DE1133513B

DE1133513B - Elektrischer Schmelzofen fuer Hochofenschlacke od. dgl.

Info

Publication number: DE1133513B
Application number: DEV18411A
Authority: DE
Inventors: Georg Gutschy
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1959-04-18
Filing date: 1960-04-07
Publication date: 1962-07-19

Description

Elektrischer Schmelzofen für Hochofenschlacke od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schmelzofen für Hochofenschlacke od. dgl. Bei der Herstellung von Schlackenwolle wird bekanntlich die Hochofenschlacke od. dgl. geschmolzen und die freifließende Schmelze mit einem Preßluft- oder Dampfstrahl verblasen. Zum Schmelzen der Schlacke werden bisher meist Schachtöfen verwendet, die wie ein Kupolofen betrieben und schichtweise abwechselnd mit den Rohstoffen und mit Koks beschickt werden. Es hat sich aber gezeigt, daß sich beim Einschmelzen der Schlacke in derartigen Öfen eine Qualitätsverminderung der Schlackenwolle ergibt, die wohl auf Verunreinigungen und chemische Beeinflussungen im Schachtofen zurückzuführen ist. Außerdem haben Schachtöfen verhältnismäßig große Abmessungen, erfordern einen erhöhten Herstellungsaufwand und sind unwirtschaftlich im Betrieb. Um diesen übelständen abzuhelfen, wurde auch schon die Verwendung eines elektrischen Schlackenschmelzofens versucht. Bei diesem Ofen mit direkter Widerstandsheizung erfolgt das Ablassen der Schmelze durch Überfließen des Badinhaltes, wobei wegen der großen Zerstörungskraft der flüssigen Schlacke gegenüber anderen Stoffen alle mit der Schlacke in Berührung kommenden Ofenteile sowie die Elektroden aus einer Kohlenstoffmasse bzw. aus Graphit bestehen. Das Überfließen des Badinhaltes gibt nun aber der Luft Zutrittsmöglichkeit in größerem Ausmaß, und es wird daher bei der für den Abfluß notwendigen hohen Temperatur die Kohleisolierung rasch weggebrannt.
Bekanntlich ändert sich die Viskosität je nach der Zusammensetzung der Schlacke häufig innerhalb eines engen Temperaturbereiches beträchtlich, wogegen für das Verblasen in vielen Fällen die Einhaltung einer bestimmten Viskosität notwendig ist. Ein wesentlicher Nachteil aller bisherigen Schlackenschmelzöfen besteht daher darin, daß die Schmelze auf ihrem Weg vom Ofeninnern bzw. vom Bad bis zur Verblasungsstelle laufend Wärme abgibt und dadurch an Viskosität verliert, wobei außerdem stets mit der Gefahr der Versteifung des Ausflusses gerechnet werden muß. Treten Störungen im Ofenbetrieb, z. B. wegen Stromausfalls, auf, kommt es zu einem Einfrieren der Schlacke, und es muß diese wenigstens im Bereich des Ausflusses auf mechanischem Weg entfernt werden, was zu unvermeidbaren Beschädigungen der Isolierung bzw. der Ausmauerung führt.
Zur Beseitigung dieser Mängel wird erfindungsgemäß im wesentlichen vorgeschlagen, die an sich bekannte zusätzliche elektrische Beheizung des im Bodenbereich liegenden Abflußkanals so auszubilden, daß der aus einem Rohr aus Graphit oder anderem schlacken- und temperaturfesten leitfähigen Material bestehende Abflußkanal an seinen Enden mit je einer Elektrode verbunden und unter Zwischenfüllung von Isoliermaterial von einem Schutzrohr umschlossen ist und selbst den Heizwiderstand bildet.
Es wird also der Schmelze auf dem Weg vom Bad nach außen zumindest keine Wärme mehr entzogen, vorteilhaft sogar Wärme zugeführt, so daß die Viskosität der Schlacke auf ihrem Weg zur Austrittsstelle eher zunimmt und man hinsichtlich der Viskositätseigenschaften der Schlacke an der Verblasungsstelle nicht mehr unmittelbar an die Verhältnisse im Badinnern gebunden ist. Es kann dadurch auch die dem Gesamtbad zugeführte Energie verringert werden, womit die Wärmeverluste des gesamten Ofens sinken. Bei eingefrorener Schlacke ist es möglich, die im Abflußkanal enthaltene Schlacke wieder zu verflüssigen, so daß anschließend der Ofenbetrieb ohne mechanische Gewaltanwendung wieder aufgenommen werden kann. Da der Abflußkanal im Bodenbereich angeordnet und so gewissermaßen als Grundablaß ausgebildet ist, weist die austretende Schlacke eine gleichmäßigere Temperatur und infolge des auf ihr lastenden hydrostatischen Druckes auch eine gleichmäßigere Strahlintensität, Geschwindigkeit usw. auf. Dadurch ergibt sich eine günstige Vergleichmäßigung des in der nachgeschalteten Schlackenwollenlage herzustellenden Produktes. Ferner wird durch die tiefe Anordnung des Abflußkanals ein Entmischen der Schlacke verhindert. Enthält beispielsweise eine Schlacke Eiseneinschüsse, so sinkt, falls der Schlakkenablaß oben angeordnet ist, das Eisen im Bad zu Boden, und es entsteht allmählich ein Eisensumpf, der zu Kurzschlüssen und zu einer Verkürzung der Ofenreise führt. