DE1059152B

DE1059152B - Arrangement for charging a shaft furnace with metal waste via a special downpipe arranged on the side of the furnace shaft

Info

Publication number: DE1059152B
Application number: DEC6797A
Authority: DE
Inventors: Arthur Croft; Maurice Thomas James Goff; Douglas William Hammond
Original assignee: Crofts Engineers Ltd
Current assignee: Crofts Engineers Ltd
Priority date: 1951-12-11
Filing date: 1952-12-11
Publication date: 1959-06-11
Also published as: GB742575A; NL84817C

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein« Anordnung zum Beschicken eines Kupolofens mit Metallabfällen, z. B. mit Bohrspänen, Drehspänen, Schleifschlamm usw., d. Ti. von pulverisiertem oder körnigem Metall, Legierungen oder anderen Stoffen, etwa auch pulverisierten nietallreichen Erzen und Mischungen von Metallabfällen mit anderen Stoffen.The invention relates to an «arrangement for charging a cupola with metal waste, e.g. B. with drilling chips, turnings, grinding sludge, etc., d. Ti. Of powdered or granular metal, alloys or other substances, such as pulverized ores rich in rivets and mixtures of metal waste with other fabrics.

Es ist bekannt, der üblichen Hauptbeschickung eines Gießerei-Kupolofens eine Hilfscharge aus Metallabfällen beizufügen, um letztere wenigstens teilweise aufzuarbeiten. Den Metallabfall unmittelbar mit der Hauptcharge zu mischen ist aber insofern ungünstig, als dabei nur ein begrenzter Teil des Abfalls so lange im Ofen verbleibt, bis er die Schmelzzone erreicht. Ein beträchtlicher Teil des beigemengten Abfalls ward durch den von den Gebläsedüsen herrührenden Luftstrom wieder aus dem Ofen herausgedrückt. Hinzu kommt, daß der von der Hauptcharge mitgenommene Teil des Metallabfalls infolge des langsamen Absinkens gegen die Schmelzzone hin einer beträchtlichen Oxydation und Schwefelabsorption ausgesetzt ist. Hierdurch wird die Ausbeute an Metall verringert, und es ergeben sich metallurgische Schwierigkeiten, z. B. unregelmäßige Metallzusammensetzungen.It is known that the usual main charge of a foundry cupola is an auxiliary charge of scrap metal to be included in order to at least partially process the latter. The metal scrap immediately with the However, mixing the main batch is unfavorable in that it only takes a limited part of the waste for so long remains in the furnace until it reaches the melting zone. A considerable part of the added waste was pushed out of the oven again by the air flow from the fan nozzles. In addition comes that the part of the metal waste carried along by the main batch is due to the slow sinking is exposed to considerable oxidation and sulfur absorption towards the melt zone. This reduces the metal yield and creates metallurgical difficulties z. B. irregular metal compositions.

Man hat zur Verhütung dieser Nachteile bereits vorgeschlagen, den Abfall zu brikettieren, um hierdurch einen größeren Teil der Abfallstoffe bis in die Schmelzzone zu bringen. Das Brikettieren ist jedoch umständlich und kostspielig, abgesehen davon, daß die Briketts unter dem Druck der Charge leicht zerrieben werden. Der weiter gemachte Vorschlag, den Metallabfall in Kästen abzupacken und diese in den Ofen einzuführen, verursacht hohe Arbeitskosteii, ohne daß Gewähr für die Haltbarkeit der Behälter bestünde.It has already been proposed to prevent these disadvantages to briquette the waste to thereby to bring a larger part of the waste materials into the melting zone. Briquetting is however awkward and expensive, apart from the fact that the briquettes easily crushed under the pressure of the batch will. The further proposal to pack the metal waste in boxes and put them in the oven introduce high labor costs without Guarantee for the durability of the container would exist.

