DE1433626A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Stahlherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stahlherstellung, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung hochqualifizierten Stahls aus einer Kombination von geschmolzenem Roheisen und kaltem Alt- oder Schrottmetall.

In USA werden gegenwärtig etwa 80$ der gesamten Stahlherstellung mit offenen Herdöfen ausgeführt, die entweder auf basischer oder Säuregrundlage arbeiten, während ety/a 10$ mit basischem Sauerstoffverfahren arbeiten und die übrigen Prozente mit elektrischen ofen oder anderen Typen durchgeführt werden»

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Offene Herdofen werden mit Brennstoff erhitzt, der von einer entfernten Brennst off quelle, wie z. B₀' -Naturgas-, herge- - ■""* ■ stelltes (Jas, Gras als Nebenprodukt von anderen Stählherstellungsverfahren anfallend, oder dgl,,, stammt.- Die "Flamme" und die beheizte Verbrennung sind direkt auf oder über das ^; Metall in'dem Herd gerichtet, um Unreinheiten, in dem Metall zu oxydieren. Der Prozess der Hitzeiibertragung ist jedoch· ' ■ nicht sehr wirksam und grosse Mengen an Brennstoff sind für den Yeredelungsvorgang in dem Herd erforderlich. Ea können z„ B.. für jede Tonne Stahl 1 V2 Millionen BTU' s für die Erhitzung benotigt werden, obwohl in der Praxis die doppelte Menge beobachtet werden konnte. Der offene Herdprozess ist verhältnismässlg langsam infolge des geringen Grades der Wärmeübertragung und Hitzeveredelung oder -umwandlung'. Die Zeit zum frischen einer typischen Hitze kann beispielsweise ungefähr 10 Stunden betragen«, So beträgt die Produkt ions-" rate eines Ofens mit zweihundert !Tonnen Kapazität etwa zwanzig Tonnen pro Stunde_o Die Kosten eines offenen Herdofens sind hoch» Eine typische Anlage kann Herstellungs- -^: kosten von 60 Millionen Dollar für eine Kapazität von zwei Millionen Tonnen Stahl pro Jahr erfordern. Infolgedessen sind die Yeradelungskosten für Stahl in einem offenen Herdofen ^:"* verhältnismässig hoch, sehr oft etwa 8 Dollar pro Tonne und ^; mehr. ' ' " " * ' '" '·' '

Der offene Herdprozess kann wegen der aussensei'tigen.Feuerung des offenen Herdofens dazu benutzt werden, durch Beschickung "" mit Roheisen und Schrott in beliebigen Proportionen guten

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Qualitätsstahl herzustellen. Damit kann z. B. zufriedenstellend eine Veralelungshitze entwickelt werden, wenn die ganze Beschickung aus kaltem Schrott "besteht. Da der Feuerungsgrad -vollständig gesteuert werden kann, ist es möglich, auch eine volle Beschickung ausschliesslich aus heissem Metall durchzuführen, wie z. B, bei Duplex-Verfahren.

In letzter Zeit sind wirtschaftliche Sauerstoffherstellungen möglich gewesen, welche mengenmässig und preismässig die Anwendung von Sauerstoff wirtschaftlich erleichtern. Yiele herkömmliche offene Herdofen sind mit Sauerstoff anstelle mit Aussenluft für die Feuerung "beschickt worden. Diese Praxis hat den Feuerungsgrad und die Feuerungstemperatur anwachsen und die Zeitdauer des Veredelungsprozesses in manchen. Abschnitten beschleunigen lassen. 3ine Verkürzung der Veredelungszeit um etwa 50$ kann als typisch angesehen werden. Die Herstellungskosten des Stahls verringern sich infolgedessen auch entsprechend .

Der basische Sauerstoffprozess ist seit der Entwicklung wirtschaftlicher Säuerstoffherstellungsanlagen mehr in Gebrauch gekommen. Im Gegensatz zum offenen Ilerdprozess wird der basische Sauerstoffprozess allein durch die Hitze der exothermischen Reaktionen zwischen den Unreinheiten in dem Beschickungsmaterial, insbesondere Kohle oder Kohlenstoff, Schwefel, Silizium und dem in den Behälter geschickten

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Sauerstoffstrahl durchgeführt. Die Reaktion erfolgt in enger Berührung mit dem Beschickungsmaterial und die Hitze der Reaktion wird direkt auf das Beschickungsmaterial übertragen, anstatt in grossen Mengen in den Schornsteinabzug geschickt zu werden, wie dies bei offenen Herdanlagen der Pail ist. Bine solche Anlage mit einer Kapazität von etwa 2 Millionen Tonnen pro Jahr kostet weniger als die Hälfte einer offenen Herdanlage der gleichen Kapazität, gewöhnlich etwa ¹Z^ derselben. Ferner kann ein basischer Sauerstoff-Konverter mit einer Behälterkapazität von 200 Tonnen, das 10-fache eines üblichen offenen Herdofens gleicher Kapazität produzieren, wegen des kürzeren Produktions Ziklus«, Selbst wenn ein offener Herdofen mit Sauerstoff beheizt wird, ist die Produktionsrate des basischen Sauerstoffprozesses grosser als beim offenen ^xierdprozess in einem Ofen gleicher Kapazität. Da der basische Säuerstoffprozess keinen äusseren Brennstoff erfordert und allein mit der durch Oxydation der in dem Beschickungsmaterial enthaltenen Unreinheiten erzeugten Hitze arbeitet, werden die Kosten des Brennstoffgases gespart. Selbst wenn die Kosten des Sauerstoffs nicht unerheblich sind, stellen sich die Gesanitkosten beim Gebrauch des basischen Sauerstoffprozesses beträchtlich niedriger als die Kosten beim Gebrauch des offenen Herdprozesses_o

Im Gegensatz zum offenen Herdprozess ist beim basischen Sauerstoffprozess die jeweilige Beschickungsmenge begrenzt. Als

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Beschickungsmaterial muss vorherrschend heisses Material mit einem geringeren Bestandteil an Schrott sein. Das Beschickungsmaterial muss zu etwa 10°ß> oder mehr aus heissem Material bestehen, weil sonst bei geringer heisser Beschickungsmenge die gesamte Beschickungsmenge nicht genug Hitze hat, den Veredelungsprozess vollständig durchzuführen. Wenn die Beschickungsmenge nur aus kaltem Schrott bestehen würde, so könnte die Reaktion natürlich niemals beginnen» Dementsprechend ist der basische Sauerstoffprozess überwiegend abhängig von der Zuführmenge an heissem Metall. Er ist ungeeignet, vorteilhafter Weise grosse Mengen von Schrott zu verwenden, welche in vielen Ländern in grossen Mengen und unter günstigen wirtschaftlichen Bedingungen, das heisst, grosse verfügbare Mengen zu niedrigen Preisen, anfallen»

Bei der Wirkungsweise eines offenen Herdofens werden die Beschickungsmengen ankaltem Schrott und geschmol-zenem Roheisen fortlaufend in dem Range hinzugefügt, wie die Schmelzung des Metalls auf dem Herd fortschreitet₀ Die Veredelung und Reaktion wird durch die bei der Verbrennung des zugeführten Brennstoffes entstehende Hitze vervollständigt, die mit grossem Luftüberschuss erfolgt, normalerweise, wird 5O$6 und mehr Luftüberschuss dem Ofen zugeführt„ Der Herd ist so konstruiert, dass er ein Metallbad mit niedriger Tiefe bildet,um eine grosse Oberfläche zum Absorbieren der Hitze und des Sauerstoffes von der Brennstofflamme des über die

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Oberfläche streichenden Gases zu erhalten. ^;In den herkömmlach.en offenen Herdöfen sind entlang den Seiten des'¹Ofens oder ' * Herdes eine Anzahl von Beschickungstüren zur Zuführung des Beschickungsmaterials angeordnet. Die Beschickung· mit kaltem Schrott ist wegen der länge des Herdes eine langsame Operation, welche durch die Zahl und G-rösse der Beschickungstüren sowie die bestehende Ausrüstung dieser Anlage behindert und begrenzt wird. Während der Beschickungszeit sind die Be-

so schickungstüren für ausgedehnte Zeitperioden offen,/dass kalte luft in den Ofen gelangen und diesen in beträchtlichem Umfang abkühlen kann. Der dadurch entstehende Hitzeverlust muss natürlich durch zusätzliche Feuerung ausgeglichen werden, was erheblichen Aufwand an Brennstoff und Zeit erfordert.

