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Kippbarer metallurgischer Öfen, insbesondere Elektrogroßraumofen,
aus dem wahlweise nur Stahlschmelze oder Stahlschmelze mit Schlackenschmelze abgestochen
werden soll Bei feststehenden metallurgischen Öfen befindet sich das Stichloch in.
Höhe der Herdsohle und ist zum Zurückhalten der Schmelze durch einen feuerfesten
Stopfen verschlossen, während das Stichloch bei kippbaren Öfen meistens oberhalb
des Schlackenspiegels liegt. Es ist im allgemeinen offen und wird höchstens gegen
Ende der Charge leicht verschlossen, um Wärmeverluste und Sauerstoffzutritt zu unterbinden.
Sobald der Ofen in die Kippstellung gebracht wird, läuft aus dem Stichloch Schmelze
und Schlacke gleichzeitig aus. Es läßt sich zwar durch weiteres Kippen des Ofens
erreichen, daß der Schlackenspiegel über das Stichlochgewölbe ansteigt und somit
im weiteren Verlauf des Abstiches die blanke Schmelze läuft. In jedem Fall ist aber
zunächst ein nicht unbeträchtlicher Anteil an Schlacke in die Pfanne gelangt. Dies
ist in vielen Fällen unerwünscht.
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Außer den obengenannten, kippbaren Ofenarten sind auch COfen bekannt,
bei denen sich das Abstichloch am tiefsten Punkt des gewölbten Ofenbodens befindet.
Während der Schmelzzeit ist das Loch mit einem aufschmelzbaren Einsatz versehen,
der beispielsweise von innen mit Wasser gekühlt ist oder der mit einer wasserdurchströmten
Kühlschlange umgeben ist. Die Wasserkühlung sorgt dafür, daß der Einsatz die Schmelztemperatur
nicht erreichen kann und die Ausflußöffnung des Ofens folglich verschlossen bleibt.
Soll die fertige Stahlschmelze abgestochen werden, so wird die Wasserkühlung abgestellt,
wodurch der Einsatz selbst zum Schmelzen kommt und das Abstichloch geöffnet wird.
Es ist auch bereits bekannt, diesen Vorgang zu beschleunigen, indem der Einsatz
beispielsweise induktiv geheizt wird.
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Solche wassergekühlten Stichlocheinsätze sind in der Praxis unerwünscht,
weil es vorkommen kann, daß das Kühlwasser mit der flüssigen Stahlschmelze in Berührung
kommt. Die hierbei einsetzende Dampfentwicklung kann zu Explosionen gefährlichen
Ausmaßes führen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kippbaren metallurgischen
Ofen, insbesondere auf einen Elektrogroßraumofen, bei dem die Schmelze auf die oben
angedeutete Art abgestochen wird und bei dem es folglich nicht vermeidbar ist, daß
zunächst die auf der Schmelze befindliche flüssige Schlacke beim Kippen des Ofens
in die Stichlochhöhe kommt und dann erst die Stahlschmelze. Beim normalen Abstich
des geschmolzenen Stahles in eine Pfanne ist es oft nicht von Nachteil, wenn zunächst
nur Schlacke oder Schlacke und Stahl in die Pfanne läuft. Soll aber beispielsweise
aus einem derartigen kippbaren Großraumofen eine Stahlcharge abgestochen werden,
die in der Pfanne mit Legierungszuschlägen versehen werden muß, so befinden sich
diese Legierungszuschläge zunächst auf dem Boden der leeren Pfanne. Läuft nun beim
Kippen des Ofens Schlacke auf die Legierungszuschläge, so kann diese mit den Zuschlagmetallen
reagieren oder sie umhüllen, wodurch die Metalle weniger reaktionsfähig werden.
Für diese Art der Chargenführung ist es somit von Bedeutung, daß die Schlacke beim
Ankippen des Ofens nicht mit dem Stahl zugleich in die Pfanne läuft. Es ist deshalb
das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Ofen der obengenannten Art vorzuschlagen,
aus dem wahlweise entweder nur Stahlschmelze oder Stahlschmelze mit Schlackenschmelze
abgestochen werden kann. Der neue Ofen ist dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel
zum ausschließlichen Abziehen der Stahlschmelze ein Stichlochverschlußeinsatz vorgesehen
ist, der bei Einhaltung einer geeigneten Ofenkippgeschwindigkeit nicht durch die
Schlackenschmelze, sondern ausschließlich durch die Stahlschmelze aufschmelzbar
ist. Der neue Stichlochverschluß besteht beispielsweise aus einem Rohr, welches
dem Stichlochdurchmesser angepaßt ist und welches mit einem Verschlußdeckel versehen
ist. Dieses Rohr ist mit dem verschlossenen Ende zum Ofeninneren gerichtet in das
Stichloch eingeschoben, wo es gegebenenfalls mit feuerfesten Stoffen festgelegt
wird. Wird nun der Ofen gekippt, so vermag die Schlacke den Verschlußdeckel nicht
aufzuschmelzen. Es kann daher die Kippbewegung mit der üblichen Geschwindigkeit
so lange durchgeführt werden, bis der Schlackenspiegel über das Stichlochgewölbe
angestiegen
ist. Sodann. wirkt auf den Abschlußdeckel die Stahlschmelze ein, die den Deckel
und das Rohr aufschmilzt und das Abstichloch für das Auslaufen frei macht. .
