DE1458942C - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung einer Badbewegung in Metallschmelzen.The invention relates to an arrangement for generating bath movement in molten metal.
Elektrische Öfen, etwa in Gestalt von Lichtbogenöfen, sind seit langem bekannt und beispielsweise in den deutschen Patentschriften 131414, 256 072 und 541333 beschrieben. Grundsätzlich unterscheidet man bei den Elektroofen solche, bei denen die Elektroden außerhalb der Schmelze verbleiben und zwischen den einzelnen Elektroden oder zwischen den Elektroden und der Schmelze ein Lichtbogen ausgebildet wird, und solche, bei denen die Elektroden in die Schmelze eintauchen. Häufig wird eine Elektrode von der Auskleidung des Ofens gebildet, während die übrigen Elektroden von oben her an das Schmelzgut herangeführt sind. Zumindest diese letzteren bestehen in der Regel aus Preßkohle oder aber auch aus Metall. Ebenso häufig sind auch einzelne Kohleoder Metallelektroden als Bodenelektroden in die Auskleidung des Ofens eingesetzt.Electric furnaces, for example in the form of electric arc furnaces, have long been known and, for example, in German patents 131414, 256 072 and 541333 described. A basic distinction is made between electric ovens and those with electrodes Remain outside the melt and between the individual electrodes or between the Electrodes and the melt an arc is formed, and those in which the electrodes are in immerse the melt. Often times, an electrode is formed by the lining of the furnace while the remaining electrodes are brought up to the melting material from above. At least the latter exist usually made of compressed coal or made of metal. Just as common are individual coal or Metal electrodes used as bottom electrodes in the lining of the furnace.
Es ist bekannt, solche elektrische öfen mit Rührwerken auszustatten, die bei dem im Ofen stattfindenden Vorgang folgende Vorteile ergeben:It is known to have such electric ovens with agitators to equip, which give the following advantages in the process taking place in the oven:
1. Beschleunigter chemischer Reaktionsablauf;
- 2. erhöhte Gleichförmigkeit der Temperatur in der Schmelze;1. Accelerated chemical reaction process;
- 2. increased uniformity of temperature in the melt;
3. erhöhte Gleichförmigkeit der Schmelze selbst und3. increased uniformity of the melt itself and
4. verbesserte Entschlackung.4. Improved purification.
Insbesondere bei großen elektrischen Lichtbogenöfen und bei solchen zur Erschmelzung von hochwertigen legierten Stählen spielt ein solches Rührgerät eine äußerst wichtige Rolle. Daher wurde eine Anzahl von Verfahren zum Rühren geschmolzener Metalle in elektrischen Lichtbogenöfen vorgeschlagen, von denen sich jedoch nur zwei Arten bewährt haben, nämlich solche, die zur Erzeugung einer Rührbewegung in der Schmelze ein magnetisches Drehfeld benutzen, und solche, bei denen zu diesem Zweck ein umlaufender Gleichstrom-Elektromagnet Verwendung findet. Bei herkömmlichen, mit solchen Rührwerken ausgestatteten Lichtbogenöfen wird das in den Ofen eingeführte Material mit Hilfe von Wechselstrom geschmolzen, der jedoch nicht für das Rühren des geschmolzenen Metalls ausgenutzt wird, da es bisher üblich war, zum Rühren der Schmelze lediglich die Kräfte zu verwenden, die durch ein auf die Schmelze einwirkendes, relativ veränderliches Magnetfeld in dieser durch Wirbelströme hervorgerufen werden. Infolgedessen ist die Stärke der Rührkraft bei den herkömmlichen Rührwerken praktisch ausschließlich von der Intensität des Magnetfeldes und damit von derjenigen des dieses erregenden Stromes abhängig, woraus sich ergibt, daß ein sehr starker Elektromagnet zum wirksamen Rühren der Schmelze erforderlich ist.Especially with large electric arc furnaces and those for melting high-quality ones In alloyed steels, such a stirrer plays an extremely important role. Hence, a Number of methods proposed for stirring molten metals in electric arc furnaces of which, however, only two types have proven effective, namely those that generate a stirring movement Use a rotating magnetic field in the melt, and those with which for this purpose a rotating direct current electromagnet is used. With conventional ones, with such Arc furnaces equipped with agitators are used to control the material fed into the furnace Alternating current melted, but not used for stirring the molten metal, since it has hitherto been customary to use only the forces to stir the melt, which are caused by a the melt acting, relatively variable magnetic field in this caused by eddy currents will. As a result, the strength of the agitation force in the conventional agitators is practical solely on the intensity of the magnetic field and thus that of the one that excites it Current dependent, from which it follows that a very strong electromagnet for effective stirring the melt is required.