DE1508254B1

DE1508254B1 - Flammenbeheizter Stahlschmelzofen fuer hohe Schmelzleistungen

Info

Publication number: DE1508254B1
Application number: DE19661508254
Authority: DE
Inventors: Schmitt Dr-Ing Wilhelm
Original assignee: SCHMITT DR ING WILHELM
Current assignee: SCHMITT DR ING WILHELM
Priority date: 1966-01-28
Filing date: 1966-01-28
Publication date: 1970-10-01
Also published as: LU52867A1; US3455543A; SE303515B; GB1172413A; FR1509570A; DE1508255A1; BE693158A; NL6701115A

Description

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Einschmelz-5 leistung der einleitend beschriebenen Stahlschmelzöfen in erheblichem Maße zu steigern. Auch soll es bei einem derartigen Ofen möglich sein, die Kochzeit zu verringern, so daß sich insgesamt eine erheblich gesteigerte Leistung ergibt. Erfindungsgemäß wird dies von ίο dadurch erreicht, daß auf einer oder auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Herdes mindestens zwei in an sich bekannter Weise aus einem oder mehreren Brennern bestehende Brennsteilen angeordnet sind und daß die Herdbreite wesentlich größer als diebekannt und eingehend in der britischen Patent- 15 jenige üblicher Siemens-Martin-Öfen vergleichbarer schrift 557 484 beschrieben. Bekanntlich werden an Größe ist und sich vorzugsweise auf deren doppelte solche Öfen im Hinblick auf ihre Einsatzmöglichkeit Breite erstreckt.

zum Einschmelzen von Stahlschrott stets sich stei- Hierdurch wird erreicht, daß die individuellen

gerade Anforderungen gestellt, weil man vor der Brennstellen im wesentlichen eine Einzelflamme ausAufgabe steht, den mengenmäßig erheblich zuneh- 20 bilden, wodurch am eingesetzten Schrott eine erhebmenden Altschrottrückfluß wirtschaftlich bei der Hch breitere Angriffsfläche der Flammengase besteht, Stahlerzeugung einzusetzen. Als eine der wirkungs- _so daß das erhöhte Wärmeangebot auch zu einer vollsten Maßnahmen zur Steigerung der Einschmelz- entsprechenden Verkürzung der Einschmelzzeit geleistung hat sich bei den Siemens-Martin-Öfen die _nut_zt werden kann. Die Voraussetzungen hierfür Erhöhung des Wärmeangebotes je Ofeneinheit er- 25 werden weiterhin durch die vorgeschlagene Wahl der wiesen. In bekannter Weise hat man deshalb Herdbreite gegeben. Die von jeder Brennstelle aus-Brennstellen mit mehreren Brennern ausgeführt, gehenden individuellen Flammensysteme werden wie es zum Beispiel in den USA.-Patentschriften _ni_ch_{t w}ie bei bekannten einfachen Brennstellen zu 2 704 660 und 2491705 sowie in der britischen Pa- ihren beiden Seiten von den Ofenlängswänden betentschrift 872718 und in der österreichischen Pa- 30 grenzt, sondern hierdurch nur auf jeweils einer Seite tentschrift 103 217 vorgeschlagen wurde. Die Bren- begrenzt. Auf der jeweils anderen Seite wird das ner tragen dabei zur stärkeren Ausbildung einer ein- Flammensystem durch dasjenige der benachbarten heitlichen Flamme bei, die den Ofenraum in seiner Brennstelle begrenzt. Während man sonst, z. B. bei Längsrichtung durchströmt. Die Brennstellen befin- Verwendung mehrerer Brenner für eine Brennstelle, den sich dabei in der jeweils senkrecht zur Längs- 35 die äußeren Brenner häufig zur Mitte hin konvergierichtung angeordneten Stirnseite des Ofens. Nach der _rencj einstellen mußte, unTdie Längswandhaltbarkei-USA.-Patentschrift 2288 491 hat man auch bereits ten nicht nachteilig zu beeinflussen, braucht man diein den parallel zur Ofenlängsrichtung verlaufenden _sem Umstand bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Ofenlängswänden Brenner angeordnet, wobei die Brennstellen jeweils nur auf einer Seite Rechnung zu Flammgase anschließend eine rechtwinklige Umlen- ₄₀ tragen, wohingegen die unmittelbar aneinandergrenkung erfahren. Bei einer derartigen Ausführungsform zenden Seiten der Flammensysteme parallel verlaufen tritt jedoch eine beachtliche thermische und mecha- oder sogar divergieren können, so daß sich eine unnische Belastung der den Brennern gegenüberliegen- gewöhnlich breite Angriffsfläche bietet. Somit werden den Ofenlängswand auf. Während man durch die _m bezug auf die Angriffsmöglichkeit der Flammen Verwendung mehrerer Brenner das Wärmeangebot _{45 am} Einsatz über das auf Grund des bekanntgewesein entsprechender Weise steigern konnte, konnten die _nen Standes der Technik bei der Erhöhung des Wär-Angriffsmöglichkeiten der Flamme am einzuschmel- meangeboles vorhersehbare Maß beträchtlich hinauszenden Schrott jedoch nur in geringfügigerem Aus- gehende Vorteile erzielt.