Aus negativen Erfahrungen dieser Art ist man auf den Gedanken gekommen, die Abfälle direkt in die Sc'hmelzzone einzubringen. Es haben sich dabei zwei unterschiedliche Arten von Lösungen herausgebildet. Nach der ersten Art werden die Metallspäne über separate Öffnungen und z. B. mittels Kolbendruck in Höhe der Schmelzzone in den Schachtofen befördert, während bei der anderen Methode die Metallabfälle mehr oder weniger parallel zur Luftströmung durch separate Leitungen in die Schmelzzone gedrückt werden. Die dazu erforderlichen Einrichtungen sind indessen verwickelt und teuer; zudem gewährleisten sie nicht zuverlässig einen einwandfreien Betrieb. Um ihre Unsicherheit zu beseitigen, ist man zwar gemäß einer weiteren, bekannten Anordnung dazu übergegangen, Metallspäne durch eine in der Winddüse des Kupolofens vorgesehene Spezialdüse mit erhöhter Druckluft in die Schmelzzone des Ofens zu treiben. Die Verteuerung, die diese mit zweierlei Druck arbeitende Anlage erfordert, wird jedoch durch die Güte Anordnung zum BeschickenFrom negative experiences of this kind one has the idea of putting the waste directly into the Bring melting zone. Two different types of solutions have emerged. According to the first type, the metal chips are through separate openings and z. B. by means of piston pressure in The height of the melting zone is transported into the shaft furnace, while with the other method the metal waste are pressed more or less parallel to the air flow through separate lines into the melting zone. The facilities required for this, however, are complex and expensive; they also guarantee does not reliably operate properly. In order to remove their uncertainty, one is in accordance Another, known arrangement went over to metal chips through a nozzle in the To drive the special nozzle provided for the cupola with increased compressed air into the melting zone of the furnace. The increase in price that this system requires, which works with two types of pressure, is, however, due to the quality Arrangement for loading

eines Schachtofens mit Metallabfällenof a shaft furnace with metal waste

über ein seitlich des Ofenschachteson the side of the furnace shaft

angeordnetes besonderes Fallrohrarranged special downpipe

Anmelder:Applicant:

Crofts (Engineers) Limited,
Thornbury, Bradford (Großbritannien)Crofts (Engineers) Limited,
Thornbury, Bradford (UK)

. Vertreter: Dr.-Ing. F. Mayer, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Hüttenweg 15. Representative: Dr.-Ing. F. Mayer, patent attorney,
Berlin-Dahlem, Hüttenweg 15

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Dezember 1951 und 8. August 1952Claimed priority:
Great Britain December 11, 1951 and August 8, 1952

Arthur Croft, Maurice Thomas James GoffArthur Croft, Maurice Thomas James Goff

und Douglas William Hammond,and Douglas William Hammond,

Thornbury, Bradford, Yorkshire (Großbritannien),Thornbury, Bradford, Yorkshire (UK),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

des Endproduktes nicht gerechtfertigt, da sich auch hierbei metallurgische Mängel zeigen.of the end product is not justified, since this also shows metallurgical defects.

Die Erfindung verfolgt nun das Ziel, die geschilderten Nachteile zu beseitigen, also die Beimengung von Metallabfall zur Hauptcharge eines Kupolofens so zu gestalten, daß dieser Abfall einerseits nicht aus dem Ofen ausgetrieben werden kann, andererseits aber auch nicht zu lange in der Hauptcharge verbleibt, wo er erheblicher Oxydation bzw. Schwefelabsorption aus* gesetzt sein könnte.The invention now pursues the goal described To eliminate disadvantages, i.e. the addition of metal waste to the main batch of a cupola furnace so too design so that this waste cannot be driven out of the furnace on the one hand, but also on the other hand does not remain in the main batch for too long, where there is considerable oxidation or sulfur absorption from * could be set.

