DE1433424B2

DE1433424B2 - Multi-furnace melting plant, especially for steel production from scrap and coal

Info

Publication number: DE1433424B2
Application number: DE19621433424
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fried Krupp GmbH, 4300 Essen
Priority date: 1962-11-29
Filing date: 1962-11-29
Publication date: 1971-01-28
Also published as: DE1433424A1; AT254924B; US3290031A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrofen-Schmelzanlage, insbesondere zur Stahlherstellung aus Schrott und Kohlungsmitteln zur alternierenden Beheizung und metallurgischen Behandlung mittels Brennern für gasförmige, flüssige oder staubförmige Brennstoffe und Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft und mittels Elektroden, wobei die Brenner und die Elektroden jeweils für sich an Schwenkorganen angeordnet sind.The invention relates to a multi-furnace melting plant, in particular for producing steel from scrap and carburizing means for alternating heating and metallurgical treatment by means of burners for gaseous, liquid or dusty fuels and oxygen or oxygen-enriched air and by means of electrodes, the burner and the electrodes each arranged separately on pivoting members are.

Es sind bereits Konverter, Lichtbogenöfen und gasbeheizte Schmelzöfen mit beweglichen, zum Beispiel verschwenkbaren Gasabzügen bekannt. Eberiso sind Schmelzöfen bekannt, bei denen eine Beheizung sowohl durch gasförmige oder flüssige Brennstoffe als auch auf elektrischem Wege erfolgen kann.There are already converters, arc furnaces and gas-fired ones Melting furnaces with movable, for example pivotable, gas exhausts are known. Eberiso are Melting furnaces known in which heating by both gaseous or liquid fuels as can also be done electrically.

Es ist ferner bereits ein Konverter bekannt (deutsche Auslegeschrift 1000 412), bei dem auf ein die Schmelze aufnehmendes Unterteil abwechselnd ein für das Blasen notwendiges Haubenteil mit Konvertermund, durch welchen die Blaslanze eingefahren wird, und ein Deckel mit Elektroden aufgesetzt wird. Die Nachteile dieses Konverters, der allerdings im Vergleich zu einem Schmelzofen wesentliche Unterschiede aufweist, bestehen hauptsächlich darin, daß jeweils nur eines der beiden Frischorgane (Blaslanze und Elektroden) in Betrieb ist, während das andere Frischorgan gleichzeitig außer Betrieb gesetzt werden muß. Das bedeutet nicht nur eine sehr geringe Ausnutzung der installierten Kapazitäten, sondern darüber hinaus große Wärmeverluste infolge ständigen Abkühlens und Wiedererwärmens der Frischorgane und ihrer Anlagenteile. Ein weiterer Nachteil ist, daß jeweils das ganze Oberteil des Konverters, nämlich das Haubenteil oder der gewölbte Deckel mit den Elektroden, ausgetauscht werden muß, was ebenfalls einen großen Aufwand bedeutet, da die Oberteile ein großes Gewicht aufweisen. Die ständige Wärmewechselbeanspruchung bedeutet zudem großen Verschleiß und damit frühzeitige Zerstörung der Oberteile sowie der Elektroden. Nachteilig kommt noch hinzu, daß eine Abdichtung des Gasabzuges am Konvertermund wegen des im Wege stehenden Schwenkkranes zumindest auf erhebliche Schwierigkeiten stößt.It is also already a converter is known (German Auslegeschrift 1 000 412), wherein the receiving a melt lower part alternately a necessary for blowing hood part with converter mouth, through which the lance is retracted, and a lid is fitted with electrodes. The disadvantages of this converter, which has significant differences compared to a melting furnace, are mainly that only one of the two fresh organs (blowing lance and electrodes) is in operation, while the other fresh organ has to be put out of operation at the same time. This means not only a very low utilization of the installed capacities, but also large heat losses as a result of constant cooling and reheating of the fresh organs and their system components. Another disadvantage is that the entire upper part of the converter, namely the hood part or the curved cover with the electrodes, has to be exchanged, which also means a great deal of effort, since the upper parts are very heavy. The constant thermal cycling also means great wear and tear and thus premature destruction of the upper parts as well as the electrodes. Another disadvantage is that sealing the gas vent at the converter mouth at least encounters considerable difficulties because of the jib crane standing in the way.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schmelzofenanlage mit Schmelzöfen der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die sich durch besondere Wirtschaftlichkeit und weitgehend universelle Verwendbarkeit auszeichnet und die vorgenannten Nachteile des bekannten Standes der Technik nicht aufweist. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei gleichartige Schmelzöfen nebeneinander angeordnet sind und daß zwei Schwenkorgane, von denen eines die für beide Schmelzöfen bestimmten Brenner und das andere die für beide Schmelzöfen bestimmten Brenner und das andere die für beide Schmelzöfen bestimmten Elektroden trägt, auf beiden Seiten der gemeinsamen Ofenachse gegenüberliegend mit den Schwenkgelenken angeordnet sind.The object of the invention is to provide a melting furnace system with melting furnaces of the type mentioned at the beginning To create a type of construction, which is characterized by its particular economy and largely universal usability and does not have the aforementioned disadvantages of the known prior art. According to the invention, this object has been achieved in that two similar melting furnaces are located next to one another are arranged and that two swivel members, one of which is intended for both melting furnaces Burner and the other the burners intended for both furnaces and the other those for both Melting furnace carries certain electrodes, on both sides of the common furnace axis opposite are arranged with the pivot joints.

