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Umsteuerbarer Siemens-Martin-Kippofen Es sind durch Gas- oder Ölbrenner
befeuerte Siemens-Martin-Kippöfen bekannt, die anstatt der sonst üblichen Gas- und
Luftzüge mit an den Stirnseiten befindlichen Abzügen ausgestattet sind, die jeweils
nur einen einzigen kreisförmigen Kanal aufweisen, der dergestalt an den Ofen angeschlossen
ist, daß seine Mittellinie im wesentlichen mit der Kippachse des Herdes zusammenfällt.
Durch eine Öffnung im Mauerwerk der Abzüge ragen von jeder Seite des Ofens her die
reversierend betriebenen Brenner durch die Abzugskanäle hindurch in den Ofenraum.
Zum Stand der Technik gehört auch das Frischen des Kippofencinsatzes mit Sauerstoffgas,
das mittels einer durch das Gewölbe oder eine Stirnwand des Ofens eingeführten Lanze
auf oder auch unter das zu frischende Metall geblasen wird. Die Anordnung der Lanze
im Gewölbe oder einer Stirnwand des Ofens stört den Kippbetrieb, so daß das Gerät
vor dem Kippen ausgebaut werden muß. Mit Sauerstoff frischende Kippöfen benötigen
nach wie vor eine zusätzliche Beheizung, und zwar zum Anwärmen und Aufschmelzen
der Zuschläge oder des im festen Zustand chargierten Metalls sowie für die Beheizung
des Ofens beim Ausbessern der Zustellung durch Stampfen od. dgl., das bekanntlich
nur in heißem Zustand des Ofens und der Massen erfolgen kann. Die Erfindung befaßt
sich nun mit der Aufgabe, einen mit Sauerstoffgas frischenden Kippofen zu schaffen,
mit einer solchen Anordnung von Sauerstofflanzen und Brennern, die ein ungestörtes,
betriebssicheres und von der bisherigen Art praktisch nicht abweichendes Arbeiten
des Ofens gewährleistet.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einem umsteuerbaren Siemens-Martinofen
mit kippbarem Herd und an den Stirnseiten befindlichen Abzügen, die jeweils mit
nur einem einzigen, kreisförmigen Kanal ausgestattet sind, der dergestalt an den
Ofen angeschlossen ist, daß seine Mittellinie im wesentlichen mit der Kippachse
des Herdes zusammenfällt, dadurch, daß sich durch eine im Mauerwerk der Anschlußkanäle
befindliche Öffnung und durch die Anschlußkanäle hindurch Sauerstofflanzen in den
Herd des Ofens erstrecken und von den Stirnseiten des Ofens aus Brenner in das Ofeninnere
ragen. Je einer von vier Brennern wird vorzugsweise an den Ecken des Herdes vorgesehen
und jeder Brenner außerhalb des Ofens an Leitungen für die Zufuhr von Gas und Sauerstoff
angeschlossen.
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Jede Sauerstofflanze ist auf einem in Schienen laufenden Gestell angeordnet,
die einen Teil eines Rahmens bilden, der als Ganzes um eine senkrechte Achse drehbar
ist. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist schematisch in den F
i g. 1 bis 11 Bardargestellt. Es zeigen: F i g. 1 einen Schnitt durch den linksseitigen
Abzug mit Herdende, von vorn gesehen, und mit einer Lanze im Aufriß, F i g. 2 einen
senkrechten Querschnitt desselben Endes mit zwei Schlackentaschen, F i g. 3 einen
Teilaufriß des rechtsseitigen Ofenendes, F i g. 4 einen waagerechten Schnitt nach
der Kippachse durch einen Teil des Ofenendes nach Fig. 3, F i g. 5 den Querschnitt
eines Brenners, F i g. 6 eine Vorderansicht des rechtsseitigen Herdendes, F i g.
7 eine Ansicht des rechtsseitigen Abzuges, F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie
A-A der Fig. 3, F i g. 9 den Grundriß einer Lanze und eines Ab-
zuges, F i
g. 10 eine Lanze, teilweise geschnitten, in größerem Maßstabe, und F i g. 11 einen
Querschnitt durch die Lanze in noch größerem Maßstabe.