In einem basischen Sauerstoff-Konverter ist das Problem der Beschickungszeit und des Hitzeverlustes weniger akut, weil der Behälter viel tiefer ist und beim Beschicken geneigt werden kann, wobei das Beschickungsmaterial schnell durch Eigengewicht durch die enge ZugangsÖffnung des Konverters in diesen eingebracht werden kann. Die Beschickungszeit des basischen Säuerst off-Konverters kann in drei bis fünf Minuten · durchgeführt werden, im Vergleich zu einer bis zwei und mehr Stunden Beschickungszeit bei mit Mehrfachtüren ausgerüsteten offenen Herdöfen»

Srfindungsgemäss wird eine Stahlveredelungseinrichtung mit einem einzigen Ofen verwendet, der ein Paar benachbarter, miteinander verbundener Behälter in Febeneinänderanordnung auf-

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weist. Es werden vorzugsweise zwei aneinanderstossende Herde innerhalb eines einzigen unbehinderten und nicht unterteilten Ofens verwendet« Dabei werden Zugangstüren für eine wesentliche eines jeden ^erdes und Beschickungseinrichtungen verwendet, deren Kapazität so bemessen ist, dass der jeweilige Herd im wesentlichen vollständig in relativ kurzer Zeit beschickt werden kann. Ferner sind vorzugsweise Einrichtungen vorgesehen, dass in einem der Behälter die Metallveredelung erfolgt und die dabei entstehende Hitze einem relativ kalten Beschickungsmaterial in dem anderen Behälter zugeführt und dieses dadurch vorerhitzt wird» Ausserdem werden Einrichtungen verwendet, einen Sauerstoffstrom oder -strahl gegen das Beschickungsmaterial in den Behälter zu richten und vorzugsweise mit dem Sauerstoff einen Brennstoff zuzußhren. Vorzugsweise sind ferner Strahlmittel für das gerade im Veredelungsprozess befindliche Beschickungsmaterial und davon getrennte Strahlmittel für das noch nicht im Veredelungsprozess befindliche Beschickungsmaterial vorgesehen·

Es werden Schrottbeschickungseinrichtungen mit grosser Kapazität vorgesehen, welche im wesentlichen eine vollständige Beschickung mit Schrott in verhältnismässig kurzer Zeit durchführen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Beschickungseinrichtung werden Kippbehältereinrichtungen neben der Zugangstür und Einrichtungen zur schnellen Entleerung des Schrotts, in den. Of en durch Kip;en oder lie igen der Kippeinrichtung vorgesehen. Ss wurden vorzugsweise Schüttrinneneinrichtungen verwendet, mit denen der Schrott durch die

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Zugangstür in den Ofen eingebracht wird, ohne dass er sich überstürzt oder hängen bleibt.

Die Erfindung überwindet viele der Nachteile und Begrenzungen des offenen Herdverfahrens und des basischen Sauerstoffverfahrens und bietet eine bewegliche Anpassungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit, wie sie mit anderen, bisher bekannten Mitteln nicht erreicht werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Stahlveredelung mit einer Beschickung aus geschmolzenem Roheisen und Schrott oder Altmetall in beliebigem Verhältnis zueinander. In der bevorzugten Praxis wesentliche Mengen beider Beschickungsmaterialien können zur Anwendung kommen. Geschmolzenes Roheisen und Schrott wird mit Sauerstoff zur Veredelung durch exothermische Reaktion angestrahlt, um Stahl mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Die entstehende Reaktion wird durch die Oxydation der verschiedenen Unreinheiten des Beschickungsmaterials, wie Kohle oder Kohlenstoff, Schwefel und Silizium, bei erhöhten Temperaturen erreicht« Der Sauerstoff hat eine jetzt in verschiedenen industriellen Verfahren benützte, weit verbreitete HändeIsquälitat von etwa 98 bis 99$ Reinheit.

Stickstoff, der mit etwa 80$ in atmosphärischer Luft enthalten ist, ist im wesentlichen ausgeschieden. Brennstoff kann von einer äusseren Quelle mit dem Sauerstoff zugeführt werden, wenn es erwünscht ist, die bei der Reaktion des Sauerstoffs mit den Unreinheiten des Beschickungsmaterials entwickelte ' Hitze zu ergänzen. Die hochtemperierten G-ase, welche von

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dem geschmolzenen Beschickungsmaterial bei dessen Einfliessen in den einen Behälter des Ofens ausströmen,werden auf und über den benachbarten Behälter des Ofens geschickt, in welchem eine frische ladung kalten Schrottniaterials eingebracht ist, mit denen sie in enge Berührung kommen, um es zu hohen Temperaturen vorzuheizen. Danach wird eine weitere Ladung des geschmolzenen Roheisens dem vorbeheizten Material in dem betreffenden Behälter zugefügte Das gemischte Material wird dann mit Sauerstoff in der gleichen Weise bestrahlt, wie es bei dem ersten Behälter erfolgte. Die heissen Gase, welche von dem im Veredelungsprozess im zweiten Behälter aufsteigen werden dann wieder zur Vorheizung einer neuen Ladung kalten Schrottmaterials in dem ersten Behälter benutzt, nachdem aus diesem das veredelte Beschickungsmaterial abgelassen und der Behälterboden wieder geschlossen wurde. So werden die beiden Behälter abwechselnd als Vorheizbehälter und als Veredelungsbehälter benutzt.

Da das von dem Einblasvorgang entwickelte heisse Gas beträchtliche Bestandteile an Kohlenoxyd enthält, mischt sich der Sauerstoff mit diesen Gasen zu Kohlendioxydo Diese Reaktion ist exothermisch und entwickelt erhebliche zusätzliche Hitze zur Verheizung des kalten Beschickungsmaterials„ Die neue, verbesserte erfindun^sgemässe Vorrichtung umfasst einen Ofen mit zwei benachbarten Behältern, von denen einer das Metall im Anblasungsvorgang (Prischvorgang) und jeweils der andere für die Aufnahme einer frischen Ladung kalten Materials zur Yorheizung enthält. Dabei sind in dem Ofen

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Einrichtungen zur Zuführung und Ableitung des Beschickungsmaterials Sauerstoffmundstiickeinrichtungen zum abwechselnden Einblasen von Sauerstoff auf. das Material in den Behälter vorgesehen, um das Beschickungsmaterial zu veredeln. Zwischen den Behältern und oberhalb derselben sind zusätzliche Sauerstoffeinblasmundstiicke angeordnet, um abwechselnd von dem Beschickungsmaterial entwickelte heisse G-ase aus dem einen Behälter in den anderen Behälter auf die darin befindliche kalte Ladung (Schrott) zu richten und in enge Berührung zu bringen, um sie vorzuheizen und dabei gleichzeitig zusätzliche Hitze durch die Umwandlung von Kohlenoxyd in Kohlendioxyd zu erzeugen,, ^Die zusätzlichen Mundstücke über der jeweiligen Schrottladung sind in entsprechender Höhenlage über dieser angeordnet damit Sauerstoff sich mit dem von den Verbrennungs- oder Abgasen aus dem anderen Behälter enthaltenen Kohlenoxyd zu Kohlendioxyd verbinden können und die resultierenden Yerbrennungsprodukte abwärts in das Zentrum des Schrott enthaltenden Behälters gerichtet wird, !ür die schnelle Beschickung des Ofens mit Schrott oder anderem kalten Beschickungsmaterial sind verbesserte Einrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe das Schrottmaterial in der Weise in den Ofen eingebracht wird, dass Beschädigungen der feuerfesten Ausscheidungen der Behälter auf ein Minimum reduziert werden.