Die Mehrofen-Schmelzanlage nach der Erfindung ist für die wahlweise Beheizung mit Elektroden besonders geeignet, weil die Öfen im Gewölbe bereits eine Öffnung für den Abzug der Gase aufweisen und daher besondere Öffnungen für die Elektroden im Gewölbe nicht erforderlich sind. Die Anlage zeichnet sich ferner durch ihre allgemeine Verwendbarkeit aus, da sie für alle mit einem Frischvorgang verbundenen Stahlerzeugungsverfahren geeignet ist und die Möglichkeit gibt, das Schmelzen mittels Brennerbeheizung, das Frischen mittels einer oxydierenden Flamme oder durch Aufblasen von Sauerstoff vorzunehmen und die Desoxydation unter einer FeO-armen Schlacke in der gleichen Weise durchzuführen, die im Lichtbogenofen üblich ist und auf der zu einem wesentlichen Teil die Güte im Lichtbogenofen hergestellter Stähle beruht. In der Anlage können daher praktisch alle Stahlqualitäten hergestellt werden.
Die Durchführung der Schmelzen in der Mehrofen-Schmelzanlage nach der Erfindung kann so erfolgen, daß die Öfen in der beim Siemens-Martin-Verfahren üblichen Weise mit Schrott und dem als Kohlungsmittel dienenden Roheisen beschickt und die Beschikkung unter Anwendung von mit Brennstoff und Sauer-The multi-furnace melting system according to the invention is particularly suitable for optional heating with electrodes because the furnaces in the vault already have an opening for the extraction of the gases and therefore special openings for the electrodes in the vault are not required. The system is also characterized by its general usability, as it is suitable for all steelmaking processes associated with a refining process and offers the possibility of melting by means of burner heating, refining by means of an oxidizing flame or by blowing oxygen and deoxidation under an FeO - to carry out low-quality slag in the same way that is customary in the electric arc furnace and on which the quality of steels produced in the electric arc furnace is largely based. Practically all steel grades can therefore be produced in the plant.
The smelting in the multi-furnace smelting plant according to the invention can be carried out in such a way that the furnaces are charged with scrap and the pig iron used as a carbonizing agent in the manner customary in the Siemens-Martin process and the charging is carried out using fuel and acid

