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Kupolofen oder dergleichen Schachtofen mit im Schacht vorzugsweise
zentral angeordnetem, nach unten führendem, starrem Einsatzrohr und Verfahren zum
Betrieb dieses Ofens Vor langen Jahren ist schon vorgeschlagen worden, einen Schachtofen
zum Schmelzen von leichtflüssigen Metallen derart auszubilden, daß unmittelbar über
einem verschiebbaren Unterofen mit eingebautem Vorherd ein aus einem inneren und
äußeren Schacht bestehender Schmelzdoppelschacht vorgesehen ist, wobei beide Schächte
an der Gichtbühne hängen und hebbar sind und wobei außerdem noch der innere Schacht
zwecks Durchführung von Ausbesserungsarbeiten an seinem unteren Ende senkbar ist.
Hierbei soll die Beheizung des Schachtofens durch im verschiebbaren Unterofen vorgesehene
Brenner erfolgen, wobei die Brenngase nach Beheizen des im verschiebbaren Unterofen
vorgesehenen Vorherdes durch den Ringhohlraum zwischen den beiden Schächten strömen
und das im inneren Schacht befindliche Gut vorwärmen sollen. Beide Schächte sind
mit einer inneren feuerfesten Auskleidung versehen, und der innere Schacht reicht
bis zum oberen Ende des im verschiebbaren Unterofen befindlichen Vorherdes.
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Weiterhin ist eine Kupolofenbauart bekannt, bei welcher in dem Schacht
des Kupolofens von der Lichtöffnung aus ein zentral angeordneter Einsatzschacht
nach unten führt. Dieser doppelwandig ausgebildete, oben mit einem Deckel verschließbare
Einsatzschacht dient zur Aufnahme des Brennstoffes, während die Eisenchargen in
den Ringhohlraum zwischen den beiden Schächten aufgegeben werden. Der von dem Mantel
des Einsatzschachtes mit dessen innerem Teil gebildete Ringhohlraum dient zur Zufuhr
von Verbrennungsluft, welche durch düsenartige Öffnungen am unteren Teil des Einsatzschachtes
in den Ofen eingeblasen wird.
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Schließlich ist noch in jüngster Zeit eine Schachtofenbauart bekanntgeworden,
bei welcher von oben nach unten durch den Schacht eine Trennwand verläuft, die den
Ofen in zwei z. B. gleiche Abteilungen unterteilt, welche mit verschiedenem Möller
beschickt werden. wobei am unteren Ende der Trennwand ein freier Durchtritt für
die Gase von der einen Schachtseite auf die andere Schachtseite vorgesehen ist.
Auf der einen Schachtseite soll aschereiche bituminöseHeizkohle, unter Umständen
im Gemisch mit Erz, chargiert werden, während auf der anderen Schachtseite ein bitumenfreier
Möller chargiert wird, wobei das Schwelgas aus den bitumenhaltigen Brennstoffen
entweder getrennt aus dem oberen Ende dieser Schachtseite abgeführt oder nach unten
geleitet, hier gekrackt und aus dem Ofenteil der zweiten Schachtseite abgeführt
wird. Die den Ofen in zwei nebeneinanderliegende Schächte aufteilende Trennwand
endet weit oberhalb der Schmelzzone; sie kann aus hitzebeständigem Werkstoff bestehen
oder aber auch aus nicht beständigem Werkstoff, wobei sie im letzteren Falle nach
Maßgabe des Verbrauches und der Abnutzung von oben aus nachschiebbar sein soll.
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Die Erfindung betrifft nun einen K.upolofen oder dergleichen Schachtofen,
in dessen Schacht von der Lichtöffnung aus ein vorzugsweise zentral angeordnetes
Einsatzrohr nach unten führt; gemäß der Erfindung soll das Einsatzrohr aus einem
Eisen- oder Stahlrohr bestehen, welches bis etwa in die Schmelzzone reicht und welches
im Maße seines unteren Abschmelzens absenkbar und durch Ansetzen und festes Verbinden
mit weiteren oberen Rohrschüssen nachschiebbar ist. Dabei kann vorzugsweise das
jeweils obere Ende des abschmelzenden Einsatzrohres durch einen insbesondere als
Gewichtsbelastung dienenden Deckel od. dgl. verschließbar sein.
