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Sauerstoffgebläseeinrichtung bei einer Stahlfrischanlage, insbesondere
bei einem Siemens-Martin-Ofen Die Erfindung betrifft eine Sauerstoffgebläseeinrichtune,
bei einer Stahlfrischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen, mit einem
länglichen überdeckten Schmelzraum, dessen Decke eine Öffnung für eine Blaslanze
zum Einführen eines Sauerstoffstrahls auf die Beschickung des Ofens aufweist.
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Man hat bereits Stahlfrischanlagen derart ausgebildet, daß die längliche
Decke des Schmelzraums mit einer Öffnung versehen wurde, in der eine Blaslanze zwecks
Einführung eines Sauerstoffstrahls auf die Beschickung des Ofens angeordnet war.
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Man hat solche Blaslanzen auch bereits mit einem Vorschubapparat verbunden,
mittels dessen sie in das Bad eingetaucht wurden. Man hat ferner auch bereits eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Blasen von Gasen gegen die Oberfläche von Metallschmelzen
mit mehreren über dem Bad angeordneten Düsen in Vorschlag gebracht. Bei dieser Einrichtung
verliefen die Strahlenrichtungen der zu einer Gruppe zusammengefaßten Düsen schräg
nach außen von der Achse der Düsengruppe divergierend gegen die Badoberfläche.
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Demgegenüber wird die Sauerstoffgebläseeinrichtung bei einer Stahlfrischanlage
erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Blaslanze in der Deckenöffnung einziehbar
und absenkbar angeordnet ist, wobei das untere Ende der Blaslanze gegenüber der
Vertikalrichtung abgewinkelt ist und die Blaslanze in der abgesenkten Arbeitslage
mit einer Querstange in einen Schlitz einer oberhalb der Ofendecke auf einer Tragkonstruktion
angeordneten Führung eingreift.
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Durch diese Anordnung wird eine genaue Regulierung des Sauerstoffstrahls
und seiner Wirkung auf die Oberfläche der Beschickung ermöglicht. Es wird in ähnlicher
Weise wie bei der bekannten Blasvorrichtung mit zu einer Gruppe zusammengefaßten
schräg nach außen blasenden Düsen die auf der Badoberfläche schwimmende Schlacke
an der Stelle, wo der Sauerstoffstrahl auftrifft, fortgeblasen, so daß die blanke
Badoberfläche dem Blasstrahl ausgesetzt wird.
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Darüber hinaus wird aber der bei der bekannten Einrichtung auftretende
Nachteil vermieden, daß das Material auf die Wände des Ofens aufspritzt, was die
Lebensdauer des Ofens ungünstig beeinflußt.
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Besonders wichtig ist die abgewirikelte oder gebogene Ausgestaltung
des Gebläseendes, da hierdurch die Reaktionszone aus dem Bereich des Gebläses selbst
herausverlegt wird, so daß infolgedessen auch der Verschleiß des Gebläses wesentlich
vermindert und seine Lebensdauer erhöht wird. Die Abbiegung der Gebläsedüse kann
vorteilhaft in Form eines Winkels von etwa 250 ausgeführt sein.
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Die Durchführungsstelle für die Blaslanze in der Decke wird zweckmäßig
dadurch geschützt, daß die Öffnung in einem in die Ofendecke eingelassenen Futter
angeordnet ist, das hitzebeständiger ist als die Decke. Die Lanze selbst ist, wie
schon ihre Bezeichnung sagt, langgestreckt ausgebildet, wobei die zum Halten derselben
in der Arbeitsstellung dienende Vorrichtung zweckmäßig am oberen Ende der Lanze
angeordnet wird. Die Lanze umfaßt ein Sauerstoffrohr, aus dessen unterem Ende der
Sauerstoff ausströmt. Dieses Rohr ist. erfindungsgemäß von einer Kühleinrichtung
umgeben.