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung fließt dagegen die Schlacke dauernd in der vorhandenen Zusammensetzung wieder ab. Durch das zwei Elektroden verbindende Graphitrohr od. dgl. wird hinsichtlich des Abflußkanals eine indirekte Widerstandsheizung erreicht. Das das Abflußrohr umschließende Schutzrohr verhindert den Luftzutritt selbst durch Risse oder kleinste Spalten des Mauerwerkes, erhöht also die Dauerhaftigkeit des Graphitrohres wesentlich und ist somit für das einwandfreie Funktionieren des Schmelzofens im Dauerbetrieb von besonderer Bedeutung. Da der Raum zwischen Abfluß- und Schutzrohr mit temperaturfestem Isoliermaterial ausgefüllt ist, werden die Wärmeverluste weiter verringert. Um den Luftzutritt auch von der Austrittsstelle her zu verhindern, kann das Abflußrohr in einen Überlauf münden. Es ist zweckmäßig, wenn der an den Eingang des Abflußrohres anschließende Austrittsbereich des Bades in die zusätzliche Beheizung mit einbezogen wird.
Elektrische Ausflußheizungen sind zwar schon bekannt, jedoch kamen diese bisher noch nicht bei Schmelzöfen, sondern nur bei Schlackentransportgefäßen zur Anwendung, um den Schlackenabfluß während einer begrenzten Zeit sicherzustellen. Dabei besteht die Heizeinrichtung aus einer am Boden des Gefäßes angeordneten, mit wenigstens einer Abflußöffnung versehenen Graphitplatte, an die Polschuhe angelegt sind. Da für die Bodenplatte keinerlei Schutz gegen Luftzutritt vorhanden ist, muß sie bald verbrennen und ist für Dauerbetrieb völlig ungeeignet. Außerdem reicht die geringe Stärke der Platte nicht aus, um die Temperatur des durchströmenden Schlakkenstrahles maßgeblich zu beeinflussen, es ist hierfür viehhehr ein beheizter Kanal entsprechender Länge erforderlich. Die bekannte Ausflußheizung könnte also die sich bei einem Schmelzofen ergebenden Aufgaben nicht erfüllen. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schmelzofens für Hochofenschlacke schematisch im Axialschnitt.
Innerhalb eines zylindrischen Stahlblechmantels 1, der mit einer Bodenplatte 2 verschweißt ist, sind eine Isoliersteinausmauerung 3, eine Ausmauerung 4 aus sogenannten Feuerleichtsteinen mit hoher Isolierfähigkeit und eine Schamottesteinausmauerung 5 vorgesehen. Mit 6 ist ein Kohlenstoffstein als Grundplatte bezeichnet, während der eigentliche Schmelzraum 7 mit einer Kohlenstoffstampfmasse 8 ausgekleidet ist. Zur Beheizung sind eine feste Graphitelektrode 9 sowie eine bewegliche Graphitelektrode 10 vorgesehen. Der im Bodenbereich liegende Abflußkanal wird von einem Graphitrohr 11 gebildet, das zwei zusätzliche Elektroden 12, 13 miteinander verbindet. Ein zusätzliches Schutzrohr 14 umschließt das Graphitrohr 11, wobei zwischen Schutz- und Graphitrohr Isoliermaterial 15 eingefüllt ist. Mit 16 ist eine zunderfeste Abschlußplatte bezeichnet, die einen überlauf 17 trägt, in den das Graphitrohr 11 mündet. Auf Grund dieser Ausbildung ist das Graphitrohr 11 gegen jeden Luftzutritt gesichert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schmelzofen für Hochofenschlacke od. dgl. mit elektrischer Beheizung des im Bodenbereich liegenden Abflußkanals, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Rohr (11) aus Graphit oder anderem schlacken- und temperaturfesten leitfähigen Material bestehende Abflußkanal an seinen Enden mit je einer Elektrode (12,13) verbunden und unter Zwischenfüllung von Isoliermaterial (15) von einem Schutzrohr (14) umschlossen ist und selbst den Heizwiderstand bildet.
2. Schmelzofen nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß das Abflußrohr (11) in einen Überlauf (17) mündet.
3. Schmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Eingang des Abflußrohres (11) anschließende Austrittsbereich des Bades in die Beheizung des Abflußkanals mit einbezogen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 962 744; deutsche Patentanmeldung R 6677 VI/31 a, (bekanntgemacht am 30. 10. 1952); deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1749 643.