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine neuartige Anordnung zur Erzeugung einer solchen Badbewegung in Metallschmelzen anzugeben, die intensivere Rührkräfte ergibt als die herkömmlichen Rührwerke, ohne daß dazu derartig starke Elektromagnete verwendet werden müssen, wie sie bei den herkömmlichen Rührwerken erforderlich sind.The object of the invention is now to provide a novel arrangement for producing such a Indicate bath movement in molten metal, which results in more intensive stirring forces than conventional ones Agitators without the need to use such strong electromagnets as in the conventional agitators are required.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem an sich bekannten mit Gleichstrom betriebenen Elektroofen mit einer oder mehreren Elektroden und einer oder mehreren Bodeneleklrodcn ein oder mehrere Gleichstrom-Elektromagnete angeordnet sind, deren Kraftlinien sich mit denen des elektrischen. Feldes des Lichtbogens schneiden.This object is achieved according to the invention in that a known per se with direct current operated electric furnace with one or more electrodes and one or more floor electrodes one or more direct current electromagnets are arranged, whose lines of force are with those of the electric. Cut the field of the arc.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen'. Anordnung beruht auf der Ausnutzung der Flemingschen Linke-Hand-Regel und weicht aus diesem Grunde vollkommen von derjenigen der herkömmlichen Rührwerke unter Verwendung umlaufender magnetischer Felder ab. Erfindungsgemäß werden diejenigenThe operation of the 'according to the invention. arrangement is based on the exploitation of Fleming's left-hand rule and deviates for this reason entirely different from that of conventional agitators using rotating magnetic ones Fields. According to the invention are those
ίο Kräfte zu Rührzwecken ausgenutzt, die unter dem Einfluß eines Magnetfeldes auf einen elektrischen Leiter hervorgerufen werden, den ja die vom Schmelzstrom durchfiossene Schmelze darstellt. Demgemäß findet erfindungsgemäß ein Gleichstrom-Magnetfeld in Verbindung mit einem Gleichstromdurchfluß.durch die Schmelze Verwendung.ίο forces used for stirring purposes that are under the Influence of a magnetic field on an electrical conductor caused by the melting current represents through-flow melt. Accordingly, according to the present invention, there is a direct current magnetic field in connection with a direct current flow through the melt use.
Genauer gesagt werden erfindungsgemäß die Schmelzelektroden des Ofens mit Gleichstrom beliebiger Polarität gespeist, und in der Schmelze wird ein Gleichstrom-Magnetfeld hervorgerufen, dessen Kraftlinien zumindest in einem Teil der Schmelze den Stromverlauf der von den Elektroden ausgehenden Schmelzströme schneiden und so verlaufen, daß durch sie in der Schmelze nach der Flemingschen Regel Kräfte hervorgerufen werden, die in der Schmelze eine Drehbewegung herbeiführen. Somit wird das geschmolzene Metall in dem Ofen durch die mechanischen Kräfte gerührt, die durch die gegenseitige Beeinflussung der auch zum Schmelzen dienenden Ströme und des von dem Gleichstrom-Elektromagnet hervorgerufenen Magnetfeldes erzeugt werden. Die Größe dieser mechanischen Kräfte ist proportional dem Produkt der Stärke des durch das geschmolzene Metall geleiteten Stromes und der Intensität des Magnetfeldes, so daß eine wesentlich geringere Magnetfeldintensität für das Rühren des geschmolzenen Metalls ausreicht, als bei herkömmlichen Verfahren. Hierdurch wiederum ist es möglich, beträchtliche Einsparungen bezüglich der Kosten der Elektromagnete und ihres Stromverbrauches zu erzielen. More specifically, according to the present invention, the melting electrodes of the direct current furnace become arbitrary Polarity fed, and a direct current magnetic field is created in the melt, its Lines of force, at least in part of the melt, determine the current flow from the electrodes Cut melt streams and run in such a way that through them in the melt according to Fleming's As a rule, forces are generated which cause a rotary movement in the melt. Therewith the molten metal in the furnace is stirred by the mechanical forces created by the mutual Influence of the currents also used for melting and that of the direct current electromagnet induced magnetic field are generated. The magnitude of these mechanical forces is proportional the product of the strength of the current passed through the molten metal and the Intensity of the magnetic field, so that a much lower magnetic field intensity for stirring the molten metal is sufficient than with conventional methods. This in turn makes it possible to achieve significant savings in the cost of the electromagnets and their power consumption.