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Der in den Figuren dargestellte Ofen ist ein kippbarer basischer Siemens-Martinofen
von 300 t mit einem Herd 1, einem Gewölbe 2, einer Bodenauskleidung 3, der üblichen
Deckenkonstruktion und einem Rahmen 4 mit auf Rollen 6 gelagerten Kurvenbahnen 5;
der Herd ist um eine Achse 7 in bekannten
Weise kippbar. Er besitzt
fünf Beschickungstüren 119, von denen zwei mit Schlackenlöchern ausgerüstet sind,
und ein in eine Gießrinne 8 mündendes Stichloch.
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Wie üblich sind die beiden Ofenenden von gleicher Bauart. Die dort
befindlichen Abzüge sind jeweils nur mit einem kreisförmigen Kanal 9 an den Ofen
angeschlossen, und zwar so, daß seine Mittellinie mit der Kippachse 7 des Herdes
zusammenfällt. Dieser Kanal ist innerhalb des Abzuges 10 angeordnet, in dem ein
Durchgang 11 zur Aufnahme einer Sauerstofflanze 12 vorgesehen ist, die durch gleitende
Bewegung in den Ofen eingebracht sowie aus ihm entfernt werden kann.
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Der übliche mittlere Brenngaskanal ist fortgelassen; an den vier Ecken
des Ofens ist aber je ein Gasbrenner 13 vorgesehen. Jeder Brenner besteht aus einem
an seiner Vorderseite geschlossenen und einen Wassermantel bildenden Stahlrohr 14
mit einer zylindrischen Platte 15, die das einfließende und rückfließende Wasser
voneinander trennt. Im Rohr 14 befinden sich ein Gasrohr 16 und zwei Sauerstoffrohre
17. Das Kühlwasser wird aus einer Sammelleitung 18 durch Leitungen
19 zugeführt und gelangt durch Leitungen 20 in einen Kasten. 21. Das
Gas wird durch eine Leitung 22 und Sauerstoff durch eine Sammelleitung 23 und Leitungen
24 zugeführt; den Leitungen 24 kann auch Luft durch die Leitungen 25 zugeführt
werden. Alle diese Leitungen sind starr und bewegen sich mit dem Kippherd, wobei
sie ihrerseits mit biegsamen, nicht gezeigten Zuführungsleitungen verbunden sind.
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Zum Aufheizen des Ofens durch die Brenner 13 wird Koksofengas und
Sauerstoff in den Ofen eingeführt. Die Brenner arbeiten auch beim Flicken, beim
Einbringen des kalten Teiles der Charge (gewöhnlich Oxyde, Kalk und Schrott) sowie
beim Chargieren des geschmolzenen Metalls, das den restlichen Teil der Charge bildet.
Danach wird die Brennstoffzufuhr verringert oder völlig abgestellt und zum Zweck
des Frischens Sauerstoff durch die Lanze 12 über oder unter die Berührungslinie
zwischen Schlacke und Metall zugeführt. Die. Zufuhr von Sauerstoff oder Luft oder
sauerstoffangereicherter Luft durch den Kanal 9 kann aber auch fortgesetzt werden.
um das in der Charge entwickelte Kohlenoxyd zu Kohlensäure zu verbrennen. Die Sauerstoffzufuhr
durch die Lanze wird unterbrochen, wenn der prozentuale Kohlenstoffgehalt des geschmolzenen
Metalls etwa 0.1 bis 3 % größer als der verlangte Endprozentgehalt ist. Jede Lanze
wird aus dem Ofen entfernt, wenn kein Sauerstoff durch sie in den Ofen eingeführt
wird.
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Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ofen mündet der Kanal 9 in
den oberen Teil 26 eines abwärtsgehenden Zuges im Abzug 10. Dieser besteht aus einem
Stahlmantel 27 mit einer feuerfesten Auskleidung 28 und einer wassergekühlten
Reinigungsöffnung 120. Stahlplatten 29 und ein Querbalken 44 sind an den Mantel
geschweißt, um Stützen für den Abzug 10 zu bilden; diese Stützen sind an einen viereckigen
Rahmen 30 geschweißt, der so einen Teil des Abzuges 10 bildet. An seiner Unterseite
trägt dieser Rahmen Schienen 31, die auf Rollen 32 laufen, welche in Lagern 33 angebracht
sind, die auf feststehenden Trägern 34 ruhen.