In der beschriebenen Y/eise kann Stahl aus Schrott und Roheisen in beliebiger prozentualen Zusammensetzungen, wie sie bisher so weitgehend nicht möglich waren, hergestellt werden,

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ohne dass Brennstoff von einer äusseren Quelle zugeführt werden muss. Das erfindungsgemässe Verfahren kann in einem Ofen bekannter Bauart, wie z. B. der offenen Herdofenbauart durchgeführt werden« Vorhandene offene Herdanlagen

können zu der erfindungsgemässen Vorrichtung umgebaut werden auf Kosten damit erzielbarer Ersparnisse und wirtschaftlicher Vorteile. Die Hitze von den exothermischen Reaktionen in dem einen Behälterherd des Ofens wird für die Vorheizung des Beschickungsmaterials in dem anderen Behälterherd verwendet, so dass es ermöglicht wird, einen höheren Prozentsatz an Schrott als jemals bisher zu verwenden, ohne dass Brennstoff aus einer äusseren Quelle verwendet werden muss. Selbst in den Fällen, in denen äussere zusätzliche Brennstoffe erwünscht oder nötig sind, wird deren erforderliche Menge verringert. Die Vorheizung verringert die erforderliche Zeit für die Veredelung des Beschickungsmaterials in einen fertigen Zustand und ermöglicht billigere und schnellere Produktion der Vorrichtung oder Anlage. Die Erfindung ermöglicht leichte und schnelle Beschickung der Behälterherde mit dem Material in solcher Tiefe, dass der Beschickung s Vorgang leicht und schnell sowie beschleunigt in einem kleinen Bruchteil der Zeit durchgeführt werden kann, wie sie bei den bisher bekannten öfen dieser Art für notwendig gehalten wurden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung sind einige Ausführunssbeisjiiele des G-egen-

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- 12 Standes der Erfindung schematisch dargestellt» Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ofens mit zugehörigen Einrichtungen in Draufsicht, teil-, weise im Schnitt oder angedeutet,.wobei der rechte Behälter für die Stahlveredelung und der linke Behälter für die Yorbeheizung des kalten Schrottmaterials benutzt wird,

Fig. 2 einen Teil der Figl in vergrösserter Draufsicht, teilweise im Schnitt mit dem erfindungsgemässen Ofen und gewissen Erfindungsmerkmalen,

Fig. 3 den gleichen Ofen wie in ^ig. 2 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie 3-3 der Figo 2 mit der vollständigen Konstruktion und angedeuteten Lage gewisser Teile,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in ^£lg· 3, Fig. 5a, 5b, 5c zeigen einige graphische Darstellungen zur

Erleichterung des Verständnisses der Erfindung,

^'ig. 6 einen die Beschickungseinrichtung betreffenden Teil der Figo 1 in vergrösserter Darstellung,

Fig. 7 die gleichen Teile wie in Fig. 6 in Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 7 in Fig. 6,

i'^lig. 8 die gleichen Teile wie in ^ig. 6 in Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 8 in Fig. 6,

^x'ig. 9 eine Aus führ ungs form des erfindungsgemässen Ofens analog ^'ig. 1 mit abgeänderter Beschickungseinrichtung in Draufsicht, teilweise im Schnitt,

Figo 10 den gleichen Ofen mit Beschickungseinrichtung wie in

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Pig. 9, in Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 10 in Pig. 9_t teilweise im Schnitt, zur Teranschaulichung der Gesamtanordnung,

Pig. 11 den gleichen Ofen wie in Pig. 9 in Seitenansicht in Sichtung des Pfeiles 11 in ^ig. 9ο

In Pig. 1 umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung oder Anlage zur Erzeugung von Stahl einen Ofen 12 und eine Beschickungseinrichtung 13. Die letztere ist beweglich auf Schienen 14, welche sich über eine Entfernung entlang dem Ofen 12 erstrecken, damit die Beschickungseinrichtung mit der entsprechenden Menge der verschiedenen Bestandteile,die irgendwo zu Blöcken gestapelt sind, beladen und dazu benutzt werden kann, jeden der Seile des Doppelherdofens gemäss der Erfindung zu beschicken. Die Enden des Ofens 12 sind mit einem entsprechenden Schornsteinabzug 15 über Kanäle 16a und 16b verbunden, die in angedeuteter V/eise unter der Erdoberfläche angeordnet sein können«,

Der Ofen 12 ist in seinen Einzelheiten in den Pig«, 2, 3 und 4 wiedergegeben und umfasst eine Stützkonstruktion, die allgemein mit Herd bezeichnet werden möge, der zwei nebeneinander, das Beschickungsgut aufnehmende Behälter 18 und 20 besitzt. Die Behälter 18 und 20 mögen selbst als Herd bezeichnet werden, in denen getrennte Veredelungsvorgänge durch geführt werden. Der Herd und die darin untergebrachten Behälter sind mit mehreren Lagen 22 aus feuerfestem Material in üblicher Weise ausgekleidet.und die Konstruktion wird von

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einem Stahlrahmenboden 24 getragen, der in der Mitte auf. Pfosten 26 und an den Enden auf mehreren Siäalsäulen 28

Um den Behälter 18 und 20 eine entsprechende Tiefe zu geben, ist der Ofen mit Konstruktionsseitenwänden 30 und 32 verseheni die sich an beiden Seiten der Behälter über die Länge des Ofens erstrecken. Die Seitenwände 30, 32 enden oben in einer horizontalen Ebene 34 (S¹Ig. 3 und 4), die bei einer besonderen Ausführungsform annähernd 1 m über der Ebene des Beschickungsbodens 36 an der Beschickungsseite des Ofens liegt,, Innere Endkonstruktionen 38 (Pig« 3) und eine mittlere Konstruktion 40 sind auf dem Stahlrahmenboden 24 angeordnet um die Wände/der Behälter 18 und 20 zu stützen.

Die Behälter sind etwas tiefer als die üblichen offenen Herdofen ausgebildet, weil zum Anblasen des Beschickungsmaterials Sauerstoff verwendet wird und eine grosse Oberfläche des ge~ schmolzenen Materials nicht erforderlich ist. Bei einer besonderen Ausführungsform beträgt die maximale Tiefe dieser Behälter 18, 20 von der Oberfläche des geschmolzenen Beschickungsmaterials gerechnet mehr als 130 cm gegenüber etwa 78 cm gebräuchliche Tiefe bei offenen Hochöfen. Diese zusätzliche Tiefe vergrössert die Kapazität des Ofens 12, um ihm annähernd das gleiche Fassungsvolumen^ür das Beschickungsmaterial zu geben wie eire umgewandelte offene Herdofenanlage, die eine grössere Fläche aber eine geringere Tiefe aufweist.

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χ? -

An beiden Enden des· Ofens 12 ist Je eine Kammer 42 und 44 zur Ausrichtung des..; Gasflusses über den Behälter 18, 20 in die jeweils gewünschte Richtung eingeordnet, wozu eine geeignete Drossel- oder. Steuerklappeneinrichtung 45 (^igel) vorgesehen ist, mit dereti Hilfe jeweils der Kanal 16a oder der, Kanal 16b an den Schornsteinabzug 15 angeschlossen wird. Die -Kammern 42 und 44 stehen mit den Räumen oberhalb der Behälter IS, 20 In Verbindung und werden gegenüber den Behältern durch vertikale Wände 46, 48 begrenzt, deren oberer Rand mit dem oberen Rand der Behälter 18, 20 in gleicher

Höhenlage verläuft.

Unmittelbar unter den Kammern 42 und 44 sind die üblichen Aschenauffanggruben 50 und 52 ("^ig. 3) angeordnet, die mit feuerfestem Material ausgekleidet sind und über Auslassöffnungen 50a, 52a in einer Seitenwand mit den Abzugskanälen 16a, 16b in Verbindung stehen. Asche oder andere ι Feuerungsbestandteile die über die Endmauern 46, 48 hinaus gelangen, fallen in die Aschengruben 50 und 52, während Gase, die in die Kammern 42, 44 gelangen, durch die Gruben 50, 52 und die Auslässe 50a, 52a und die Kanäle 16a, 16b aus dem Raum über den Behälter 18, 20 oder in diesen strömen können, je nachdem wie die Gasströmung gerade gesteuert

^m wird.

χ- Die Kammern 42, 44 sind mit Endwänden 42a, 44c, Seitenoo

^OT wänden 42b, 44b und Deckenwänden 42c, 44c aus feuerfestem ο

Material versehen. Die Deckenwände 42,44c, ragenrach dem Innern des Ofens über dessen Endwände 46 und 48 hinaus und verlaufen in der gleichen Höhenlage wie die Deckenwand über

dem Doppelhera selbst. Die Seitenwände 42b, 44b stossen an die Endwände 54, 56 des Ofens (j?ig_o 2) die mit Öffnungen 54a, 56a versehen sind, durch welche die Brenngase oder Verbrennungsgase in die Kammern 42, 44 gelangen können, wenn sie über einen der Behälter 18 oder 20 hinwegstreifen.

Eine Herdabdeekung schliesst die von den Herden aufsteigende Hitze ab und bilden über diesen einen Sammelraum und Übergangskanal von dem einen Herd oder Behälter, in welchem jeweils durch die Reaktionen die Gase entwickelt werden, nach dem anderen Herd oder Behälter, in welchem sich der kalte Schrott befindet, über den die Gase hinwegstreichen. Die Abdeckung umfasst mehrere abnehmbare Deckelkörper 58, 60, die nebeneinander angeordnet sind und jeweils je einen der Behälter 18 und 20 abdecken. Die Abdeckglieder 58 und sind identisch und jeder mit einer gewölbten Deckwand 62 (Fig„4) aus feierfestem Material ausgerüstet, welche durch zahlreiche.Stahlrahmen oder -bügel 64 gestützt und gehalten werden.. Die Abdeckglieder 58, 60 sind mit Stahlschienenflanschen 66 versehen, welche an ihm starr befestigt sind und auf oberen Fläcuen der Seitenwandkonstruktionen 30 und 32 ruhen und mit diesen lösbar verbunden sind, wenn die Abdeckglieder 58, 60 sich in geschlossener Betriebslage befinden. Jeder der Stahlrahmen oder -bügel 64 ist mit einer vertikalen Hut 68 versehen, durch welche die Hebestange einer Y/lnde oder einer anderen Hebeinrichtung hi ndur enge führt ist, um das Abdeckglied 58 oder 60 vollständig von dem darunter befindlichen Ofenherd abzuheben oder aufzusetzen.