Hierbei geht die Erfindung von einer Anordnung zum Beschicken eines Kupolofens mit Metallabfällen aus, wonach letztere über ein seitlich des Ofenschachtes angeordnetes, besonderes Fallrohr in die Hauptcharge eingeleitet werden. Das Neue besteht darin, daß das oder mehrere Fallrohre unmittelbar über der Schmelzzone in den Ofenschacht münden und an ihrer Mündung mit Lockerungswerkzeugen versehen sind, durch welche die unter Schwerkraft nachgleitende Abfallsäule ungeballt in den Strom der Hauptcharge überführbar ist.The invention is based on an arrangement for charging a cupola furnace with metal waste from, after which the latter into the main batch via a special downpipe arranged on the side of the furnace shaft be initiated. The novelty is that the or more downpipes immediately above the Melting zone open into the furnace shaft and are provided with loosening tools at their mouth, through which the column of waste, which slides under gravity, is unballed into the flow of the main batch is transferable.

Einer der führenden Gesichtspunkte für diesen Vorschlag ist, die Abfallzuführung nicht direkt in die Schmelzzone, sondern in den Bereich dicht oberhalb der Schmelzzone zu verlegen. Es handelt sich hierbei nämlich um denjenigen Bereich, in welchem der Ab-One of the leading considerations for this proposal is that waste is not fed directly into the Melting zone, but rather in the area just above the melting zone. It is here namely the area in which the

909 530/196909 530/196

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fall einem Minimum an Oxydation und Schwefel- sich von der Einlaßöffnung 4 nach unten erstreckt,if there is a minimum of oxidation and sulfur- extends downward from the inlet port 4,

absorption unterliegt, vor allem auch des'halb, weil Der eintretende Abfall wird sich somit in dieser Aus-is subject to absorption, especially because the incoming waste will thus be

hier der meiste Sauerstoff rasch vom benachbarten sparung ansammeln und in die Zwischenräume derThis is where most of the oxygen accumulates rapidly from the neighboring savings and into the interstices of the

Brennstoffbett verbraucht wird. Zugleich wird auch Hauptbeschickung 8 gelangen, wobei die BewegungFuel bed is consumed. At the same time, the main charge 8 will arrive, with the movement

dur.ch die über der Abfallzufuhr liegende Hauptcharge 5 der Hauptcharge über die Fläche dieser Aussparungdur.ch the main batch 5 of the main batch lying above the waste feed over the area of this recess

ein-unerwünschtes Ausblasen des Abfalls verhindert. hinweg selbsttätig den Abfall mit der Beschickungprevents unwanted blowing out of the waste. automatically removes the waste with the loading

Für die-erfindungsgemäße Anordnung ist es sodann nach innen und unten zu ziehen sucht. Der aufwärts auch kennzeichnend, daß der Metallabfall zwar in gerichtete Zug wird ferner den Abfall seitlich über Form einer zusammenhängenden Säule in den Kupol- den Boden der Hauptbeschickung verteilen,
ofen eingeführt, dabei aber nicht etwa unter kompak- 10 Es können verschiedene Methoden und¹ Vorrichtunter Verdichtung vorwärts gepreßt wird. Dies hat zur gen .verwendet werden, um den Abfall zu der Einlaß-Folge, daß die Abfallsäule zwar wie eine Abdichtung öffnung zu befördern. Eine zweckdienliche Bauart, die wirkt und keine zusätzliche Luft in die Schmelzzone in Fig. 1 gezeigt ist, weist einen Förderstutzen 11 auf, dringen läßt, daß aber andererseits der Abfall die welcher am Gehäuse 6 über der Zuführungsöffnung 4 Möglichkeit behält, in verhältnismäßig lockerer Form i$ angebracht ist und einen schrägverlaufenden Förderz.ur Hauptcharge hinzuzutreten, um so von dieser im kanal 12 aufweist. Dieser Kanal ist vorzugsweise aus Maße des' Nachschubs leicht und gleichmäßig mitge- metallischem und feuerfestem Material gebildet und norhmen zu werden. verbindet den Einlaß 9 mit einer nach oben ragendenFor the arrangement according to the invention, it is then sought to pull inwards and downwards. The upwards also characterizing that the metal waste, although in a directed train, will also distribute the waste laterally in the form of a coherent column in the cupola bottom of the main charge,
furnace introduced, but not under compact 10 Various methods and ¹ device can be pressed forwards with compaction. This has to be used to convey the waste to the inlet sequence that the column of waste, although like a sealing opening. A useful design, which works and no additional air is shown in the melting zone in Fig. 1, has a conveying nozzle 11, allows penetration, but that on the other hand the waste that remains on the housing 6 above the feed opening 4, in a relatively loose form i $ is attached and an inclined conveyor to join the main batch in order to have it in channel 12. This channel is preferably formed and standardized easily and uniformly with metallic and refractory material from the dimensions of the replenishment. connects the inlet 9 with an upwardly extending one