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Die Kühleinrichtung kann zweckmäßig aus das zentral angeordnete Sauerstoffrohr
umgebenden und längs dieses Rohres verlaufenden Rohren bestehen, in denen das Kühlwasser
abwärts fließt, während das Kühlwasser in dem Raum, dervon dem Mantel der Blaslanze
und dem Sauerstoffrohr und den Kühlrohren gebildet wird, zurückfließt.
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Diese Kühleinrichtung kann z. B. so ausgebildet sein, daß eine ringförnüge
Platte in dem Raum zwischen dem unteren Ende des vorerwähnten röhrenförmigen Gliedes
und dem zur zentralen Lagerung
dieses unteren Endes dienenden Körper
vorgesehen ist, wobei um das röhrenförtnige Glied eine Anzahl von Rohrleitungen
winkelförmig im Abstand angeordnet ist, deren untere Enden kurz- vor der ringförmicren
Platte aufhören. Dabei läßt man zweckmäßig die oberen Enden der Kühlrohre in einen
gemeinsamen Raum münden, der mit einem abwärts gebogenen Rohr für die Zuführung
des Kühlmittels versehen ist, wobei das Kühlmittel, das in dem einerseits vom Sauerstoffrohr
und den Kühlrohren und andererseits von dem Mantelrohr gebildeten Raum zurückfließt,
durch ein am oberen Ende des Mantelrohres angebrachtes, nach abwärts gebogenes Rohr
in
abgeführt wird.
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In der Deckenöffnung ist eine Kühleinrichtung aus einem gewundenen
Rohr vorgesehen, das den in der Deckenöffnung befindlichen Teil der Blaslanze umgibt.
Das Düsenende der Blaslanze kann zweckmäßig aus Kupfer bestehen.
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Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben
werden. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines Siemens-Martin-Ofens,
in dem sich das Sauerstoffgebläse in der abgesenkten Stellung oder Arbeitsstellung
befindet, F i g. 2 einen Querschnitt eines Siemens-Martin-Ofens gemäß der
Schnittlinie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 eine Teilansicht des Sauerstoffgebläses
mit teilweise fortgelassenen Wandungen, um die Kühlanordnung sichtbar zu machen,
F i g. 4 eine senkrecht geschnittene Darstellung des Sauerstoffgebläses gemäß
F i g. 3,
F i g. 5 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie
5-5 in F i g. 3, welcher die Anordnung der Kühlrohre um das mittlere
Sauerstoffrohr verdeutlicht, F i g. 6 eine schaubildliche Darstellung der
Führung für das Satierstoffgebläse und F i g. 7 eine schaubildliche Ansicht
der wassergekühlten Kühlschlange, welche in der öffnung der Decke des Siemens-Martin-Ofens
angeordnet ist.
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In F i g. 1 ist die Sauerstoffgebläsevorrichtung mit dem Bezugszeichen
1 bezeichnet, welche durch ein Seil 2 getragen wird, das sich über eine Seilscheibe
3
erstreckt, die an der Decke eines Gebäudes befestigt ist, das einen Siemens-Martin-Ofen
mit dem Schmelzraum 4 enthält. Das Seil 2 erstreckt sich horizontal zu einer weiteren
Seilscheibe 5 und abwärts zu den Fördertrommeln 6 einer elektrisch
betriebenen Winde 7, welche auf den Trägern über dem Ofen oder in irgendeiner
anderen geeigneten Stellung befestigt ist.
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Die Gebläsevorrichtung 1 erstreckt sich abwärts durch eine
öffnung 8 in der Decke 9 des Schmelzraumes 4 des Siemens-Martin-Ofens.
Die öffnung 8
befindet sich in einem Futter aus Chrommagnesitziegeln
10, welches in die Decke des Ofens 4 eingesetzt ist.
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Es ist zu bemerken, daß die Öffnung 8 einem Ende des Futters
10 benachbart gelegen ist. Diese Anordnung der Öffnung in dem Futter soll
späterhin beschrieben werden.