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ORIGINAL INSPECTED

Damit jeder Behälter 18 und 20 beschickt werden kann, ist jedes Abdeckglied 58 und 60 mit einer grösseren Öffnung 70 zum Einbringen von sperrigem Schrott .und einer kleineren Öffnung 72 zur Beschickung der Behälter 18, 20 mit geschmolzenem Metall versehen. Diese in ^ΰ 'ig. 3 angedeuteten Öffnungen sind so angeordnet, dass sie von der Beschickungsbodenfläche 36 ausgehen, damit die Beschickungsmaterialien durch die öffnung 70 mittels der noch zu beschreibenden Beschickungseinrichtung zugeführt und geschmolzenes Metall mittels G-iesspfanne od. dgl. durch die öffnungen 72 eingebracht werden kann.

Um die hohen Temperaturen des Ofens aufrecht zu erhalten und Wärmeverluste zu reduzieren, werden die öffnungen durch nach oben bewegbare Türen oder Schieben 74 verschlossen, die wassergekühlt sein können, während die - öffnungen 72 mit entsprechend kleinen Türen oder Schieben 76 (^ig«, 3) verschlossen werden. Die Türen 74 und 76 können gebräuchlicher Konstruktion sein und für ihre Gleitbewegung mit entsprechenden Rahmenkonstruktionen versehen werden, die ebenfalls wassergekühlt sein können. Der Ofen 12 ist für jede öffnung 70 mit je einem Zuführungskanal 82 (-k'ig. 1, 2 und 4) versehen, der die Öffnungen 70 jeweils mit ihrem zugehörigen Behälter oder Herd 18 oder 20 verbindet. Jeder der Behälter 18 und 20 ist mit einer Schüttrinne 84 für geschmolzenes Beschickungsmaterial versehen, die mit ihrer zugehörigen Öffnung 72 übereinstimmt, damit das durch die von der Tür 76 freigegebene Öffnung 72 zugeführte geschmolzene Beschickungs-

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metall in den jeweils gewünschten Behälter 18 oder 20 fHessen kann. Die Beschickungs-Schüttrinnen 84 lassen das geschrnpl-. :■■ zene Material in tangentialer Richtung, in den betreffenden Behälter 18 oder 20 fliessen.

Ausserhalb der Wand 30 des Herdes 12 sind im Bereich jeder Öffnung 70 je eine vordere Abflussrinne 86 zum Abführen der geschmolzenen Aschenbestandteile vorgesehen, die aus dem Ofen zur Beseitigung der geschmolzenen Unreinheiten abgeleitet werden muss, bevor die SchmeMiitze von dem Herd abgezogen oder abgeleitet ist.

Damit der fertiggestellte Stahl aus den Behältern 18 und 20 in der üblichen Weise abgeleitet werden kann, ist jeder Behälter 18 und 20 mit einem zentralen Bodenabstechloch 88 versehen, das über Abstich- oder Abflusskanälen 92 mit Abstechoder Abflussrinnen 90 in Verbindung steht. Die Abstechrinnen oder Abflussrinnen
/90 führen zu üblichen Reinigungspfannen 93.

In Übereinstimmung mit der Erfindung und zur Veredelung des Besehickungsmaterials in den Behältern 18 und 20 ist jedes Abdeckglied 58 und 60 mit einer zentralen Öffnung 94 in dem Deckwandteil versehen, durch welche ein Sauerstoffmundstück 96 hindurchgeführt wird um das Beschickungsmaterial in dem darunter befindlichen Behälter anzublasen. Das SAuerstoff-Brennstoffmundstück wird von einer Mundstückwinde 78 gehalten und kann abwechselnd durch das Abdeckglied 58 oder hindurch angehoben werden oder gesenkt werden. Die über den

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benachbarten Behälter 18, 20 angeordneten Blasmundstücke 96 werden abwechselnd dazu benutzt, die in dein Behälter 18 und 20 befindlichen Beschickungsmaterialien während des Arbeitsvorganges des Ofens anzublasen,. Jedes Mundstück 96 hat eine

eigene Windeneinrichtung, wie sie in ¹¹Ig. 4 gezeigt ist« Eine Hebewinde 78 ist auf Schienen 80 gelagert und bewirkt das Heben und Senken des Mundstückes 96, das am unteren Jinde eines auf eine Windentrommel aufgewickelten Kabels, oder Teiles befestigt ist. Jedes Mundstück 96 kann jeweils aur Zuführung von Sauerstoff allein oder eines Säuerstoff-Brennst off gemisches benutzt werden, je nachdem wie dies durch die Arbeitsvorgänge erforderlich ist. Beide Mundstücke 96 können gleichzeitig wirksam sein, indem eines das im Veredelungsprozess befindliche Beschickungsmaterial und das andere das vorzubeheizende Beschickungsmaterial in dem anderen Behälter anstrahlt, um die von dem·Veredelungsprozess in dem ersten Behälter entwickelte Hitze zu ergänzen,,

In jedem Abdeckglied 58, 60 sind auch eine Anzahl von schrägen Öffnungen 98 zum Einführen aus tauschbaren Sauerstoff- oder Luftmundstücken 100 (^ig. 2 und 3) vorgesehen. '«Yegen der schrägen Anordnung der Iiundstücke 100 kann durch sie jeweils Luft zugeführt werden nach dem Behälter 18 oder 20 in welchem die Verheizung vorgenommen wird. Die Hilfsmundstücke 100 sind schräg angeordnet, damit das Zentrum des jeweiligen Behälters 18 oder 20 angeblasen wird, in welchem die Verheizung durchgeführt wird. Die Luftmundstücke 100 in den Abdeckgliedern 58, 60 von denen das in de:n Abdeckglied 58 an-

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geordnete Mundstück 100 in ^¹Xg. 3 in gestrichelten Linien dargestellt ist, werden benutzt, wenn der zugehörige Behälter 58 oder 60 für die Vorbeheizung verwendet vird.. Wird der Behälter 20 für die Vorbeheizung verwendet, so werden die mit dem Abdeckglied 60 verbundenen Mundstücke 100 benutzt.

Bei der Wirkungsweise des Ofens 12 sei angenommen eine geschmolzene Beschickungsmenge aus einer Mischung von Schrottmetall und Roheisen zusammengesetzt befinde sich in dem .einen der Behälter, beispielsweise im Behälter 18 fertig für den Veredelungsvorgang zu Stahl. Zur gleichen Zeit befindet sich eine Ladung oder Beschickungsmenge kalten Schrotts in dem benachbarten Behälter 20. Das Sauerstoffmundstück 96 im Behälter 18 ist dann gesenkt und das geschmolzene Beschickungsmaterial im Behälter 18 wird von dem Sauerstoffmundstück 96 angeblasen, um die TJnreinigkeiten in dem Schmelzbad zu verbrennen. Auf Grund der ausgelösten chemischen Reaktionen werden grosse Wärmemengen erzeugt, so dass keine Notwendigkeit mehr besteht, wie bei den gebräuchlichen offenen Herdöfen Brennstoff zu verbrennen, um die erforderliche Hitze zu erzeugen, ^ie Anblasungen mit Luft oder Sauerstoff aus den Hilfsmundstücken 100 kombinieren sich mit den von dem Beschickungsgut im Behälter 18 aufsteigenden oder ausgestrahlten Gasen,, Da diese ausgestrahlten G-ase grosse Mengen Kohlenoxyd enthalten,- mischt sich Sauerstoff aus den Luftmundstücken 100 und dem benachbarten Mundstück 96 mit dem Kohlenoxyd, das erneut zu Kohlendioxyd verwandelt wird, wo—

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durch eine exothermische Wirkung und dabei erzeugte zusätzliche Hitze entsteht. Diese heissen G-ase v/erden durch

den dabei entstehenden Überdruck in enge Berührung mit dem kalten Schrott im Behälter 20 gebracht, den sie bis auf Temperaturen von 81O⁰G oder mehr erhitzen, was abhängig von dem Prozentgehalt an Schrott in der Stahlmischung und der physikalischen Form des Schrotts ist, wodurch die Y/irksamkeit der Beheizung begrenzt werden kann» Es ist zu bemerken, dass die Sichtung der Mundstücke, deren austretende Strahlen das Kohlenoxyd verbrennen, so zu wählen ist, dass die Mischung der daraus resultierenden Verbrennungsgase und der vom Behälter 18 ausströmenden, hochstegenden Gase nach unten auf das Zentrum des Behälters 20 gerichtet ist, um eineenge Berührung mit den darin befindlichen Schrottmaterial herzustellen und dieses vorzuerhitzen.