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Man hat zwar vor langen Jahren auch schon vorgeschlagen, in die Schmelzzone
von Kupolöfen einzubringende Stoffe, wie insbesondere Metallspäne, in einzelne rohrartige
Kästen einzufüllen, welche an beiden Enden offen oder auch ein- oder beidendig geschlossen
sein können, die Kästen in der Mitte der Beschickungssäule einzeln lose aufeinanderzusetzen
und im Maße des Abschmelzens der unteren Kästen oben weitere Kästen aufzusetzen.
In der Praxis läßt sich dieses Verfahren jedoch nicht durchführen, und zwar aus
dem Grunde, weil die lose aufeinandergesetzten Kästen durch die sich außen um diese
Kästen rundherum befindlichen, in ihrer Größe vollkommen unregelmäßigen Beschickungsstoffe,
wie Koks und Eisen, aus ihrer zentralen Lage ganz unregelmäßig nach beliebigen Seiten
hin verschoben werden, so daß
ein einwandfreies Arbeiten mit den
lose aufeinander-. geschichteten Kästen praktisch überhaupt undurchführbar ist.
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Im Gegensatz hierzu werden beim erfindungsgemäßen Verfahren keine
einzelnen losen hülsenartigen Kästen benutzt, sondern zum Zuführen bestimmter Einsatzstoffe
dient ein von der Gicht bis in die Schmelzzone durchgehendes starres Einsatzrohr.
Im Maße seines unteren Abschmelzens -werden die oben nachgesetzten Rohrschüsse fest
mit dem Rohr verbunden, so daß sie mit dessen oberem Ende wiederum ein starres Rohr
bilden.
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Alit einem Kupolofen oder dergleichen Schachtofen, welcher gemäß der
vorliegenden Erfindung mit einem nach Art einer Hohlsonde ausgebildetem, bis etwa
in die Schmelzzone reichendem und im Mäße seines Abschmelzens nachsetzbarem Stahlrohr
ausgerüstet ist, lassen sich insbesondere Einsatzstoffe beliebiger Art, deren Reaktion
besonders beeinflußt --erden soll, getrennt von den Brennstoffen bzw. von der übrigen
Gicht oder Gattierung derart in den Ofen aufgeben, daß sie in ihrem Aufgabezustand
unmittelbar in die Schmelzzone gelangen.
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Wird z. B. in einem normalen Kupolofen als Gattierungsbestandteil
Stahlschrott aufgegeben, so kohlt sich dieser Stahlschrott im Schacht des Ofens
und kurz oberhalb derSchmelzzonebereits auf Kohlenstoffgehalte von beispielsweise
etwa 2,50% auf. Will man nun ein Eisen mit möglichst niedrigem Kohlenstoffgehalt
erzeugen, so gelingt dies unter Anwendung des erfindungsgemäßen Ofens dadurch, daß
man kohlenstoffarme Gattierungsbestandteile, -wie beispielsweise Stahlspäne, mittels
des abschmelzbaren Eisenrohres unmittelbar in die Schmelzzone einführt. Je nach
dem prozentualen Anteil dieser kohlenstoffarmen Eisengattierungsbestandteile läßt
sich so in dem Kupolofen ein flüssiges Eisen erzeugen, welches einen verhältnismäßig
geringen Kohlenstoffgehalt bis herunter zu l0/9 und sogar noch weniger aufweist,
und es läßt sich so ein Eisen herstellen, welches beispielsweise im anschließenden
Elektroofenprozeß oder nach einem anderen Duplex-Verfahren sehr schnell gefrischt
werden kann und infolgedessen einen billigen Stähl ergibt.
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Weiterhin bietet der Erfindungsgegenstand die Möglichkeit, durch das
nachschiebbare Eisen- oder Stahlrohr Legierungs- oder Behandlungsstoffe, wie Fe
Mn, Fe Si, Al, Mg od. dgl., unmittelbar in die Schmelzzone des Kupolofens einzuführen,
wodurch der Ahbrand dieser Stoffe auf ein Mindestmaß eingeschränkt werden kann und
das Ausbringen dieser Stoffe erheblich gesteigert wird.
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Ferner erstreckt sich die Erfindung noch darauf, den mit dem abschmelzenden
Einsatzrohr ausgerüsteten Kupolofen dazu zu benutzen, Schlackenbildner, wie Kalk,
Dolomit, Rotschlamm, Bauxit, Soda od. dgl., in die Schmelzzone einzuführen.