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Innerhalb der öffnung 8 ist eine Kühlschlange 11
angeordnet,
welche die Gebläsevorrichtung 1 umgibt. Eine Führung 12 für das Sauerstoffgebläse
ist unmittelbar oberhalb der öffnung 8 auf einer Tragkonstruktion
13 angebracht. Die Führung dient dazu, das Gebläse in Stellung zu halten
und zu verhindern, daß das Gebläse sich innerhalb des Ofens dreht, wenn es sich
in seiner Arbeitsstellung befindet. Die Führung soll ebenfalls späterhin im einzelnen
beschrieben werden.
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In F i g. 3 und 4 ist die Sauerstoffgebläseeinrichtung
1 im einzelnen dargestellt, wobei die Gebläseeinrichtung 1 aus einer
Blaslanze 14 besteht, an deren unterem Ende eine Kupferdüse 15 befestigt
ist. Das äußerste untere Ende der Düse 15 ist bei 16 in einem Winkel
von etwa 251 gebogen. Die längere Seite des gebogenen Teils - wie
in F i g. 4 veranschaulicht -
besitzt eine Länge von etwa 11,43 cm.
Mit dem oberen Ende der Blaslanze 14 ist ein U-förmiges Verbindungsglied
17 verbunden, an welchem das Seil 2 befestigt ist. Die Kühleinrichtung für
die Blaslanze besteht aus einem nach unten gebogenen Rohr 18,
durch welches
das Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, zugeführt wird. Das Rohr 18 ist mit den
offenen oberen Enden der drei Rohre 19 verbunden, welche ein zentral angeordnetes,
den Sauerstoff zuführendes Rohr 20 umgeben, längs dessen sich die Kühlrohre
19 erstrecken. Die Kühlrohre 19 wiederum werden, wie aus F i
g. 3 ersichtlich ist, von einem Mantetrohr umgeben, das in F i
g. 3 mit dem die Blaslanze allgemein bezeichnenden Bezugszeichen 14 versehen
ist. Das untere Ende der Blaslanze ist durch eine ringförmige Platte 21 geschlossen.
Die Kühlrohre 19 endigen kurz vor der Abschlußplatte 21.
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Wenn das Kühlwasser aus den Enden der Rohre 19 austritt, fließt
es - wie durch die Pfeile 22 angedeutet - in den Raum zwischen dem
Mantel der Blaslanze 14 und den Rohren 19 und 20. Sobald das Wasser die Kammer
23 erreicht, fließt es durch ein abwärts gebogenes Rohr 24 nach außen. Eine
Platte 25 trennt die Wassereinlaßkammer von der Wasserauslaßkammer
23.
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Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, ist das Wassereinlaßrohr
18 durch einen Schlauch 37 mit einer Kühlwasserzufuhr verbunden. Ein
Schlauch 38
stellt eine Verbindung zu dem Wasserauslaßrohr 24 her, um das
erhitzte Wasser zu einer geeigneten Kühlanlage zu leiten. Ein weiterer Schlauch
26 verbindet die Sauerstoffleitung 20 mit einer Sauerstoffquelle. In der
Nähe des oberen Endes der Blaslanze 14 ist ein Paar sich radial erstreckender Haltestangen
27 vorgesehen. Diese Stangen sind aus Stahl mit hohem Festigkeitsgrad hergestellt
und werden dazu verwendet, um das Gebläse in der Gebläseführung 12 in der im nachstehenden
beschriebenen Weise zu halten und einzustellen.
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Wenn das Sauerstoffgebläse sich in seiner abgesenkten Arbeitsstellung
befindet, ist es in der Gebläseführung 12 gelagert, welche in F i g. 6 dargestellt
ist. Die Gebläseführung 12 umfaßt eine ringförmige Grundplatte 28. Von dieser
Grundplatte 28
erstrecken sich senkrecht nach aufwärts gebogene vordere Rohre
29 sowie gebogene hohe rückwärtige Rohre 30. Die Rohre 29 und
30 sind derart gebogen, daß ihre unteren Teile Schlitze 31 bilden.