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Ein wesentliches Merkmal des Ofens besteht darin, daß die aufeinanderpassenden
Flächen des kippbaren Herdes 1 und des Abzuges 10 um den Kanal 9 herum aus Metall
bestehen und beim Betrieb des Ofens in enger Berührung miteinander stehen. Am Kippherd
wird die Metallfläche durch ein ringförmiges Gußstück 35 gebildet, das durch Wasser
gekühlt wird, welches durch Kanäle 36 tritt, von denen jeder das Gußstück halb umschließt:
dieses Wasser wird durch Leitungen 37 aus der Sammelleitung 18 geliefert und über
Leitungen 38 abgeführt, die in den Küsten 21 münden. Die Oberfläche der Gußstücke
35 ist bearbeitet, um mit der Oberfläche eines ähnlichen Gußstückes 39 am Ende des
Abzuges 10 zusammenzupassen. Das Gußstück 39 besiizt ähnliche Kühlwasserdurchgänge
40.
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Um zu erreichen, das die aneinanderliegenden Flächen der Gußstücke
35 und 39 ungeachtet des durch Temperaturändenin2eti bedingten Zusammenziehens und
Ausdelinens in enger Berührung miteinander stehen, wird der Abzug 10 durch zwei
doppeltwirkende Stempel 41, von denen sich je einer auf jeder Seite befindet, ständig
gegen den Kippherd i gedrückt. Jeder Stempel ist in einer, an einem Träger 34 angebrachten
Stütze 45 gelenkig angeordnet und greift in einen Ouerbolzer 42 ein, der Platten
43 umspannt, die am Rahmen 30 angeschweißt sind.
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An jeder Seite des Abzuges 10 ist eine kleine Öffnung 46 zum Einführen
eifies Dampfstrahles vorgesehen. Diese Dampfstrahlen werden an demjenigen Ende,
an welchem Luft durch den Kanal 9 eintritt, eingeführt; sie lenken den Luftstrom
längs der Badoberfläche und bewirken eine merkliche Steigerung der Lebensdauer der
Decke.
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Nach Entfernung der Ouerbolzen 42 kann der Abzug 10 mit Hilfe
eines Krans abgehoben werden. Dies ist insofern von Bedeutung, als dadurch dieser
Abzug zur Vornahme von Instandsetzungsarbeiten leicht entfernt und gegebenenfalls
durch einen anderen Abzug ersetzt werden kann.
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Die Durchbrechung 11 im Abzug 10 ist von einem wassergekühlten Kasten
47 umgeben und durch einen Deckel mit einer Bohrung abgeschlossen, in die die Lanze
zwecks guter Abdichtung genau paßt.
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Die Lanze wird von einem Gestell 48 mit vier Rädern 49 getragen, die
zwischen den Flanschen von zwei geneigten Schienen laufen. Diese Schienen bilden
zusammen mit den senkrechten Trägern 51., 52 und dem waagerechten Träger
53 einen starren Rahmen. An diesem Rahmen sind Stützen 54 oben- und unterhalb eines
Pfostens 55 angebracht, der an einem Traggestell 56 befestigt ist; Lager 57 ermöglichen
ein Schwenken des Gesamtrahmens, des Lanzenträgers und der Lanze um die Mittellinie
des Pfostens 55 als senkrechte Achse.
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F i g. 1 zeigt die Lanze 12 in der unteren Grenzstellung ihrer Bewegungsbahn
längs der Schienen 50. Sie ist mit einem schweren, längs der entgegengesetzten Fläche
der Schienen laufenden Gegengewicht 118
durch ein Seil 58 verbunden. das über
eine Rolle 59
am oberen Ende der Schienen läuft. Das Gegengewicht 118 ist
mit einer durch einen elektrischen Umkehrmotor 63 angetriebenen Winde 60 durch ein
Seil 61- verbunden. das über Rollen 62 läuft. Wenn die Winde 60 das Seil 61 aufwickelt,
steigt das Gegengewicht 118 nach oben, wodurch sich die Lanze unter Einwirkung der
Schwere nach unten bewegen kann. Eine ferngesteuerte Bremse 64 ist zwischen die
Winde und den Motor geschaltet, um die Lanze in ihrer untersten Stellung zu halten;
beim Freigeben der
Bremse hebt das Gegengewicht die Lanze. Wenn
die Lanze vollständig hochgezogen ist, befindet sie sich außerhalb des Kastens 47,
so daß sie zu Untersuchungs- und Instandhaltungszwecken um den Pfosten 55 in die
in F i g. 9 gestrichelt gezeigte Stellung bewegt werden kann. Im Betrieb wird die
Lanze in der geeigneten Winkelstellung durch einen Schwinghebel 65 gehalten, der
von einem Träger 53 zwischen zwei Ansätzen 66 am Abzug 10 getragen wird.