is stoff betriebenen Brennern eingeschmolzen wird. Die Entkohlung und Entphosphorung kann, wie im Siemens-Martin-Ofen üblich, mittels der oxydierenden Flamme über die Schlacke erfolgen. Man kann aber auch mit Sauerstoff frischen, der auf das Bad geblasen wird und unmittelbar mit der Schmelze reagiert.fuel-operated burners are melted down. the As is common in Siemens-Martin furnaces, decarburization and dephosphorization can be carried out by means of the oxidizing Flame done over the slag. But you can also use fresh oxygen that is blown onto the bath and reacts immediately with the melt.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Öfen nach der Erfindung mit flüssigem Roheisen zu beschicken und dieses wie im LD-Konverter mit Sauerstoff zu frischen, wobei mehr Schrott zugegeben werden kann als beim normalen LD-Verfahren, weil die Beheizung der Öfen die Zuführung von Wärme zum Einschmelzen von Schrott in größeren Mengen ermöglicht. Im Anschluß an das Frischen und gegebenenfalls nach Abziehen der Entphosphorungsschlacke kann dann die Desoxydation unter einer neuen Schlacke und unter Beheizung der Schmelze mit Elektroden durchgeführt werden.But there is also the possibility of charging the furnace according to the invention with liquid pig iron and to freshen this with oxygen as in the LD converter, whereby more scrap is added can be compared to the normal LD process, because the heating of the ovens is the supply of heat to the Enables the melting of scrap in large quantities. After the freshness and if necessary after the dephosphorization slag has been removed, the deoxidation can then take place under a new slag and with heating of the melt with electrodes.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Mehrofen-Schmelzanlagen nach der Erfindung dargestellt.In the drawing are two exemplary embodiments of multi-furnace melting systems according to the invention shown.

F i g. 1 zeigt in Schnitt und Ansicht einen kammerlosen Schmelzofen einer Mehrofen-Schmelzanlage mit ausgeschwenktem Elektroden-Schwenkorgan bei Brennerbeheizung,F i g. 1 shows, in section and view, a chamberless melting furnace with a multi-furnace melting plant swiveled out electrode swivel element for burner heating,

F i g. 2 den gleichen Ofen bei Elektrodenbeheizung; F i g. 3 zeigt eine weitere Mehrofen-Schmelzanlage von oben gesehen,F i g. 2 the same furnace with electrode heating; F i g. 3 shows another multi-furnace melting plant seen from above,

F i g. 4 einen der beiden Öfen nach F i g. 3 von der Abstichseite aus beim Betrieb mit Brennern undF i g. 4 one of the two ovens according to FIG. 3 of the Tap side off when operating with burners and

Fig. 5 den anderen der beiden Öfen von der Abschlackseite beim Betrieb mit Elektroden.5 shows the other of the two furnaces from the deslagging side when operating with electrodes.

In F i g. 1 und 2 ist der vordere der beiden Schmelzöfen jeweils im Schnitt dargestellt. In dem kreisrunden Ofengefäß 1 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, zunächst mittels des zentralen Kopfbrenners 2 die auf dem Herd 3 lagernde Beschickung eingeschmolzen. Das Ofengefäß 1 ist auf der Wiege 5 kippbar gelagert. Das Ofengefäß 6 ist auswechselbar und hat eine zentrale Öffnung 7, durch die die Ofengase in den Gasabzug 8 gelangen und dem Abhitzkessel 9 zugeführt werden. Außer dem zentralen Brenner 2 sind ebenso wie dieser heb- und senkbar und außerdem schwenkbar ausgebildete Seitenbrenner 12 vorgesehen, die beim Einschmelzen der jeweiligen Oberfläche des Schmelzgutes in ihrer Stellung angepaßt werden können. Die Brenner 2 und 12 können wahlweise auch zum Aufblasen von Sauerstoff auf die Schmelze benutzt werden, wobei die Brennstoffzufuhr ganz oder teilweise gesperrt wird, so daß dem Bad freier Sauerstoff beispielsweise in einer Menge von 1 bis 5 Nm³A und Minute oder etwa 3 NmVt und Minute zugeführt wird. In dem Ofengefäß 1 sind eine oder mehrere Türen 13 und eine Schauöffnung 15 für die Beobach-In Fig. 1 and 2, the front of the two melting furnaces is shown in section. In the circular furnace vessel 1, as shown in FIG. 1, the charge stored on the hearth 3 is first melted down by means of the central head burner 2. The furnace vessel 1 is mounted tiltably on the cradle 5. The furnace vessel 6 is exchangeable and has a central opening 7 through which the furnace gases enter the gas vent 8 and are fed to the waste heat boiler 9. In addition to the central burner 2, as well as the latter, side burners 12 which can be raised and lowered and also pivoted are provided which can be adjusted in their position when the respective surface of the material to be melted is melted. The burners 2 and 12 can optionally also be used to blow oxygen onto the melt, the fuel supply being completely or partially blocked, so that the bath contains free oxygen, for example in an amount of 1 to 5 Nm ³ A per minute or about 3 NmVt and minute is fed. In the furnace vessel 1 there are one or more doors 13 and an inspection opening 15 for observing