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Der besondere Vorteil des neuen Stichlochverschlusses ist darin gelegen,
daß .es sich um einen einfach zu handhabenden, urgekühlten Verschluß handelt, der
nur in das Stichloch eingeschoben zu werden braucht. Die Stärke des Verschlusses
ist naturgemäß auf die Größe und damit auf die Kippgeschwindigkeit des Ofens abzustimmen.
Sie ist leicht sa zu bemessen, daß der Verschluß erst aufgeschmolzen wird, wenn
er auf seinem gesamten Durchmesser mit Stahlschmelze in Berührung kommt.
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Bei der Stahlherstellung ist es häufig üblich, mit sogenannten' Feinungsschlacken
zu arbeiten. Soll aus einer Charge, die mit einer derartigen Schlacke erschmolzen
wurde, eine Qualität mit höherem Schwefelgehalt hergestellt werden, so wird der
rückschwefelnde Zuschlag in die Pfanne gegeben. Auch in diesem Fall darf es nicht
sein, daß die Feinungsschlacke gleichzeitig mit dem Stahl in die Pfanne läuft, da
diese die Rückschwefelung der Stahlschmelze in beträchtlichem Umfang verhindern
würde.
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Andere Stahlqualitäten werden unter Oxydationsschlacke erschmolzen.
Wenn der Kohlenstoffgehalt derartig erschmolzener Chargen sich auf den gewünschten
Wert eingespielt hat, wird die Oxydationsschlacke entfernt und durch eine Feinungsschlacke
ersetzt, unter der im Ofen das Legieren durchgeführt wird. Alsdann wird die Charge
abgestochen. Es wäre wesentlich einfacher, derartige Chargen ohne vorheriges Abziehen
der Oxydationsschlacke unter Zurückhalten derselben im Ofen abzustechen und das
Legieren in der Pfanne vorzunehmen. Diese Arbeitsweise bringt eine wesentliche Verkürzung
der Gesamtehargendauer mit sich, setzt aber voraus, daß es gelingt, jedes Einlaufen
von Oxydationsschlacke in die Pfanne zu verhindern. Dies ist mit dem erfindungsgemäß
angegebenen kippbaren metallurgischen Ofen ohne weiteres möglich.
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Um den Gegenstand der Erfindung näher zu erläutern, wird auf die Zeichnungen
verwiesen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform des Stichlochverschlusses im
Schnitt dargestellt ist.
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Abb. 1 zeigt den Bereich des Stichloches in Arbeitsstellung, Abb.
2 in Kippstellung.
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In der Wandung des Ofens 1 ist an der Stelle, an der sich die Abstichrinne
2 befindet, in üblicher Weise das Stichloch 3 vorgesehen. Die auf dem geschmolzenen
Stahl 4 befindliche Schlackendecke 5 reicht in der Arbeitsstellung
- wie auch sonst üblich - bis zur Unterkante des Abstichloches 3.
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In das Abstichloch wird gemäß der Erfindung ein Rohr 6 vorzugsweise
aus Eisen oder Stahl eingesetzt, das durch einen angeschweißten Deckel 7 verschlossen
ist. Der Deckel 7 ist auf das Ofeninnere gerichtet. Um das Rohr im Abstichloch
3 festzulegen, ist es zweckmäßig, rings um das Rohr einen mehr oder minder
körnigen, feuerfesten Stoff aufzustampfen. Als besonders zweckmäßig hat sich körniges
Dolomit .erwiesen. Die Stampfung ist bei 8 angedeutet.
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In der Kippstellung befindet sich, wie aus Abb. 2 ersichtlich, die
Schlackendecke oberhalb des Stichlochgewölbes, so daß die Schmelze 4 auf
den Verschlußdeckel 7 einwirken und diesen aufschmelzen kann, wodurch das Stichloch
freigegeben wird. Während des Durchkippens in die in Abb. 2 dargestellte Lage wandert
die Schlackenschicht 5 an dem Verschluß vorbei, ohne diesen aufzuschmelzen, so daß
während der Kippbewegung die gesamte Charge einschließlich Schlacke im Ofen zurückgehalten
wird.
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Es ist lediglich notwendig, die Stärke des Verschlußdeckels 7 in Anpassung
an die gegebene Kippgeschwindigkeit zu wählen, damit unter allen Umständen sichergestellt
wird, daß der Verschluß nicht vorzeitig aufgeschmolzen wird.
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Zur Verdeutlichung des mit dem Verfahren gemäß der Erfindung zu erzielenden
Vorteilen sei erwähnt, daß beim Erstellen von sogenannten Massenstählen in Großraum-Elektrolichtbogenöfen,
bei denen sonst die Oxydationsschlacke entfernt, eine Feinungssehlacke aufgebracht
und das Fertigmacher der Charge vor dem Abstich im Ofen durchgeführt wurde, nunmehr
ohne Entfernung der Oxydationsschlacke unmittelbar abgestochen und das Fertigmacher
der Charge in der Pfanne durchgeführt werden kann. Dadurch ergibt sich eine Einsparung
der Gesamtchargendauer von etwa 3/4 Stunden. Das Verfahren ist aber auf diese Schmelzführung
nicht beschränkt, sondern läßt sich für die Erstellung von Sonderstahlqualitäten,
bei denen es auf die Zurückhaltung der Reduktionsschlacke entscheidend ankommt,
ebenfalls mit großem Vorteil anwenden. Im übrigen ist es überall anwendbar, wo in
kippbaren Öfen Schmelzen erstellt werden, die unter Zurückhaltung von Schlacke abgestochen
werden müssen.