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sind in Beschickungskammer 13, die von Hand oder auch der Zeichnung zwei Ausführungsformen beispielhaft 20 selbsstätig mit Abfall beschickt wird. Um zu verhindargestellt, wobei jede der Zeichnungsfiguren 1 und 2 dem, daß die Bewegung des Abfalls aufgehalten wird, einen Kupolofen in Ansicht und teilweise im Längs- ist der Förderstutzen mit einer Fönderstange 14 verschnitt wiedergibt. sehen, die in dem schrägliegenden Förderkanal unter-To further illustrate the invention are in loading chamber 13, by hand or the drawing shows two embodiments, for example 20, is automatically charged with waste. To prevent each of the drawing figures 1 and 2 denoting that the movement of the waste is stopped, a cupola furnace in view and partially in the longitudinal direction of the conveyor nozzle is blended with a feeder rod 14 reproduces. see which in the inclined conveyor channel

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist gebracht ist. Diese Stange hat an ihrem unteren Ende ein Kupolofen 2 von an sich bekannter Bauart so aus- 25 Vorsprünge, die dazu dienen, den Abfall gegen die gebildet, daß er sich zur Einführung von Metallabfall, öffnung 9 hin zu drängen, indem die Förderstange und zwar vorzugsweise ganz nahe der Schmelzzone 3 auf den Einlaß zu bewegt wird. Der Förderstange des Ofens eignet. Eine schrägliegende öffnung 4 ist in kann eine hin- und hergehende Bewegung erteilt werder feuerfesten Auskleidung 5 und in dem Gehäuse 6 den, um zu gewährleisten-, daß der Abfall nicht stehendes Ofens an einer Stelle oberhalb der Gebläsedüsen 7 30 bleibt, sondern in einem Strom auf die Auslaßöffnung und unterhalb der Ebene der Hauptbeschickungstür 1 zu befördert wird, um in die Ofencharge einzutreten, gebildet. Lage, Gestalt und Abmessungen dieser OfF- Für die hin- und hergehende Bewegung der F ordernung werden für jeden Kupolofen festgelegt und -hän- stange kann irgendeine geeignete Einrichtung, beigen: Von dem Durchsatz des Ofens, seiner Höhe und spielsweise ein Motor 15, verwendet werden, welcher Tragfähigkeit und von dem Druck und Volumen der 35 eine Verlängerung der Stange 14 über eine Steuer-Luftzuleitung ab. Es müssen gewisse wesentliche Er- scheibe 16 oder einen. Exzenter und einen geeigneten fordernisse für die Festlegung der erwähnten Lage Lenker 17 betätigt. Der Motor 15 kann ein mechanider öffnung erfüllt sein. In erster Linie muß die scher, elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Hilfsbeschickung in den Kupolofen an solcher Stelle Motor sein. Der Metallabfall wird in die Beschickungseiritreten, daß Metall, Koks und Kalkstein oder an- 40 kammer 13 in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsdere zur Hauptcharge 8 gehörige Stoffe das vorzeitige weise von Hand oder durch einen Elevator oder eine Ausschleudern des Abfalls aus dem oberen Ende 2 α Fördervorrichtung entweder in kleinen Mengen oder des Kupolofens durch die „von der Verbrennungszone von Vorratsbunkern oder -trichtern aus eingebracht, aus nach oben gerichtete Strömung der Gase verhin- Das Volumen der Hilfsbeschickung aus Abfall kann dem. Zweitens muß der Abfall schnell bis zu seinem 45 entsprechend den auftretenden Erfordernissen inwer-Schmelzpunkt erhitzt werden, um in das geschmolzene halb eines weiten Bereiches eingestellt werden, um den Metall und die Schlacke, die von der Hauptbeschickung chemischen oder physikalischen Anforderungen· des erzeugt werden, einzutauchen und um so den Zeitraum aufzubereitenden Metalls Rechnung zu tragen; die auf ein Mindestmaß zu verringern, in dem die Oxy- Förderöffnung 4 sowie die Einlaßöffriving 9 können dation und die .Schwefelabsorption des Abfalles statt- 50 dementsprechend dimensioniert werden, wobei