Während der Zeit, in welcher der Anblasprozess im Behälter 18 vollständig durchgeführt ist, wird das kalte Schrottmaterial im Behälter 20 auf etwa 810⁰G vorbeheizt, durch die Wärmeab-gabe von den Gasen, die sonst durch die Kammer 44 und die Grube 52 sowie den Kanal 16b in den Schornsteinabzug 15 strömen würden«, Das Abflussloch 88 im Behälter 18 wird dann geöffnet und der darin veredelte Stahl fliesst durch Kanal 92 und Ablaufrinne 90 in die Zeinigungspfanne

Das Säuerstoff mundstuck 96 wird dann während der folgenden Beschickungszeit durch das Abdeckglied 58 zurückgezogen. Das Sauerstoffmundstück 96 am Abdeckglied 58 wird dann zur Benutzung gesenkt. Eine geschmolzene Roheisenladung wird dann

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durch die sonst durch die Tür 76 verschlossene Pffnüög^:72' *'■*-'■ in dem Abdeckglie.d 60 in den Behälter 20 eingebracht, ^r*der-?"»--" die vorbereitete Schrottmenge enthält. Das Roheisen ^jfi.iiess ti durch die Beschickungsrinne 84 in den Behälter 20 und mischt sich mit dem darin enthaltenen vorbehandelten Schrott» -

Während dieser Vorgänge ist der Behälter 18 entleert und das' Abstichloch 88 wieder geschlossen und eine Ladung kalter Schrott durch die Beschickungseinrichtung13 durch die Zugangsöffnung 70 in dem Abdeckglied 58 nach Öffnung der Tür 72 eingebracht.werden. Die geschmolzene Beschickungsmenge im Behälter 20 wird mit Sauerstoff aus dem darüber angebrachten Mundstück 96 angeblasen, wie dies vorher im

und entwickelten Behälter 18 erfolgte. Die ausgeblasenen/Gase werden durch die aus den Mundstücken 100 einströmende luft oxydiert und die Mischung durch die Mundstücke in enge Berührung mit dem kalten Schrott in Behälter 18 gebracht, um diesen in der beschriebenen Weise vorzubäieizen. Während dieser orgänge wird der Fluss durch den Ofen umgekehrt mit Abfluss der Abgase durch die Kammer 42, G-rube 50 in den Kanal 16a und zum Schornsteinabzug 15. ^o werden die -'-'oppelbehälter abwechselnd zur Veredelung der geschmolzenen Beschickungsmasse zu Stahl und zur Vorbeheizung des kalten Schrotts verwendet. . .

In den graphischen Darstellungen der Pig, 5a, 5b, 5c zeigt ^ig. 5a den Verfahrenszyklus bei einem typischen gebräuchlichen offenen Herdofen mit einer Herdkapazität von drei-

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hundertfünfzig Tonnen und Säuerstoffeuerung. Eine Beschickungsmenge von 140 Tonnen mit einer Auswahl schweren Materials möge in Mengen von annähernd 2,3 Tonnen pro Minute hinzugefügt werden. Die Roheisen Beschickungsmenge von 210 Tonnen wird in Mengen von 7 tonnen pro Minute hinzugefügt. Diese Ladung enthält also 40$ Schrott und 60$ geschmolzenes Roheisen und wird in einem ausserordentlich guten Vorgang für etwa drei Stunden behandelt, um eine GesamtiierStellungsmenge von 300 Tonnen aber etwa 1,3 tonnen pro Minute zu ergeben.

■^ig. 5b veranschaulicht ein Verfahren in einem erfindungsgemässen Ofen mit annähernd der gleichen physikalischen Grosse und zwei Behältern 18 und 20, von denen jeder eine Kapazität von 160 Tonnen aufweist. Der Zeitzyklus in jedem Behälter 18, 20 beträgt 90 Minuten mit den ersten zwei Minuten für die Beschickung mit kaltem. Schrott« Die kalte Schrottladung

in wird dann für etwa 38 Minuten vorbeheizt, während/dem anderen Behälter der Blasvorgang durchgeführt wird, ^i e nächsten 80 Tonnen geschmolzenen Roheisens werden in Mengen von acht Tonnen pro Min. für die Dauer von acht Minuten eingebracht.

Die Ladung mit vorbeheiztem Schrott und geschmolzenem Roh-

iüit
eisen wird dann/Sauerstoff für 20 Minuten angeblasen und danach der fertige Stahl innerhalb von 10 Minuten abgelassen, wobei innerhalb weiterer 10 Minuten der Behälter 'gereinigt und im Abstechloch geschlossen wird, um die nächste Ladung aufzunehmen. Die Verfahrensvorgänge in den Behältern 18,20 werden zeitlich versetzt zueinander durchgeführt, so dass der Anblasvorgang in dem einen Behälter während des ersten

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Teils der Beschickung des anderen Behälters mit Schrott vorsichgeht, wobei die beim Anblasen entwickelte Hitze in dem einen Behälter für die Vorbeheizung des kalten Schrotts in dem anderen Behälter ausgenutzt wird_o Die Umlenkklappe 45 wird natürlich am Ende eines jeden Vorganges betätigt,so dass die beim Anblasvorgang entwickelten heissen Gase den Ofen 12 durch die am meisten entfernten Kammern 42 oder 44 verlassen. '

Daraus ist ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren und die dabei benutzte Vorrichtung für eine Produktionsmenge von 960 (Tonnen die gleiche Zeit benötigt, in welcher in einem herkömmlichen, mit Sauerstoff beheizten, offenen Herdofen nur 350 Tonnen hergestellt werden, so dass bei gleicher G-rösse der Anlagen das 2,73-fache mit dem neuen Verfahren erreicht wird. Wird der gleiche Ofen nicht mit Sauerstoff gefeuert, ist eine Behandlungszeit von 10 Stunden pro Zyklus zu erwarten. Ein 200 Tonnen basischer Sauerstoff-Konverter wird andererseits einen Zyklus etwa in einer Stunde durchführen. .

Pig. 5c veranschaulicht vergleichsweise den Hitzebestand der Beschickungsmaterialien pro Tonne in den verschiedenen jetzt üblichen Stahlveredelungsverfahren und.in dem erfindungsgemässen Doppelbehälter Ofen. Dieser Vergleich zeigt den grossen Vorteil der Erfindung gegenüber den bisherigen Verfahren in Bezug-auf die. erreichten Temperaturen und den ■■-

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prozentualen Anteil von flüssigem Roheisen an der Beschickungsmenge.

Die Verwendung von abnehmtaren Abdeckgliedern 58 und 60 über den Behältern 18, 20 vermindert weitgehend die Stillsetzungszeit des Ofens zur Ausbesserung der feuerfesten Lagen im Vergleich zu .den herkömmlichen offenen Herdofen. Bei diesem hält das Kopfverschlussglied nur eine begrenzte Zahl von Veredelungsvorgängen aus, bevor er zum Ausbessern und Erneuern stillgesetzt werden muss, -Dies ist bei der Erfindung wegen der abnehmbaren Abdeckglieder nicht der Fall, die auch wassergekühlt ausgebildet werden können. Ferner ist eine Instandsetzung der Abdeckglieder wesentlich leichter, weil sie von dem Herd abgehoben werden können, um leichter zugänglich zu sein« Eine längere Wartezeit für die Abkühlung der Abdeckglieder vor Beginn, der Arbeitsvorgänge tritt hier auch nicht in Erscheinung , zumal fünf oder sechs Abschluasglieder für jede Anlage vorgesehen werden können, von denen jeweils zumindest ein instandgesetztes Abschlussglied immer bereit gehalten werden kann.