Diese Schlitze 31 nehmen die an dem Sauerstoffgebläse angebrachten Haltestangen
27 auf.
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Vertikal sich erstreckende Ständer 32 stützen die Rohre
29 und 30 ab und verbinden sie mit der Grundplatte 28. Die
gesamte Konstruktion der Gebläseführung ist aus Stahl hergestellt.
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Die Führung 12 wird auf der Decke des Siemens-Martin-Ofens derart
in Stellung gebracht, daß die Achse des von dem Sauerstoffgebläse ausgesandten Sauerstoffstrahls
parallel zur Längsachse des Ofens verläuft. Da das Stahlbad durch den Sauerstoffstrahl
in
beträchtlichem Maße aufspritzt, ist es wünschenswert, den Strahl in Richtung der
Längsachse des Ofens zu lenken. Durch die Anordnung der Haltestangen 27 in
den Schlitzen 31 der Führung wird verhindert, daß das Sauerstoffgebläse sich
dreht, während es in Betrieb ist.
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Die hohen rückwärtigen Rohre 30 halten die mit dem Sauerstoffgebläse
verbundenen Schläuche zusammen, um eine Beschädigung der Schläuche durch eventuell
dem Ofen benachbart liegende Hilfsvorrichtungen zu verhindern.
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Die Führung dient weiterhin dazu, im Falle eines Versagens des Tragseils
das Gebläse oberhalb des Ofens abzustützen.
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In F i 7 ist eine Kühlschlange 11 der Öffnung
8
in der Decke 9 des Ofens dargestellt. Durch Kühlung dieser Öffnung
werden die durch die Öffnung entströmenden Ofengase gekühlt, und ihr Angriff auf
die Decke sowie auf die Stelle der Öffnung wird beträchtlich verringert.
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Die Kühlschlange 11 besteht aus einem als Spule 33 ausgebildeten
Stahlrohr 11. Das Kühlwasser tritt durch die Wassereinlaßöffnung 34 ein,
zirkuliert durch die Spule 33 vom Boden aufwärts und fließt durch die Wasserauslaßöffnung
35 ab.
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Das Anbringen eines Kühlers in der Deckenöffnung in Form einer durchgehenden
Spule bringt den besonderen Vorteil mit sich, daß ein beständiger Fluß des Kühlwassers
durch die gesamte Kühlschlange ermöglicht wird. Daraus ergibt sich eine gleiche
maximale Durchströmungsgeschwindigkeit durch die ganze Spule. Infolge der konstanten
maximalen Durchflußgeschwindigkeit wird die Lebensdauer der wassergekühlten Kühlschlange
wesentlich erhöht; z. B. wird eine Erhöhung der Lebensdauer der Kühlschlange um
etwa das Fünffache erzielt.
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Wenn dem Stahlbad innerhalb des Siemens-Martin-Ofens Sauerstoff zugeführt
werden soll, wird das Gebläse in die in F i g. 1 und 2 gezeigte Stellung
abgesenkt. In dieser Stellung beßndet sich die Düse des Sauerstoffgebläses etwa
10,16 bis 12,7 cm oberhalb des Stahlbades 36. Da Kupfer bei
Temperaturen, wie sie innerhalb des Siemens-Martin-Ofens auftreten, schmilzt, wird
Wasser durch das Gebläse geleitet, bevor das letztere in den Ofen hinabgesenkt wird.
Für die Gebläsedüse wird zweckmäßig Kupfer verwendet, weil Kupfer ein guter Wärmeleiter
ist und dadurch die Hitze so schnell wie möglich von der Gebläsedüse weggeführt
wird.