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Bei dem üblichen Kupolofenschmelzverfahren, bei welchem die Kalksteinzugabe
zu der Gattierung erfolgt, bildet sich bereits in den Ofenzonen oberhalb der Formebene
Schlacke. Soll nun in dem Kupolofen z. B. mit einer basischen Schlacke gearbeitet
werden, so hat diese auf Grund ihres hohen Kalkgehaltes auch einen höheren Schmelzpunkt
als saure Schlacken. Da die Temperatur oberhalb der Formebene für diesen hohen Schmelzpunkt
nicht immer ausreichend ist, können sich leicht unerwünschte teigige oder kalkige
Ansätze bilden, die erhebliche Ofenstörungen verursachen können. Hier bietet die
vorliegende Erfindung den Vorteil, daß man nur die sauren Schlackenbildner mit dem
Brennstoff in normaler Weise in den Ofen aufgibt, während man den Kalkstein ganz
oder größtenteils mittels des abschmelzenden Einsatzrohres der Schmelzzone getrennt
zuführt, so daß sich dort unter der Einwirkung der hohen Temperatur der Schmelzzone
erst eine hochbasische Schlacke bildet. Hierdurch werden Ofenstörungen vermieden,
und es besteht die Möglichkeit, den Kalkgehalt der Schlacke unabhängig von dem Futter
des Ofenschachtes auf ein sehr hohes Maß zu steigern.
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Im übrigen ist es fernerhin auch möglich, das abschmelzende Einsatzrohr
zur Zuführung von zusätzlichen festen oder flüssigen Brennstoffen in die Schmelzzone
zu benutzen, z. B. auch von solchen minderwertiger Qualität, geringer Größe od.
dgl., die normalerweise im Kupolofen nicht verwendet werden können.
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Die Beschickung des abschmelzenden Einsatzrohres kann kontinuierlich
oder auch absatzweise erfolgen, und die besten Ergebnisse werden dann erzielt, wenn
die Beschickung in Form von röhrenförmigen, die jeweils gewünschten Stoffe enthaltenden
Patronen erfolgt.
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Um bei der guten Wärmeleitfähigkeit des aus Eisen oder Stahl bestehenden
Einsatzrohres ein zu schnelles Abschmelzen desselben zu vermeiden und die notwendige
Festigkeit des Rohres zu gewährleisten, kann das Einsatzrohr und gegebenenfalls
die in ihm enthaltene Beschickung in geeigneter Weise durch ein flüssiges oder gasförmiges
Kühlmittel gekühlt -werden.
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Vorzugsweise ist das jeweils obere Ende des Einsatzrohres in an sich
bekannter Weise durch einen z. B. abnehmbaren Deckel verschlossen, damit keine Gase
durch das Einsatzrohr strömen und wodurch gegebenenfalls unerwünschte Beeinflussungen
der in dem Einsatzrohr enthaltenen Beschickungsstoffe eintreten könnten. Der Deckel
kann dabei gleichzeitig als Gewichtsbelastung ausgebildet sein und dienen und zum
Niederdrücken des Einsatzrohres im Maße seines Abschmelzens Verwendung finden.
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Schließlich ist noch Gegenstand der vorliegenden Erfindung, das abschmelzende
Einsatzrohr als Führung für eine durch es bis in die Schmelzzone oder bis in den
Ofensumpf einführbare Rohrsonde zu benutzen, mittels -welcher Legierungs-, Veredelungs-oder
dergleichen Behandlungsstoffe in die Schmelzzone oder unmittelbar in die im Ofensumpf
befindliche Schmelze eingeführt werden. Mittels dieses Verfahrens, bei welchem also
eine Rohrsonde durch das abschmelzende Einsatzrohr, beispielsweise durch die Schmelzzone
und Schlackendecke, hindurch bis in die im Ofensumpf befindliche Schmelze in den
Ofen eingeführt wird, gelingt es, Legierungs-, Veredelungs-oder Behandlungsstoffe
unmittelbar in das im Ofen befindliche geschmolzene Eisen einzuführen, so daß ein
nennenswerter Abbrand dieser Stoffe nicht eintritt; infolgedessen braucht man die
Menge dieser Stoffe praktisch nur nach ihrer für die Schmelze erforderlichen Wirksamkeit
zu bemessen, so daß man mit verhältnismäßig geringen Mengen dieser Stoffe auskommen
kann.