Die Einbaukosten für das erfindungsgemäße Rührwerk liegen zwar etwas höher — ungefähr um 12% — als diejenigen für die billigste Art herkömmlicher Induktionsrührwerke, welche umlaufende Gleichstrom-Elektromagnete verwenden. Wenn aber die Kosten für die Elektromagnete beider Rührwerke verglichen werden, ergibt sich, daß mehr als 60% der Erstellungskosten für das erfindungsgemäße Rührwerk auf die Bereitstellung einer Gleichstromquelle entfallen und daß die Kosten für den Elektromagnet selbst ungefähr der Hälfte der Kosten des Elektromagnetes eines herkömmlichen Rührwerkes betragen. Wenn nun aber zwei öfen mit erfindungsgemäßen Rührwerken unter Verwendung einer gemeinsamen Gleichstromquelle versehen werden, sind die Erstellungskosten für diese beiden Rührwerke um etwa 13 % niedriger als die Kosten für zwei entsprechende herkömmliche Rührwerke mit umlaufenden Gleichstrom-Elektromagneten.The installation costs for the agitator according to the invention are somewhat higher - around 12% - than those for the cheapest type of conventional induction agitators, which are rotating direct current electromagnets use. But if the costs for the electromagnets of both agitators are compared, it turns out that more than 60% the production costs for the agitator according to the invention on the provision of a direct current source omitted and that the cost of the electromagnet itself is about half the cost of the Electromagnet of a conventional agitator amount. But if two ovens with the invention Agitators using a common direct current source are provided the production costs for these two agitators are around 13% lower than the costs for two corresponding ones conventional agitators with rotating direct current electromagnets.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann mancherlei Ausgestaltungen erfahren, von denen einige nachfolgend noch im einzelnen beschrieben sind.The arrangement according to the invention can take various forms, some of which are given below are still described in detail.
In jedem Falle kann die Bewegungsrichtung des geschmolzenen Metalls leicht dadurch umgekehrt werden, daß die Polarität entweder des durch die Schmelze hindurchtretenden Gleichstromes oder aber des Erregerstromes für den Elektromagnet umgekehrtIn either case, this can easily reverse the direction of movement of the molten metal that the polarity either of the direct current passing through the melt or else of the excitation current for the electromagnet is reversed
Claims (6)
Elektrodenpaaren höher ist als in anderen Bereichen Bei dem Versuch wurde das Wolfram in Alumi-If the melt belonging to the magnetic poles 6 and 6 'was added 4% tungsten. Windings were excited, so the cores located therein are measured with the time required for homogenizing the molten metal with the time required from FIGS. 3 and 4. For comparison purposes, rity magnetized to produce three sets of magnetic measurements were made in the preparation of a similar lines of force, the mixture borrowed from each magnetic pole 6 'using a conventional oven borrowed in the center of the oven floor without agitator. The frostbite, which results in three spaces between each, is shown in FIG. 9, in which the curve A of the pair of electrodes 2 ', 3' pass through. Since the current 30 represents the values using the density of the structure flowing through the molten metal according to the invention and the curve B those obtained with direct current in the three spaces between the conventional furnace.