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Durch die Zirkulation des Kühlwassers durch die drei Rohrleitungen,
welche um die mittlere, den Sauerstoff zuführende Leitung gruppiert sind, wird die
Lebensdauer des Gebläses wesentlich erhöht. Diese Erhöhung ergibt sich auf Grund
der Wirbelströmung des mit hoher Geschwindigkeit fließenden Kühlwassers in der kritischen
Zone des Gebläses, d. h. der äußersten Spitze des Gebläses. Diese Wirbelströmung,
die bei hoher Geschwindigkeit vonstatten geht, ergibt eine größere Kühlwirkung in
der Gebläsedüse an der Stelle, wo die Kühlung besonders erwünscht ist.
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Wenn das Gebläse abgesenkt worden ist, wird Sauerstoff durch die mittlere
Leitung 20 geführt. Der Sauerstoff wird aus dem Gebläse in einem Winkel ausgestoßen
und prallt auf das Stahlbad auf, wobei er flüssigen Stahl und Schlacke aufspritzen
läßt. Der Winkel, in welchem die Düse des Gebläses gebogen ist, wurde auf Grund
verschiedener Erwägungen sorgfältig gewählt. Zweckmäßig wählt man diesen Winkel
möglichst klein, so daß also das Düsenende der Blaslanze möglichst wenig von der
vertikalen Richtung der Blaslanze abweicht. Dabei sind folgende überlegungen zu
beachten: An sich ist die Wirkung des Sauerstoffstroms am günstigsten, wenn er auf
möglichst kurzem Wege auf die Schlackenschicht auftrifft und in diese eindringt.
Diese Bedingung würde bei vertikaler Stellung der Blaslanze ohne Abbiegung des Düsenendes
erfüllt sein. Es hat sich indes gezeigt, daß bei solcher Anordnung der Blaslanze
ihre Lebensdauer infolge der Spritzwirkung nur sehr kurz ist. Diese Schwierigkeit
wird nun durch die Abbiegung des Düsenendes beseitigt; jedoch muß der Winkel sorgfältig
gewählt werden, da sonst andere Nachteile auftreten. Dabei ist der günstigste Winkel
in Abhängigkeit von der Entfernung der Düsenöffnung von der Oberfläche des Bades
zu wählen. Ein Winkel von etwa 251 ist z. B. am günstigsten, wenn das untere
Ende der Blaslanze sich ungefähr 12 bis 14 cm oberhalb des Bades, d. h. in
einer Entfernung vom Bad, befindet.
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Dadurch, daß die Düse der vertikalen Lage so nahe wie möglich gehalten
wird, wird die Entfernung wesentlich verkürzt, welche der Sauerstoff überbrücken
muß, um die Schlackenschicht auf dem Stahl zu durchdringen. Darüber hinaus wird
die Größe der Öffnung in der Decke des Ofens vermindert, da die Düse des Gebläses
innerhalb dieser Öffnung untergebracht wird, wenn das Gebläse nicht in Betrieb ist.
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Der Winkel, in welchem die Düse des Gebläses gebogen ist, ist derart
ausgewählt, daß die Schlacke, die durch den auf die Oberfläche des Stahlbades auftreffenden
Sauerstoffstrahl hochgeschleude-rt wird, gerade an der Düse des Sauerstoffgebläses
vorbeigeht. Bei einer Entfernung der Düsenöffnung von etwa 12,7 cm von der
Oberfläche des Stahlbades sowie bei einer Abbiegung des Düsenendes gegenüber der
vertikalen Richtung von etwa 251 wird es ermöglicht, die Reaktioneone der
Schlacke gerade an der Düse des Sauerstoffgebläses vorbeigehen zu lassen. Dabei
ist berücksichtigt, daß der Sauerstoff nicht mit parallel verlaufenden Stromfäden
aus der öffnung der Blaslanze heraustritt, sondern daß die Stromfäden des austretenden
Sauerstoffs etwa um einen Winkel von 7' divergieren.