tung der Schmelze vorgesehen. Durch gleichmäßig auf den Ofenumfang verteilte Kanäle 16 wird Falschluft in den Ofen gesaugt, die das Gewölbe 6 kühlt. Der Gasabzug 8 ist hier gleichzeitig Schwenkorgan und mittels der Schwenksäule 19 als eines der beiden Schwenkgelenke schwenkbar.direction of the melt provided. Through channels 16 evenly distributed over the circumference of the furnace, false air is generated sucked into the furnace, which cools the vault 6. The gas vent 8 is also a swivel element here and pivotable by means of the pivot column 19 as one of the two pivot joints.

In Fig. 2 ist die nach der Brennerbeheizung anschließend folgende Beheizung des Ofengefäßes 1 mittels der Elektroden 22 gezeigt. Der drehbare Hubzylinder 22 stellt das andere der beiden Schwenkgelenke dar; er dient außer zum Schwenken des Schwenkorgans 21 dazu, den Deckel 6' zusammen mit dem Schwenkorgan 21 und den Eelektroden 22 einschließlich ihrer Tragvorrichtung 23 auf dem Ofengewölbe 6 abzusetzen. Die Stromzuführung zu den Elektroden 22 erfolgt über die Stromschienen 25 und die flexiblen Leitungen 24.In Fig. 2, after the burner heating is then The following heating of the furnace vessel 1 by means of the electrodes 22 is shown. The rotatable lifting cylinder 22 illustrates the other of the two pivot joints; apart from swiveling the Swivel element 21 for this purpose, the cover 6 ′ together with the swivel element 21 and the electrodes 22 including their support device 23 to be deposited on the furnace vault 6. The power supply to the Electrodes 22 take place via busbars 25 and flexible lines 24.

Wenn bei dem Ofengefäß 1 von der Brennerbeheizung (Fig. 1) zur Elektrodenbeheizung (Fig. 2) übergegangen werden soll, werden zunächst die Brenner 2 und 12 hochgezogen und der Gasabzug 8 ausgeschwenkt in die aus F i g. 2 ersichtliche Stellung. Dann wird der Schwenkarm 21 mit den Elektroden 22 und dem Deckel 6' über den Ofen geschwenkt und der Deckel 6' über die öffnung 7 des Gewölbes 6 gelegt und die Elektroden 22 eingefahren. Bei Übergang zur Brennerheizung erfolgen nach zwischenzeitlicher Entleerung und Chargierung die Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge.If in the furnace vessel 1 from the burner heating (Fig. 1) to the electrode heating (Fig. 2) is to be passed over, the burners 2 and 12 are first pulled up and the gas vent 8 swiveled out into the from FIG. 2 visible position. Then the swing arm 21 with the electrodes 22 and the lid 6 'are pivoted over the furnace and the lid 6' is pivoted over the opening 7 of the vault 6 placed and the electrodes 22 retracted. In the case of transition to burner heating take place after interim Emptying and charging the movements in reverse order.