Bin wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, dass vorhandene offene Herdofenanlagen leicht in einen Doppelbehälterofen gemäss der Erfindung mit verhältnismässig niedrigen Kosten unigewandelt werden können. Dadurch wird die Notwendigkeit dea iallenlasBens vorhandener Anlagen, während erhöhte Produktion und niedrige Betriebskosten mit dem er-

findungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung erlangt. werden» Die Umwandlung besteht vor allem in der Aus-^{: :} wechslung des Herdes mit einem Behälter in einen sol-chen '' mit zwei Behältern, die ausserdem tiefer als die "bisherigen Behälter auszuführen sind. Diese "beiden Behälter mit einer spezifisch vergleichsweisen G-esamtkapazität können mit Rücksicht auf ihre Oberfläche in dem Reichen Raum oder in einem kleineren Raum untergebracht werden. Natürlich muss die Abdeckungskonstruktion geändert und eine schnell arbeitende Beschickungseinrichtung vorgesehen werden, um die Vorteile der Erfindung zu sichern.

Während der basische Sauerstoff-Konverter in seiner maxi-" malen Beschickungsmenge an kaltem Schrott auf 50$ begrenzt ist, zeigt das erfindungsgemässe Verfahren einen ent- ' "' scheidenden Vorteil indem bei ihm infolge der Vorheizung ^: bis zu annähernd 50$ Schrottanteil verwendet werden kann. ■ ferner werden durch die Vorbeheizung die Kosten pro Sonne ' ' hergestellten Stahls erheblich gesenkt gegenüber den "Stah'I»- herstellungskosten mit den bisherigen Verfahren, sei es mrt dem offenen Herdofen oder dem basischen Sauerstoffverfahren" durch Verwendung von verfügbarem Brennstoff, der in^!'dör ^; - ^c Stahlindustrie bisher verloren ging· ..c '.-3g*-·;.

Ton der vorliegenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Beschickungseinrichtung 13 für den Ofen 12 gemäas der-Erfindung geeignet sein muss, schnell und schnell abwecheelnd beide Behälter 18 und 2Ö ohne Verzögerung zu beschicken. In ?lg. 6,7 und 8 sind linzelheiten einer er-

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BADORfGiNAL

findungsgemässen Beschickungseinrichtung 13 wiedergegeben, wie er gegenwärtig als eine bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, weil sie leicht an einer vorhandenen offenen Herdofenanlage angebracht und dieser angepasst werden kann_o

Diese Beschickungseinrichtung ist so gestaltet, dass sie auf Schienen 14 (3?ig. l),die auf der Beschickungsebene 36 angeordnet sind, mit Eigenantrieb bewegt werden kann, um in abnehmbaren, gebündelten oder gestapelten Kästen Schrott an einer Ladestelle beliebiger Art aufzunehmen.

Die Beschickungseinrichtung umfasst ein Unterwagengestell 119 mit einem Paar seitlicher Unterwagenschienen 120 und quergerichteten Unterwagengliedern 122. Das Unterwagengestell 119 ruht auf Spurkranzrädern 124, die auf den Schienen 14 rollen, wenn die Beschickungseinrichtung fortbewegt wird. Die Räder 124 werden durch geeignete nicht dargestellte Mittel angetrieben, die von einem auf dem Unterwagengestell 119 angebrachten Steuerhäuschen 126 (Fig. 7) gesteuert werden. Das U_nterwagengestell 119 besitzt ein Rahmengestell zum Tragen eines Kipprutschenwagens 128, der in 2?ig. 7 in ausgezogenen Linien in ausgefahrener Stellung und in gestrichelten Linien in zurückgezogener Stellung dargestellt ist. Der Kipprutschenwageη 128 stützt sich auf untere Rollen 130 und obere Rollen 132, welche letztere sich gegen Konstruktionsglieder 134 legen, die parallel zu den

122
Querschienen/verlaufen.

Pur die Beschickung der Behälter 18 und 20 ist eine Rutsche ^{4 r} 80 98 10/0 632

136 mit leicht abfallenden gewölbtem Boden 136a (Pig. 7) und damit vereinigten Seitenwänden 136b (^igo 8)_o Die Rutsche 136 ist im allgemeinen U-förmig im Querrichtung (^ige 8) und leicht konkav gekrümmten und gewölbten Boden 136a ausgebildet und geht mit abgerundeten Rändern in die Seitenwände 136b über, damit das Schrottmetall in der Rutsche 136 leicht mit gleichmässigem Fluss abwärts gleiten kann, ohne dass an Ecken oder Kanten Ansammlungen oder Haufenbildungen entstehen können. Die Seitenwände 136b nach dem zum Ausfluss entgegengesetzten Ende 136 c beträchtlich konisch erweitert, um ein Verschütten von Schrott beim Auskippen aus einem der,in Längsrichtung hochkippbaren, Kästen 138 oder 140 zu vermeiden Die Rutsche 136 ist in Fig.? in. der ausgefahrenen lage bei der Beschickung gezeigt, während die gestrichelten Linien ihre zurückgezogene Lage wiedergeben»

Srfindungsgemäss sind die Schrottkästen 138, 140 auf einem Rahmengestell 142 gelagert, das von vertikalen, hydraulisch betätigbaren Eckstützen 144 getragen wird, die wiederum auf dem Unterwagengestell 119 angebracht sind. Die hydraulischen Eckstützen 144 ermöglichen für die Schrottkästen 138, 140 eine variable Höhenlage, wodurch der Schrott in den Kästen 138, 140 in die für sein Einschütten in den jeweiligen Behälter 18 oder 20 günstige Höhenlage gebracht werden kann. Die Schrottkästen 138, 140 sind allgemein U-förmig im Querschnitt mit offenen vorderen Enden ausgerüstet und in Längsrichtung nach oben leicht konkav gekrümmt, so dass Schrottmetall aus ihnen fortschreitend in die Rutsche 136 gleiten und fallen kann, wenn die Kästen. 138, 140 am r.ück-

wärtigen Ende angehoben und schräg gestellt werden. Mit zunehmenden Schrägstellungswinkel der Küsten 138, 140 gleiten die Schrotteile eher stückweise als im ganzen in die Rutsche 136· Die vorderen Enden der Kästen 138, 140 sind um Drehzapfen oder -achsen 150 schwenkbar, während für das Anheben der rückwärtigen Enden der Kästen 138, 140 hydraulische Hebe-■ mittel 151 vorgesehen sind, damit durch allmähliches Schrägstellen der Kästen 138, 14-0 des Schrottmaterials aus diesen fortschreitend in entsprechenden Mengen in die Rutsche 136 und von hier in störungsfreiem Fluss in den jeweiligen Behälter 18 Oder 20 gleiten können. In ^i<lig. 7 ist die geneigte Stellung eines Kastens 140 in gestrichelten Linien, die mittels der hydraulischen Stützen 144 angehobene Stellung in strichpunktierten Linien und die niedrigste Stellung in ausgezogenen Linien dargestellt.

Um die Schrotteile aus einem der Kästen 138, 140 sicher in

136
die Rutsche/gelangen zu lassen , ist gegenüber den vorderen Enden der Kästen 138, 140 eine trichterartige Abschirmung 152 vorgesehen, die an dem Rahmen 142 befestigt ist und mit einer frei beweglichen Umlenkklappe 154 ausgerüstet ist. Diese Klappe bewegt sich von selbst in üffnungssteilung unabhängig aus welchem Kasten 138 oder 140 entleert wird, und leitet die Schrotteile aus dem Kasten in die Rutsche 136„ Die hydraulischen Hebestützen 151, die wahlweise die Kästen 138 oder 140 zu dem gewünschten Neigungswinkel für ein gleichmässiges Beschicken der Behälter 18 oder 20 mit Schrotteilen, während die vertikalen hydraulischen Stützen 144 die richtige Höhenlage der Kästen 138, 140 zu den Ein-

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Schutt Öffnungen in den Behältern 138, 14-0 herstellen, und steuern.

Bei der Benutzung· der Anlage kann die Beschickungseinrichtung 13 auf den Schienen 14 an eine ladesteile bewegt werden, an welcher sie die Arten und Mengen an Schrott aufnehmen und zum Einbringen in die Behälter 18, 20 heranbringen kann· Die Einrichtung wird dann in die aus Fig. 1 ersichtliche Beschickungsstellung gebracht und die Tür 74 des betreffenden Behälters 18 oder 20 geöffnet. Die Beschickungsrutsche wird dann durch die öffnung 70 vorgeschoben und einer der Kästen 1'38 oder 14O wird so aufgehoben und geneigt, dass die in ihm enthaltenen Schrotteile durch die trichterartige !Führung 152 auf die Rutsche 136 und von dieser in störungsfreiem Fluss in den betreffenden Behälter 18 oder 20 gleiten.

