallrohrs (12) in den Ofen (1) eine runde oder ovale Dosierblende (8) ohne Ecken und scharfkantige Übergänge vorgesehen ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierblende (8) eine Irisblende ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierblende (8) wenigstens zwei gegeneinander verschiebbare Schieber (9) aufweist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierblende (8) um maximal 25° gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierblende (8) horizontal angeordnet ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüttgut-Vorlagebehälter als Massenflusssilo ausgebildet ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fallrohr (12) vertikal angeordnet ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Dosierblende (8) ein vertikales Schutzrohr (7) vorgesehen ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Schutzrohres (7) das 1 bis 3-fache des maximalen Durchmessers des Schüttgutstrahles beträgt.
Elektrolichtbogenofen (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (7) gekühlt wird.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schutzrohres (7) mindestens doppelt so groß wie der Öffnungsdurchmesser der Dosierblende (8) ist.
Elektrolichtbogenofen (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Öffnungsdurchmesser der Dosierblende (8) kleiner oder gleich dem Durchmesser des Fallrohrs (12) ist.