Anlage finden könnte. Drittens muß der Abfall mit fortschrei- und Arbeitsweise der Beschickungs- und Förderein-■tende.m Schmelzprozeß durch die normale Abwärts- richtung entsprechend den besonderen Bedingungen bewegung der Hauptcharge 8 innerhalb des Ofens in abgeändert werden können. So können beispielsweise, die Schmelzzone 3 des Kupolofens eingeführt werden. wenn dies erwünscht ist, bestimmte Mengen vonIn the embodiment shown in Fig. 1 is brought. This rod has at its lower end a cupola 2 of a type known per se so from 25 projections which serve to hold the waste against the formed that he is for the introduction of metal waste, opening 9 to urge by the conveyor rod and preferably very close to the melting zone 3 is moved towards the inlet. The conveyor rod of the oven. An inclined opening 4 can be given a reciprocating movement refractory lining 5 and in the housing 6 to ensure that the waste does not stand Oven at a point above the fan nozzles 7 30 remains, but in a stream to the outlet opening and conveyed below the level of the main loading door 1 to enter the furnace load, educated. The location, shape and dimensions of this ofF- For the reciprocating movement of the F order are fixed for each cupola and hanging rod can be any suitable device, beige: From the throughput of the furnace, its height and, for example, a motor 15, which can be used Load capacity and the pressure and volume of 35 an extension of the rod 14 via a control air supply line away. There must be certain essential discs 16 or one. Eccentric and a suitable one requirements for the determination of the mentioned position handlebar 17 actuated. The engine 15 may be a mechanider opening be fulfilled. First and foremost it must be shear, electrical, pneumatic or hydraulic Auxiliary charge in the cupola at this point be the motor. The scrap metal will enter the loading system, that metal, coke and limestone or an- 40 chamber 13 in any suitable manner, for example they substances belonging to the main batch 8 prematurely by hand or by an elevator or a Ejecting the waste from the upper end 2 α conveyor either in small quantities or of the cupola furnace through the "brought in from the combustion zone of storage bunkers or hoppers, from upward flow of the gases prevented. The volume of auxiliary feed from waste can to the. Second, the waste must rapidly reach its 45 melting point as required be heated to be set in the melted half of a wide range to the Metal and the slag produced by the main charge chemical or physical requirements · des are generated, to be immersed in order to take into account the period of metal to be processed; the to reduce to a minimum, in which the oxy delivery opening 4 and the inlet opening 9 can dation and the .Sulfur absorption of the waste instead of 50 are dimensioned accordingly, with plant could find. Thirdly, the waste must continue with the progress and operation of the charging and conveying end Melting process through the normal downward direction according to the special conditions Movement of the main batch 8 within the furnace can be changed into. For example, the melting zone 3 of the cupola furnace are introduced. if so desired, certain amounts of

Es hat sich herausgestellt, daß, wenn- der Auslaß 9 55 Metallabfall je Tonne Metall der HauptbeschickungIt has been found that when the outlet 9 is 55 scrap metal per tonne of main charge metal

aus der Zuführungsöffnung 4 unmittelbar über der selbsttätig zugeführt werden.from the feed opening 4 directly above the automatically fed.

normalen Höhenlage des^: Koks- oder eines anderen Es ist zu bemerken, daß, wenn auch bei der obennormal altitude of the ^: coke or any other It should be noted that, albeit at the above