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Durch die parallele Lage der Achse des gebogenen Teils des Sauerstoffgebläses
zur Längsachse des Siemens-Martin-Ofens wird verhindert, daß der durch den aufprallenden
Sauerstoff hochgeschleuderte Stahl die Wände des Ofens berührt. Um die Ofendecke
gegen die Möglichkeit einer Beschädigung durch aufspritzende Schlacke zu schützen,
ist das Chrommagnesitfutter in der Decke des Ofens derart angeordnet, daß der größere
Teil des Futters in der Richtung des aus dem Gebläse ausströmenden Sauerstoffs vorgesehen
ist. Da das Chrommagnesitfutter gegenüber der Einwirkung geschmolzener Schlacke
widerstandsfähiger ist als der Silikatstein, aus dem der Ofen besteht, wird die
Lebensdauer der Ofendecke auf diese Weise beträchtlich verlängert.
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Vorzugsweise wird unverdünnter freier Sauerstoff handelsüblicher Qualität
verwendet; jedoch kann der benutzte Sauerstoff auch einen Zusatz an Luft oder einem
inerten Gas enthalten. Falls eine solche Mischung verwendet wird, sollte deren Sauerstoffgehalt
größer sein als der der Luft, d. h. also größer als 21 Volumprozent.
Bei
früheren Verfahren wurde eine Sauerstoffzufuhr von höchstens etwa 1000in3/Std. verwendet.
Von einer weiteren Erhöhung der Zufuhrgeschwindigkeit wurde zu Recht keine Verbesserung
erwartet, so-
lange ein im wesentlichen spitzer Einfallswinkel des Strahls
auf die Oberfläche des Stahlbades beibehalten und als die beste Lösung angesehen
wurde.
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Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Erfindung der in dem
Strahl vorhandene Sauerstoffdruck auf annähernd 16 kg/CM2 erhöht, was einer
durchschnittlichen Sauerstoffabgabe im Bereich von 1187 bis 1415 M3/Std.
entspricht. Ein Vorteil dieser erhöhten Ausstoßgeschwindigkeit besteht darin, daß
kein Druckminderungsventil benötigt wird, falls z. B. Sauerstoffverdampfer, die
bei einem Druck von annähernd 16 kg/cm2 arbeiten, verwendet werden.
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Weiterhin wurde gefunden, daß durch diese Art der erhöhten Sauerstoffzufuhr
auch das Maß der Entkohlung anwächst. Des weiteren wurde gefunden, daß die schnellere
Entfernung des Kohlenstoffs und folglich die kürzere Frischzeit weder eine nachteilige
Wirkung auf die Erzielung der Abstichtemperatur noch auf die endgültige Entfernung
von Schwefel oder Phosphor hat.
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Bei dem vorliegenden Verfahren des Einblasens von Sauerstoff bei erhöhter
Zufuhrgeschwindigkeit und durch die Decke des Ofens wird mit der Anwendung von Sauerstoff
vorzugsweise begonnen, sobald das Bad vollkommen oder praktisch vollkommen geschmolzen
ist, bei einem Kohlenstoffgehalt von annähernd 40 Punkten. (Ein »Punkt« entspricht
0,01 Ofo Kohlenstoffgehalt.) Ferner wurde gefunden, daß oberhalb dieses Kohlenstoffspiegels
die Reaktion im Bad heftig wird ', wobei eine erhebliche Flammenwirkung auftritt,
welche sogar bei vollständiger Abschaltung des Öls stellenweise die Silikatsteine
der Decke zum Schmelzen bringt. Auch die Rauchentwicklung aus der Esse ist erheblich.
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Indes kann unterhalb 0,411/o Kohlenstoff der gesamte Prozeß in dem
Ofen vollkommen beherrscht werden. Dabei ist die Ausströmung aus der Esse nicht
übermäßig; für gewöhnlich ist sie sogar sehr viel geringer als diejenige, die auf
die Einführung von heißem Metall während des normalen Betriebs folgt. Die Rauchentwicklung
nimmt schnell ab und ist unterhalb 0,2 % Kohlenstoff sehr gering.