Aus Fig. 3, die das weitere Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mehrofenanlage zeigt, ist die räumliche Anordnung der öfen, Schwenkgelenke und -organe deutlich erkennbar. Die Ofengefäße sind hier mit 31, 32, die Schwenkorgane mit 41 und 38 bezeichnet. Die zugehörigen Schwenkgelenke sind dabei die Schwenksäule 40 und das Lager 57.From Fig. 3 showing the further embodiment shows a multi-furnace system according to the invention is the spatial arrangement of the furnaces, swivel joints and - organs clearly recognizable. The furnace vessels are denoted here by 31, 32, and the swivel members by 41 and 38. The associated swivel joints are the swivel column 40 and the bearing 57.

Die beiden Ofengefäße 31 und 32 sind so angeordnet, daß sie beide in einen Pfannenwagen 33, der auf dem Gleis 34 fahrbar ist, entleert werden können. Auf der einander abgewandten Seite der Ofengefäße 31 und 32 sind Schlackkübel 35 und 36 vorgesehen. Das auf der Schwenksäule 40 angeordnete Schwenkorgan 41 für die Brenner 52 trägt gleichzeitig den Gasabzug 37 sowie einen Sättiger und Staubabscheider 42, aus dem das Gas durch die Leitung 43, die gegen die Ableitung 43' (F i g. 4) drehbar ist, abgeleitet wird. Die Elektroden 39 werden mittels des um das als Schwenkgelenk dienende Lager 57 schwenkbaren Schwenkorgans 38, das zudem auf einer Fahrbahn 44 fahrbar abgestützt ist, von einem Ofengefäß zum anderen gebracht.The two furnace vessels 31 and 32 are arranged so that they are both in a ladle carriage 33, which is on the track 34 is movable, can be emptied. On the opposite side of the furnace vessels 31 and 32 slag buckets 35 and 36 are provided. The pivot member arranged on the pivot column 40 41 for the burner 52 simultaneously carries the gas exhaust 37 and a saturator and dust separator 42, from which the gas is discharged through the line 43, which can be rotated relative to the discharge line 43 '(FIG. 4) will. The electrodes 39 can be pivoted by means of the bearing 57 serving as a pivot joint Pivoting member 38, which is also movably supported on a track 44, from a furnace vessel brought to the other.

In F i g. 4 und 5 ist die Arbeitsbühne der Öfen mit 45 bezeichnet. Beide Ofengefäße 31 und 32 sind nicht nur auf Wiegen 46 und 47 kippbar, sondern auch auf Drehwerken 48 und 49 drehbar gelagert. Das Drehen der Ofengefäße soll das Einschmelzen des Einsatzes beschleunigen. Da die Ofengewölbe 50 und 51 nicht mitgedreht werden, kann man durch entsprechende Anordnung der Brenner 52 (F i g. 4) auf dem Schwenkarm 41 in verschiedenen Entfernungen von der Drehachse des Ofengefäßes das Bestreichen des ganzen Herdes mit den Brennerflammen erreichen.In Fig. 4 and 5, the working platform of the furnace is denoted by 45. Both furnace vessels 31 and 32 are not only tiltable on cradles 46 and 47, but also rotatably mounted on rotating mechanisms 48 and 49. The purpose of rotating the furnace vessels is to accelerate the melting of the insert. Since the furnace vault 50 and 51 are not rotated at the same time, by arranging the burners 52 accordingly (FIG. 4) on the swivel arm 41 at various distances from the axis of rotation of the furnace vessel, the entire stove is coated with the burner flames reach.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist das Elektrodentraggerüst 53 auf dem Schwenkorgan 38 angeordnet. Der Transformator 54 wird mit dem Schwenkorgan 38 geschwenkt, wobei dieses sich auf der Fahrbahn 44 abstützt. Bei der Dimensionierung des Transformators kann berücksichtigt werden, daß dieser nicht für den hohen Strombedarf des Einschmelzens, sondern nur für den wesentlich geringeren Strombedarf der Feinungsperiode bemessen zu werden braucht. Durch die flexiblen Leitungen 55 wird der Strom denAs can be seen from FIG. 5, the electrode support frame is 53 arranged on the pivot member 38. The transformer 54 is with the swivel member 38 pivoted, this being supported on the roadway 44. When dimensioning the transformer it can be taken into account that this is not for the high power requirements of the meltdown, but only needs to be measured for the significantly lower power requirement of the refinement period. Through the flexible lines 55, the current is the

ίο Elektroden 39 zugeführt. Die Ofengewölbe 50 und 51 sowie der deren Abgasöffnungen abschließende Dekkel 56 werden an den Schwenkorganen 38 und 41 bzw. an den Schwenkorgan 38 heb- und senkbar aufgehängt. ίο electrodes 39 supplied. The furnace vaults 50 and 51 and the cover 56 closing off their exhaust gas openings are attached to the swivel members 38 and 41 or suspended from the pivot member 38 so that it can be raised and lowered.