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Die Lanze 12 besteht aus drei konzentrischen Rohren, von denen das
aus Kupfer bestehende Innenrohr 67 über eine Kupplung 68 und eine biegsame Leitung
69 mit einer Sauerstoffquelle verbunden ist. Das mittlere Rohr 70 besteht aus weichem
Stahl, das Außenrohr 71 nahe seiner Spitze aus Kupfer und in seinem restlichen Teil
aus weichem Stahl. Die Rohre 67 und 71 sind an ihrer Spitze durch einen aus Kupfer
bestehenden Krümmer 72 verbunden, der das Rohr 70 nicht berührt, welches von den
beiden anderen Rohren durch Abstandshalter 73 getrennt ist. Ein biegsames Rohr 74
führt Wasser zu einer Einlaßkupplung 75, die mit dem Raum zwischen den Rohren 67
und 70 in Verbindung steht. Das Wasser strömt dann in der Lanze abwärts, wieder
zurück zwischen den Rohren 70, 71 und durch das Kupplungsstück 76 in ein
biegsames Rohr 77.
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Der Abzug 10 liegt oberhalb eines Abwärtszuges 78, der aus einem mit
feuerfestem Material 80 ausgekleideten Stahlmantel 79 besteht. Er
besitzt kreisförmigen Querschnitt und ist an seinem oberen Ende von einer ringförmigen
Wassertasse 81 umgeben, in die eine zylindrische Glocke 82, 83 eintaucht, was eine
gasdichte Verbindung ergibt.
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Zur abwechselnden Verwendung sind zwei Schlakkentaschen 84 vorgesehen.
Jede dieser Taschen besteht im wesentlichen aus einem Stahlzylinder 85 mit feuerfester
Auskleidung 86 und einem Einlaß 87 mit gegen die Senkrechte geneigter Mündung 88,
die einer Komplementärmündung 89 des unteren Endes des Abwärtszuges 78 angepaßt
ist. Dieser Zug ist leicht beweglich, so daß er von der einen der beiden Schlackentaschen
getrennt und mit der anderen verbunden werden kann. 1. Umsteuerbarer Siemens-Martinofen
mit kippbarem Herd und an den Stirnseiten befindlichen Abzügen, die jeweils mit
nur einem einzigen, kreisförmigen Kanal ausgestattet sind, der dergestalt an den
Ofen angeschlossen ist, daß seine Mittelinie im wesentlichen mit der Kippachse des
Herdes zusammenfällt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß sich durch eine im Mauerwerk
des Abschlußkanals (9) befindliche Öffnung (11) und durch den Abzugskanal (9) hindurch
eine Sauerstofflanze (12) in den Herd (1) des Ofens erstreckt und von den Stirnwänden
des Ofens aus Brenner (13) in das Ofeninnere ragen.
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2. Ofen nach Anspruch 1 mit im wesentlichen rechteckigem Herd, dadurch
gekennzeichnet, daß je einer der Brenner (13) an den Ecken des Herdes (1) vorgesehen
und jeder Brenner außerhalb des Ofens an Leitungen (22 bzw. 23, 24) für die Zufuhr
von Gas und Sauerstoff angeschlossen ist.
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3. Ofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Lanze (12) auf einem in Schienen (50) laufenden Gestell (48) angeordnet ist und
die Schienen (50) einen Teil eines Rahmens (51, 52, 53) bilden, der als Ganzes
um eine senkrechte Achse (55) drehbar ist.