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Die Spritzwirkung und Badbewegung sind um so größer, je höher
der Kohlenstoffgehalt im Bad ist. Ebenso wächst die Spritzwirkung, wenn der Abstand
zwischen der Strahlaustrittsöffnung und dem Bad Crößer als etwa 10,16 cm
ist. Wenn die Düse 22,8
bis 25,4 cm über das Bad angehoben wird, tritt eine
so heftige Spritzwirkung auL daß Tröpfchen sogar die Decke erreichen. Bei richtiger
Einstellung aber werden weder die Decke noch die vorderen und hinteren Auskleidungen
durch Spritzwirkung beschädigt.
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Es ist üblich, dem Bad je nach seiner Beschaffenheit entweder
oxydisches Eisenerz oder Kalk oder beides kurz vor Beginn des Einblasens von Sauerstoff
zuzusetzen, da festgestellt wurde, daß die durch den Strahl erzeugte Bewegung ein
ausgezeichnetes Mittel ist, um eine schnelle Reaktion zwischen diesen Zuschlägen
und dem Bad hervorzurufen.
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Es wurde schließlich noch gefunden, daß durch die Zufuhr eines dem
Kohlenstoffgehalt des Bades entsprechenden Sauerstoffvolumens zu Beginn des Einblasens
der Kohlenstoffgehalt auf die gewöhnlich erwünschte Höchstgrenze von 0,07% herabgemindert
werden kann.
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Durch Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung wird die nachstehende
weitere Vereinfachung des Betriebs ermöglicht: Es wird eine Probe zum Prüfraum gesandt,
und zwar zum gleichen Zeitpunkt, in dem das Einblasen des Sauerstoffs beginnt. Wenn
die Kohlenstoffbestimmung vorliegt, wird die erforderliche Sauerstoffmenge berechnet,
und sobald diese Menge zugeführt worden ist, ist der Ofen fertig zum Abstich.
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Dadurch wird nicht nur der Prüfraum beträchtlicher analytischer Arbeit
enthoben, sondern es entsteht auch keine Verzögerung beim Abstich.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung wird gleichzeitig die
in der Reaktionszone rings um den Sauerstoffstrahl erzeugte beträchtliche Menge
an brennbarem Gas stets mit genügendem, die restlose Verbrennung desselben bewirkendem
Sauerstoff versehen.
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Die Hauptwirkung des mit der Geschwindigkeit gemäß der Erfindung in
das Bad eingeführten Sauerstoffs besteht darin, eine beträchtliche Erhöhung des
Ausmaßes der Kohlenstoffentfernung hervorzurufen.
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Die auf einen Ofen von 225 t Nettogewicht ausgeübte Entkohlungswirkung
durch Anwendung von Sauerstoff in dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausmaß wird
unmittelbar ersichtlich bei einem Vergleich der erfindungsgemäß erreichbaren Entkohlung
mit der Entkohlung bei Nichtzuführung von Sauerstoff und anderen sich bei Zuführung
von Sauerstoff in bekanntem Ausmaß von etwa 1000 m3/Std. ergebenden Entkohlungen.
Bei einer Entnahme von drei Proben gleichen Kohlenstoffgehalts betrug das Durchschnittsmaß
der Entkohlung 0,42% Kohlenstoff pro Stunde bei einer durchschnittlichen Sauerstoffzufuhr
von 1316 m3/Std. unter Benutzung der erfindungsgemäßen Sauerstoffgebläseeinrichtung,
verglichen mit nur 0,1411/o Kohlenstoff pro Stunde fül den Fall, daß kein Sauerstoff
zugeführt wird, und 0,35 11/9 Kohlenstoff pro Stunde, wenn die Sauerstoffzufuhr
durchschnittlich 1000 m3/Std. beträgt.