Brennstoffbettes 10 des Ofens liegt, welches gegebenen- beschriebenen Ausführungsform der Erfindung nurFuel bed 10 of the furnace is, which given-described embodiment of the invention only

falls,;beim Arbeiten die Schmelzzone bildet, der durch eine, einzige Einlaßöffnung vorgesehen ist, auch meh-if,; when working the melting zone, which is provided by a single inlet opening, also several

diesen Auslaß eingebrachte Abfall unmittelbar in die fio rere solche Einlaßöffnungen für den Abfall vorgesehenThis outlet introduced waste directly into the fio rere such inlet openings provided for the waste

■Schmelzzone gelangt, wodurch die Periode der Oxy- . sein können, im besonderen in Verbindung mit größe-■ melt zone arrives, eliminating the period of oxy-. can be, especially in connection with size-

da.tion und,der Schwefelabsorption auf das äußerste ren Kupolöfen. Ferner können., wenn dies erwünschtda.tion and, the sulfur absorption on the outermost cupola. Furthermore, if so desired

Mindestmaß verringert wird. Ferner wird fast die ist, diese Einlaßöffnungen in den Ofen oberhalb derMinimum dimension is reduced. Further, almost that is, these inlet openings into the furnace are above the

volle Masse-der Hauptbeschickung 8 über dem Abfall Schmeizzone mündend in verschiedenen Höhenlagenfull mass of the main charge 8 above the waste melting zone opening out at different altitudes

liegen:· Dies hat die bestimmte Wirkung, den Abfall 65 angeordnet sein.lie: · This has the specific effect that waste 65 will be arranged.

in dem Ofen zurückzuhalten und somit Verluste auf Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sindto be retained in the furnace and thus losses on. In the embodiment shown in FIG

ein Mindestmaß zu verringern. zwei Förderkanäle 18, die einen im wesentlichen ab-reduce to a minimum. two conveying channels 18, which essentially

^; Um die Einführung des Abfalls zu erleichtern, hat geflachten, rohrartigen Querschnitt haben, zwischen ^; In order to facilitate the introduction of the waste, it has to have a flattened, tubular cross-section between

die in der feuerfesten Auskleidung 5 gebildete öff- der feuerfesten Auskleidung 5 und dem Gehäuse 6 an-the open-ended refractory lining 5 formed in the refractory lining 5 and the housing 6

nu'ng 9 die Form einer länglichen Aussparung, die 70 geordnet, wobei ihre Einlaßöffnungen 9 sich in ver-nu'ng 9 the shape of an elongated recess, which 70 is ordered, with its inlet openings 9 in different

schiedener Höhe befinden. Wenn es erforderlich ist, können wieder zwangläufige Fördervorrichtungen, z. B. nach Art der Förderstangen 14, benutzt werden, um ein Hängenbleiben des Abfalles in Kanälen zu vermeiden. Sollte es zweckdienli'cher sein, so könnten die Kanäle 9 auch auf der Außenseite des Gehäuses nach unten führen. Bei dieser abgeänderten Anordnung wird das Beschicken des Ofens mit Abfall und mit der Hauptcharge von ein und derselben Region aus vorgenommen. different heights. If necessary, compulsory conveying devices, z. B. in the manner of the conveyor rods 14, can be used to prevent the waste from getting stuck in channels avoid. Should it be more expedient, the channels 9 could also be on the outside of the housing lead down. With this modified arrangement, the furnace is charged with waste and with the Main batch made from the same region.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for charging a cupola with metal waste, which is via a side of the The special downpipe arranged in the furnace shaft is fed to the main batch, characterized in that that the or more downpipes (11,13) directly above the melting zone (3) in the furnace shaft open out and at their mouth with

Loosening tools (14) are provided through which the column of waste slides under gravity can be transferred unballed into the stream of the main batch.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by one in a recess (9) of the furnace lining (5) opening filling channel (12) which supplies metal waste from a filling funnel (13), contains a closed column of waste serving as an air shield, which has the effect of the bis is subject to loosening tool reaching into the recess (9).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that a loosening tool with radial lugs provided rod (14) which is movable to and fro in the filling channel (12).

Considered publications:
German patents No. 699 962, 424 228,
275, 681071.

1 sheet of drawings