Während bei den in F i g. 3 dargestellten Stellungen der Schwenkorgane 38 und 41 in dem Ofengefäß 31 Feinungsarbeit geleistet wird, wird im Ofengefäß 32 mittels der Brenner 52 der Einsatz eingeschmolzen oder mit Sauerstoff, der durch die Brenner 52 oder besondere Sauerstoff düsen aufgeblasen wird, die Schmelze gefrischt. Sollen nach Abstechen der gefeinten Schmelze des Ofengefäßes 31 in die Pfanne 33 die Einrichtungen vertauscht werden, so wird zunächst das Schwenkorgan 41 aus der dargestellten Stellung B in die strichpunktiert angedeutete Stellung B₁ geschwenkt, wodurch der Weg für das Schwenkorgan 38 frei wird, das nunmehr aus der dargestellten Stellung^ über die strichpunktiert angedeutete Stellung A₁ hinaus in die ebenfalls strichpunktiert ange-While the in F i g. 3 positions of the swivel members 38 and 41 in the furnace vessel 31 is done fine-tuning work, the insert is melted in the furnace vessel 32 by means of the burner 52 or the melt is refined with oxygen, which is blown through the burner 52 or special oxygen nozzles. If the devices are to be interchanged after the fine melt of the furnace vessel 31 has been cut into the ladle 33, the pivoting element 41 is first pivoted from the position B shown into the position B ₁ indicated by dash-dotted lines, whereby the path is free for the pivoting element 38, which is now from the position shown ^ beyond the position A ₁ indicated by dot-dash lines into the position A 1 also indicated by dot-dash lines.

deutete Stellung A₂ geschwenkt wird, so daß jetzt der Weg für das Schwenkorgan 41 frei wird und es nach Füllen des Ofengefäßes 31 mit Schrott bzw. flüssigem Roheisen mit den Brennern 52 in die Stellung B₉ über dem Ofengefäß 31 gebracht werden kann. AIsdann wird das Schwenkorgan 38 in die Stellung A₁ über dem Ofengefäß 32 gebracht.indicated position A _{2 is} pivoted so that now the path for the pivot member 41 is free and it can be brought into position B ₉ above the furnace vessel 31 after filling the furnace vessel 31 with scrap or liquid pig iron with the burners 52. The pivoting member 38 is then brought into position A ₁ above the furnace vessel 32.

Die entsprechende Verfahrensweise gilt für das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel, bei dem jeweils das über das zweite nicht sichtbare Ofengefäß hinaus geschwenkte Schwenkorgan 21 bzw. 8 in dieser Stellung gezeigt ist.The corresponding procedure applies to the in the F i g. 1 and 2 illustrated embodiment, in each of which the pivoting member 21 is pivoted beyond the second furnace vessel, which is not visible or 8 is shown in this position.

Claims

Claim:

Multi-furnace melting plant, especially for steel production from scrap and coal for alternating heating and metallurgical treatment using burners for gaseous, liquid or dusty fuels and oxygen, or oxygen-enriched air and means Electrodes, the burner and the electrodes each arranged separately on pivoting members are, characterized in that two similar melting furnaces (1, 31, 32) side by side are arranged, and that two pivot members (8, 41, 21, 38), one of which is for both furnaces are intended for burners (2, 12, 52) and the other is for the two furnaces certain electrodes (22, 39) carries, on both sides of the common furnace axis opposite are arranged with the pivot joints.

For this purpose 2 sheets of drawings