Pairs of electrodes is higher than in other areas. In the experiment, the tungsten in aluminum
es erlaubt, außer Gleichströmen für den eigentlichen Aus Fig. 9 ergibt sich, daß die zum ErreichenF i g. 6 shows a circuit diagram for a light-mixing analysis were at a certain point arc furnace with one of the previously described stirrer arrangements of the melt at regular intervals, with 9 sucking in a rectifier. In the experiment, a direct current for the generation of direct currents for the melting 40 current melting current of 2000 A and an exciter of the metal was designated and the bottom electrodes 3 'current for the electromagnet of 80 A, are connected to a plate electrode 3, which in the Circulation speed of the slag top furnace bottom is arranged. 10 is a switch, the area 40 to 50 cm / sec. fraud,
it allows, except for direct currents for the actual From Fig. 9 it follows that the to achieve
durchfluß durch die Schmelze erfolgt. Die Erreger- Vorstehend wurde die erfindungsgemäße Anord-Melting operation in the conventional manner alternating time flows required for the uniformity of the melt to be selected, while in this case only the stirring process according to the invention using the stirrer according to the invention with a direct current arrangement is considerably reduced,
flow occurs through the melt. The exciter above was the arrangement according to the invention
Schnitt bzw. einem Horizontalschnitt gemäß der Linie7 and 8 show in a vertical direction
Section or a horizontal section according to the line
' Lichttrogenofens; 25 Sind drei Elektroden 2 und ein Magnetpol 6 ge-F i g. 8 zeigt einen Horizontalschnitt durch diesen maß F i g. 2 angeordnet, so fließt ein elektrischer Ofen, und Strom von jeder Elektrode zu zwei benachbarten F i g. 9 ist eine graphische Darstellung, in welcher Bodenelektroden, wie dies durch die ausgezogenen die Rührwirkung der erfindungsgemäßen Anordnung Pfeile angedeutet ist. Der im Ofenboden angeordnete derjenigen eines herkömmlichen Rührwerks gegen- 3° Elektromagnet erzeugt magnetische Kraftlinien, die übergestellt ist. von dem Magnetpol 6 radial nach außen zu der äuße-Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Lichtbogen- ren Wandung 7 verlaufen, wobei sie durch das ge-1 ofen besitzt eine Wandung 1, drei im Deckel ange- schmolzene Metall 4 hindurchtreten, wie dies die ordnete Elektroden 2, welche im allgemeinen die gestrichelten Linien in F i g. 2 zeigen. Dabei schneiden Anoden darstellen, und drei in den unteren Teil der 35 sich die elektrischen mit den magnetischen Kraft-Ofenwandung eingelassene Bodenelektroden 3. 4 ist linien beispielsweise an den Stellen a, b, c, d, e, und /, das geschmolzene Metall, 5 eine Erregerwicklung für so daß in dem geschmolzenen Metall gemäß der den Elektromagnet, 6 ein Pol desselben, der sich in- Flemingschen Regel mechanische Kräfte erzeugt wermitten der Projektion der in der Ofenmitte vorge- den. In der dargestellten Anordnung wird beispielssehenen Elektroden 2 und 3 befindet, 7 eine den 4° weise das an dem Punkt α befindliche geschmolzeneoven with another embodiment of the invention. The stirring effect comes from feeding according to the arrangement; Direct current in the excitation winding of the electric: Fig. 4 shows a section through this furnace in 15 magnets being made while at the same time direct current of a horizontal plane; is passed through the molten metal. F i g. 5 is a perspective view from which, by immersing the electrodes in the slag, the individual components of movement of the molten or molten metal or else through 1 zen metal in a furnace of the type shown in FIGS. Figures 1 and 2 show an elevated arrangement of the electrodes of the type shown; 20 space opposite the melt, the F i g. 6, a circuit diagram of the stirring action according to the invention is hardly influenced. Also results in the arrangement; Turn of solenoids without iron core in place of F i g. Fig. 7 shows a section through a practical of electromagnets in the lower part of the furnace in the execution of an equipped according to the invention essentially the same stirring effect.
' Light furnace; 25 Are three electrodes 2 and a magnetic pole 6 ge-F i g. 8 shows a horizontal section through this dimension F i g. 2, an electric furnace flows and current flows from each electrode to two adjacent F i g. 9 is a graphic representation in which bottom electrodes, as indicated by the solid arrows, the stirring action of the arrangement according to the invention. The 3 ° electromagnet arranged in the furnace floor opposite that of a conventional agitator generates magnetic lines of force that are superimposed. from the magnetic pole 6 radially outwards to the outer-der in FIGS. Arc shown 1 and 2 ren wall 7 extend, wherein it has the oven through the overall 1, a wall 1, three pass in the lid reasonable molten metal 4 as the arranged electrodes 2, which in general, the dashed lines in F i G. 2 show. Here, anodes intersect, and three in the lower part of FIG. 35 are the electrical bottom electrodes 3, which are embedded with the magnetic power furnace wall. 4 is lines, for example at points a, b, c, d, e, and /, the molten metal, 5 an excitation winding for so that in the molten metal according to FIG. 6 the electromagnet, 6 a pole of the same, which is based on Fleming's rule, generates mechanical forces in the middle of the projection of those in the middle of the furnace. In the arrangement shown, for example, electrodes 2 and 3 are located, 7 a molten one located at the point α at 4 °
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014019133A1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-03-17 | Sms Group Gmbh | Process for the recovery of metals from the slag |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014019133A1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-03-17 | Sms Group Gmbh | Process for the recovery of metals from the slag |
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