Durch· Einstellung des Grades der leigung der Schrottkästen 138 oder I40 und fortschreitende Anhebung durch die hydraulischen Hebemittel 151, kann der Beschickungsgrad in den Behälter leicht eingestellt und gesteuert werden. Die elastische Steuerung ist erwünscht, weil manche Ladungen nicht so leicht xliessend gleiten können wie andere und der G-rad des Flusses von der Höhe der in dem betreffenden Kasten jeweils noch befindlichen Schrottmenge und von der Gestaltung des Bodens der Kästen 138, 140 abhängig ist, so dass der Neigungswinkel mit zunehmendem Herausgleiten der Schrotteile vergrössert werden muss. Die abgerundeten Ecken der Schrottkästen 138, 140 und Beschickungsrutsche I36 verhindert oder reduziert die Tendenz des Hängenbleibens der

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Schrotteile. Ausserdem kann durch geringe Erhebung des Ausschüttenden der Beschickungsrutsche, die zweckmässig einstellbar ist, und durch Veränderung des Neigungswinkels des Schrottkastens 138 oder 140 des ballistischen oder

Stossproblem des kalten Schrotts in Bezug auf das Zerkratzen oder Beschädigen der Auskleidung der Behälter und 20 ausgeschaltet oder stark reduziert werden. Ss ist auch wichtig, dass der horizontale Querschnitt der Beschickungsrutsche beim Verlassen der Schrottkästen niemals vermindert werden darf, weil sonst der Schrott hängen bleibt. Andererseits verringert sich beim leichten und unbehinderten Fallen des Schrotts in die Rutsche der Querschnitt des Schrotts automatisch, so dass sich damit die Reibung verringert und ffallbewegung beschleunigt wird.

In -^ig. 9, 10 und 11 ist eine andere Au s f uhr ung s form der Beschickungseinrichtung dargestellt, wie sie bei dem erfin- ^! dungsgemässen Ofen 12 gut verwendet werden kann. Die allgemein mit 160 bezeichnete Beschickungseinrichtung kann wieder auf den Schienen 14 auf dem Beschickungsboden 36 zum Beschicken des Doppelbehälterofens 12 bewegt werd-en. Die entsprechend gleichen Teile des Ofens in den "¹²Ig. 9, 10, sind mit den gleichen Zahlen wie bei den anderen Ausführungsbeispiel bezeichnet.

Die Beschickungseinrichtung 160 ist mit einem Unterwagen 36L ausgerüstet, der ein Paar Längsseitenschienen oder Glieder 162 mit Rollen 164 aufweist, die auf den Schienen 14 rollen,

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Die Seitenschienen 162 bilden einen Konstruktionste±l der Plattform 166, auf welcher die verschiednen !eile der Beschickungseinrichtung angebracht sind. Zu diesem Zweck sind Eckstützen 168 vorgesehen, die sich von der Plattform 166 nach oben erstrecken und eine Schrottaufnahmeeinheit 170 stützen, die sich aus einer Mehrzahl von Kammern oder Behältern 170a, 170b, 170c und 17Od zusammensetzt, die wie gezeichnet, eine Einheit bilden, welche relativ zur Plattform 166 drehbar angeordnet ist, damit irgend ein ausge- · wählter Behälter 170a, 170b, 170c oder 17Od in den Bereich der Beschickungstür 74 des Ofens 12 gebracht werden kann. Die Behälter sind oben offen ausgeführt, damit Schrottmetall der gewünschten Art in der gewünschten Menge eingefüllt werden kann.

Damit der Ofen 12 mit Schrott aus den Behältern 170 beschickt werden kann, haben diese entfernbare Böden, durch welche sie geleert werden können, wenn es gewünscht wird. Unterhalb der Behälter 170 und über der Plattform 166 ist eine Beschickungsrutsche 176 mit abgerundetem Boden angeordnet· Die Rutsche 176 ist in ortsfester Lage unterhalb der Behälter 170 so angeordnet, dass jede^/einzelne Behälter 170a, 170b, 170c oder 17Od durch Drehung der Einheit derselben über die Rutsche 176 gebracht und durch öffnung seines Bodens in diese entleert werden kann. Die Rutsche 176 ist so dimensioniert, dass sie den Inhalt eines der Behälter 170a bis 17Od aufnehmen und den Schrott nach dem Ofen 12 weiterleiten kann. Um das Schrottmetall in den Ofen 12 durch die normalerweise mittels der Tür 74 geschlossene öffnung· 70

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einzubringen, ist die Rutsche 176 mit einer längs verschiebbaren Verlängerungsrutsche 178 versehen, die in ausgezogener Lage das Schrottmaterial·aus der Rutsche direkt in den Ofen leitet, wie dies aus Mg. 10 ersichtlich ist. Die Verlänger-ungsrutsche 178 kann in die zurückgezogene Lage bewegt werden, wie es in gestrichelten Linien in ^ig. 10 dargestellt ist, in welcher das Austrittsende der Rutsche 178 Abstand vom Ofen 12 aufweist und die Beschickungseinrichtung 160 auf den Schienen 14 neben dem Ofen ohne Behinderung bewegt werden kann.

Beim Arbeiten der Anlage ist jeder der Behälter 170a, 170b, 170c, 17Od mit geeigneter Art und ~&-en.ge von Schrottmaterial gefüllt, für eine Beschickung durch geeignete Mittel. Die Beschickungseinrichtung wird dann in die Stellung gegenüber dem Ofen 12, d. h. gegenüber der geöffneten T-ür 74 des Behälters 18 oder 20 bewegt. Die Verlängerungsrutsche 178 wird dann in die Öffnung hinein ausgefahren und der Boden des geeigneten oder gewünschten Behälters, nachdem er über die Rutsche 176 bewegt ist, geöffnet, so dass der Inhalt des betreffenden Behälters 170 über die Rutsche und deren Verlängerung 178 in den Ofen gelangt, ^ie Menge des Beschickungsmaterials wird dadurch bestimmt, wie weit der Boden des Behälters 170 geöffnet wird. Sobald ein Behälter 170 geleert ist, wird ein anderer Behälter in die Stellung über der Rutsche 176 bewegt, um ebenso entleert zu werden. Auf diese Weise können 4 verschiedene Arten von Schrottmetall in die Behälter 170 eingebracht, nachein-

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ander in die Stellung über der Rutsche 176 bewegt und durch Öffnung der Böden in den Ofen 12 eingebracht werden.

Die Beschickungseinrichtung 160 beansprucht beträchtlich mehr oberen Kopfraum als. die Beschickungseinrichtung 13. Sieläann jedoch mit Mitteln zum Heben und Senken der Behälter 170 mit der Rutsche 176, 178 versehen werden, so dass die letzteren beim Beladen eine tiefere Lage und beim Einbringen des Schrotts in den Öfen 12 eine diesem angepasste höhere Lage einnehmen...

dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung können in Anpassung an die jeweiligen Fälle der Praxis in den Einzelheiten zählreiche Abänderungen erfahren, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird₀

809810/0632 ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

1. Patent ansprüche

   1. Verfahren zur Stahlveredelung in einem nicht unterteilten Herdofen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten herdartigen Behälter (20) des Herdofens (12) kaltes Beschickungs-

   material eingebracht wird, worauf in einem zweiten herdartigen Behälter (18) des Herdofens durch Frischen oder Anblasen eines erhitzten Beschickungsmaterials mit Sauerstoff die in dem Beschickungsmaterial enthaltenen Unreinigkeiten in einer wärmeerzeugenden Reaktion oxydiert und die dabei entstehenden heissen Gase zunächst in den ersten Behälter (20) geleitet und j zur Beheizung des in diesem befindlichen kalten Beschickungs-

   j materials benutzt werden, bevor sie durch einen ersten KaminabEug (16b) des Herdofens (12) abgeleitet werden, bis das Beschickungsmaterial im zweiten Behälter vollständig veredelt

   ist, worauf dem vorerhitzten Beschickungsmaterial im ersten Behälter (20) erhitztes Plstall zugesetzt wird, während das veredelte Beschidkungsmaterial aus dem zweiten Behälter (1.8) abgeleitet und anschliessend kaltes Beschickungsmaterial in derzweiten Behälter (l3) eingebracht wird, worauf sich der Prozess wiederholt, indem die durch wärmacrzeugende Reaktion im ersten Behälter (20) entstehenden heissen 3ase aus diesem über und auf das kaltt EescliickungsmatGrial im zweiten B&hälter (18) geleitet und zu dessen Erhitzung benutzt werden, bevor sie durch einen zweiten Kaminabzug (16a) aus dem Herdofen (12) abgeleitet werden,

   2· Verfahren zur Stahlveredelung in einem Herdof -n mit zwei Behältern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