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Es kann daher gefolgert werden, daß in dem normalen Bereich, innerhalb
dessen Sauerstoff zur Entkohlung verwendet wird, dadurch eine dreifache Erhöhung
der Entkohlung gegenüber der Arbeitsweise ohne Anwendung von Sauerstoff erzielt
wird.
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Weiterhin wird beispielsweise von einem Kohlenstoffgehalt von 0,3511/o
an durch die Anwendung von Sauerstoff in dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausmaß
die Zeit bis zum Abstich von 142 Minuten bei Nichtverwendung von Sauerstoff auf
49 Minuten vermindert. Bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,150flo verringert sich
die entsprechende Zeit bis zum Ab-
stich auf 33 Minuten, während derselbe
Arbeitsgang bei Nichtverwendung von Sauerstoff 95 Minuten erfordert.
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Aus einem Diagramm, das den spezifischen Verbrauch an Sauerstoff in
Kubikmetern pro 0,01% Kohlenstoff je Tonne Stahl gegenüber dem Prozentsatz
an Kohlenstoff bei Beginn des Einblasens veranschaulicht, geht eindeutig hervor,
daß die Wirksamkeit der Anwendung von Sauerstoff schnell nachläßt, wenn der Kohlenstoffprozentsatz
zu Beginn des Einblasens absinkt. Die Herabminderung des Wirkungsgrades vollzieht
sich auffallend schnell unterhalb eines Kohlenstoffgehatts von 0,15111e. Dieser
Umstand, zusammen mit der zunehmenden Zeiterspamis,
je höher
der Prozentsatz an Kohlenstoff liegt, bei dem das Einblasen von Sauerstoff begonnen
wird, führt zu der Erkenntnis, daß, je höher der Kohlenstoffgehalt zu Beginn
des Einblasens ist, desto höher auch - unter allen Gesichtspunkten
- der nutzbare Gewinn ist. Die Grenze dieser Möglichkeit bildet die Tatsache,
daß oberhalb 0,4511/o Kohlenstoff die Reaktion zu heftig ist. Es wurde demgemäß
ein Bereich von diesem Grenzwert abwärts bis zu
0,35% Kohlenstoff als bester
Wertbereich für den Beginn des Sauerstoffeinblasens in vollem Ausmaß ausgewählt.
Es ist jedoch möglich, den Sauerstoff bei einem höheren Kohlenstoffspiegel in einwandfreier
Weise anzuwenden, wenn die zugeführte Menge anfänglich verringert wird, bis der
Kohlenstoffgehalt unterhalb etwa 0,4019/o liegt.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Einblasens von Sauerstoff durch
die Bedienung ist äußerst einfach, wobei das Absenken und Zurückziehen des Gebläses
mit Hilfe einer Druckknopfsteuerung von der Schalttafel aus erfolgt und die Sauerstoffzufuhr
durch Betätigung eines einzigen Ventils gesteuert wird.
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Durch die Zuführung von Sauerstoff gemäß der Erfindung durch die Ofendecke
und durch Anbringung einer Vorrichtung zum Einziehen des Gebläses oder der Gebläse
werden die anderen für einen Siemens-Martin-Olen wesentlichen Arbeitsvorgänge, wie
z. B. die Beschickung und der Abstich des Ofens, in keiner Weise gestört, so daß
die Erfindung ohne weiteres bei vorhandenen öfen angewendet werden kann. Die Handhabung
der Zuleitungsanlage ist außerordentlich einfach, und der Betrieb erfordert sehr
wenig manuelle Wartung.
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In der Praxis hat sich herausgestellt, daß entgegen anderen Erwartungen
nur sehr wenig Schlacke oder Metall sich in erstarrter Form an dem in den Ofen eintretenden
Teil der Zuleitungsanlage festsetzt.