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   BAD

   in dem zweiten Behälter (18) durch wärmeerzeugende Reaktion entstehenden, nach den ersten Behälter (20) umgeleiteten heissen Gase, im ersten Behälter (20) in schräg auf das kalte Beschickungsmaterial gerichtetem Strahl (lOO) ein Gas züge-« setzt erhalten und dadurch die Erhitzungswärme zur Vorer** hifczung des Schrottbeschickungsmaterials gesteigert wird, bis nach.Einbringung des erhitzten flüssigen Beschickungsmaterials in den ersten Behälter (20), die in diesem erzeugten, nach dem inzwischen mit kaltem Schrottmaterial gefüllten zweiten Behälter (18) umgeleiteten heissen Gase durch im zweiten Behälter (l8) umgeleiteten heissen Gase durch im zweiten Behälter (18) im schrägen Strahl (!QO) zugeleitete Gase in ihrer Erhitzungs·- wärme für das kalte Beschilccungsmaterial gesteigert werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu veredelnde Beschickungsmaterial zwecks zusätzlicher Erhitzung mit einem Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch angeblasen wird,

   4» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die während das Veredelungsprozesses sich in dem einen Behälter (18) entwickelnden heissen Gase strahlartig nach unten auf das zu erhitzend= Beschickungsmaterial im anderen Behälter (20) zur Steigerung der Erhitzung desselben gerichtet werden.

   5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen aus einem ortsfesten, mit zwei nebeneinanderliegenden herdartigen, nur oben miteinander in Verbindung stehenden Behältern (18,2Q) und einer gemeinsamen oberen Abdeckung (58,60) versehenen Ofen (12 besteht, der an seinen entgegengesetzten Längsenden' , ' 8 0 9810/0632 BAD ORIGINAL

   I "TvJ OU tU

   Gasabzugseinrichtungen nach dem Schornstein (15) und an einer Längsseite eine parallel dazu bewegbare Beschickungseinrichtung (13) mit einem oder mehreren Schrottbehältern (138,140) aufweist, die mit gegenüberliegenden, verschliessbaren Sinfüll- oder Beschickungsöffnungen der Behälter durch Rutschen (136), Pfannen od.dgl. in Beschiclcungsverbindung gebracht werden können, wobei in der Abdeckung (58,60) der Behälter (l8,2O) Zuführungseinrichtungen (96,100) für Sauerstoff, Luft oder Sas bzw. Brennstoff zum Anblasen dos in d^n hardartigen Behältern (18,20) befindlichen Beschickungsmaterials vorgesehen sind.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gaktnnzc-jichnit, dass die obere Abdeckung über den beiden herdartijen Behältern (18,20) in zwei leicht abhebbara, je t-in^m Behälter (18,20) zugeordnete Deckel (58,60) aufgeteilt ist, von denen jeder auf der Beschickungsseite mit den für den zugehörigen Behälter (18,20) bestimmten, verschliessbaren BaschickungsÖffnungen (70,72) versehen ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sasabzugeinrichtungen aus an den Längsenden· des Ofens angeordneten Kammern (42,44) mit Aschenfallgrube (50, 52) und anschliessend^-^n Abzugskanälen (16a,lob) nach dem gemeinsamen Schornsteinabzug (15) bestehen, die mit einer Abschluss oder Umlenkvorrichtung (45) versehen sind, mit deren Hilfe jeweils die eine oder andere Ofcnabzugskammar (42,44) mit dem Gasabzug (15) verbunden wird.

   8098 10/0632.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die herdartigen Behälter (l8,20) muldenförmig mit durch vermehrte Tiefe, vergrösserteif Kapazität gestaltet und in einem gemeinsamen länglichen Gehäuse mit im Querschnitt vorzugsweise gewölbter, durchgehender Abdeckung angeordnet sind, in welche die abhebbaren Deckel (58,60) für die einzelnen Behälter eingepasst und auf einer Längsseite des Ofens mit den nebeneinanderlieganden varschliessbaren Einfüll« oder Beschickungsöffnungan (70,-72) versehen sind.

   9« Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber den Zugangstüren (74,76) der herdartigen Behälter (18,20) zu deren Beschickung eine fahrbare Beschickungseinrichtung (13) für Schrottmaterial mit ausreichender Kapazität für die Beschickung je eines der Behälter (18,20) in kürzester Zeit angeordnet ad&Mi. ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten herdartigen Behälter mit feuerfestem Material (22) ausgekleidet und in ihren Abschlussdeckeln (58, 60) je für sich mit beweglichen Säuerstoffeinrichtungen (96) versehen sind, die abwechselnd zum Anblasen des Beschickungs« materials während des Veredelungsprozesses wirksam gemacht werden können*

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den abnehmbaren Abschlussdeckeln (58,60) für die

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   m 39 ,.

   Behllter (18,20) zusätzliche Einblaseinrichtungen (100) ««ir Einblasen von Luft oder Brennstoff auf das in dem betreffenden.'jBett&lter befindliche Besehickungsmaterial vorgesehen sind·

   12· Verachtung n,ach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Abiditungseinrichtungen ($0, 92) für das in den Behältern (18,20) Veredelte Beschickungsmaterial nach der Längsseite des OftnS gerichtet sind, welche der Beschickungsseite gegenüberliegt·

   13» Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lt&ge dem Ofen bewegbare Beschickungseinrichtung (13) einen »it Austrittsöffnung und Antriebseinrichtung versehenen kippbir·» Schrottkasten (138,140) und eine unter der Aus- trittsÖffnung befindliche Beschickungsrutsche (136) zur schnellen Aufnahme des Schrottes aus dem kippbaren rasten (138,140) und zu dessen Weiterleitung in den Ofen (12) aufvei-et»

   14· Tijtt&chtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dejl iflhrottkasten zwei wahlweise kippbare Schrottbshälter (138*Ü4Ö) angeordnet Sind und die Beschickungsrutsche (136) zur |(ft|Äiihnie von Schrott aus jedem der Schrott enthaltenen

   (138,140) eingerichtet ist. 15· rofttößtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass fttr dUfe itBbenlage des Auslasses des kippbaren Schrottkastens (136.110) Iteuerungffeinrichtungen vorgesehen sind, durch welche -.I₁

   die Jf^e^lige Ablageitelie des Schrottes in dem Behältar (l8,20) bei j|« !Anbringung dfs Schrottes be stimmt werden kann. j 809810/0632

   ·." BAD ORIGINAL

   ■tii Il 1 , α ■

   16ο Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass für die Beschickung der Behälter (l8, 20) mit geschmolzenem Material für jeden Behälter (l8,2O) eine nach Art einer Rutsche wirksamen Giespfanne (84) vorgesehen ist, welche das flüssige Beschickungsmaterial· tangential in den zugehörigen Behälter (18,2C) eintreten lässt«

   17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussdeckel (58t 60) für die Behälter austauschbar an«- geordnet und für jeden Behälter (18,20) mehrere Abschliessdeckel (5Sf6C) vorgesehen sind, die b·;.-,·i notwendigen Ausbesserungsarb-:-ite-n oder cL-.r Notwendigkeit ihres Kaltwerdeinlasses ausgetauscht werd'-.:U kcnn-jn.

   IS. Vor i"i c ht an ο nach Ansprach 13, dadurch "gekennzeichnet, dass bei Verwendung mehrerer Schrotbehälter (138,140) an deren Auslassen eine schwenkbare Umltnkklappe (154)vorgesehen ist, welche aas Scnrotmaterial aus dan Behältern (138,140) abwechselnd in die Schüttmulde oder Rut sehr. (136) treten lässt.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für den an seinem Ausschüttende schwenkbar gelagerten Schrotfckaste-n Hebemitt-jl (144) zum Verändern der Höhenlage seiner Auslassöffnung und llebemittel (151) für sein rückwärtiges Ende zu seiner Sccrägst-'-llung beim Schutt- oder Beschick-ungsvorgang vor gast.-h-en F.ii:c.

   2C. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch jekennzeicimet, dass für di^ L\.b^i;i::riciitangon (144) zum Anheben des gesamten Sc/ircttkast-iis scwi-i zum Schräjstellsn desselben hydraulische Ar.tri--bsmitt"l (151) vorgesehen sind.

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   21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schrottbehälter (l70a, 170b, 170c, 170b) als senkrechte Hohlkörper mit oberer üinschüttöffnung und entfernbarem Boden an einem drehbaren bestell (170) so angeordnet sind, dass jeweils ein 'Behälter zur Entleerung über eine gemeinsame Rutsche (176) gebracht werden kann.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutsche aus einem ortsfesten Teil (176) mit einem dazu verschiebbaren Teil (178) besteht.

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