maß gesteigert werden, so daß die tatsächlich erreichte I_n vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsge-

Schmelzleistung hinter den Erwartungen zurückblieb, 50 mäßen Vorschlages münden unterhalb jeder Brennobwohl auch die Herdfläche mit der Vergrößerung stelle zwei in an sich bekannter Weise voneinander der Ofeneinheiten eine Vergrößerung erfahren hat. getrennte Züge in den Herdraum ein, die mit für jede Man ist auf diese Weise in der Praxis zu immer län- Brennstelle getrennt vorgesehenen und in ihrer Begeren, jedoch relativ schmaler geformten Ofenherden aufschlagung gesondert einstellbaren Wärmeaustaugekommen. Die durch die zunehmende Ofengröße, 55 schern verbunden sind.

ausgedrückt durch die Herdfläche F in m², gekenn- Bei einer speziellen Ausführungsform können die

zeichnete Entwicklung ist in Fig. 7, auf die vorab Brennstellen auch auf der dem Abstich gegenüber-Bezug genommen werden soll, dargestellt. Als Ordi- liegenden Herdseite angeordnet sein, wobef auf der nate wurde die bezeichnete Herdflächengröße in Höhe Abstichseite des Herdes eine Feuerbrücke vorgesehen der Schaftplatte gewählt, während als Abzisse die 60 ist, an die sich ein mit Abhitze aufnehmenden Kühl-Breite des Herdes in Schaftplattenhöhe verwendet rohren versehener Abgasschacht anschließt, der in

eine einem Rekuperator vorgeschaltete Schlackenkammer einmündet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die an len für die Wärmewirtschal't in Eisenhüttenwerken«, 65 sich gegenüberliegenden Seiten des Herdes angeord-6. Auflage, Verein deutscher Eisenhüttenleute, 1968, neten Brennstellen für wechselweisen Betrieb vorgesehen, wobei die unter ihnen einmündenden, durch Feuerbrücken vom Herd getrennten Züge in an sich

wurde. Die in dem mit I bezeichneten Bereich eingetragenen Punkte entsprechen den Baudaten üblicher
Siemens-Martin-Öi'en und wurden den »Anhahszah-

entnommen. Man erkennt deutlich, daß sich die
Herdbreite B in m wesentlich geringer vergrößerte

bekannter Weise mit je einem gesonderten, aus Schlacken- und Gitterkammer bestehenden Unterofen verbunden sind, hinter denen Füchse mit Umstell- und Regelorganen für die zum Kamin abziehenden Abgase und die mittels einer Ansaugleitung zügeführte kalte Verbrennungsluft vorgesehen sind.

Die Erfindung sei weiterhin an Hand der sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgeführten Ofen in geschnittener seitlicher Ansicht,

F i g. 2 den Ofen nach F i g. 1 in schematischer Vorderansicht,

Fig. 3 eine andere erfindungsgemäße Ausführungsiorm in geschnittener Längsansicht,

F i g. 4 einen Oberofengrundriß des Ofens nach Fig. 3,

F i g. 5 den Oberofen nach F i g. 3 in um 90° versetzter, geschnittener Seitenansicht,

F i g. 6 eine weitere Unterofenanordnung im Längsschnitt und

F i g. 7 das bereits erwähnte Diagramm über die Beziehung zwischen Herdfläche F und Herdbreite B.

Der Ofen nach Fig. 1 besteht aus einem zweckmäßig profilierten Herd 1, der von seiner einen Längsseite 1' durch mehrere Brennstellen 2 beheizt wird. Oberhalb der Brennstelle 2 befindet sich eine schräg in das Gewölbe 3 hineingezogene Chargieröffnung 4, die mit einer Ziehtür 5 verschließbar ist. In Höhe der Öfinungsunterkante ist eine als Muldenbank 7 ausgebildete Schaftplatte vorgesehen, auf der eine großräumige Chargiermulde 6 abgestellt ist. Diese Mulde hat einen in der Zeichnung nicht dargestellten, lösbaren Boden, der beim Einbringen der Mulde 6 in den Ofen von der Chargiermaschine aus zu öffnen ist, so daß der Schrott in unmittelbarer Richtung der Brennstelle 2 einen Hügel 8 bildet. Beim Schmelzen sammelt sich das Bad 9 an der tiefsten Herdstelle, so daß bis zur Füllung des Herdes ständig neuer Schrott gesetzt werden kann. Der Abstich erfolgt in üblicher Weise mittels der Absticheinrichtung 10. An der der Brennstelle 2 gegenüberliegenden Seite bildet eine Feuerbrücke 11 einen Herdabschluß, hinter welcher ein mit Kühlrohren 13 für die Abhitzeaufnahme versehener Abgasschacht 12 in eine Schlackenkammer 14, in der sich die mitgeführte Schlacke 15 absetzt, führt. Von der Schlackenkammer 14 werden die Abgase durch einen Rekuperator 16 zum Fuchs 18 geführt. Die vom Gebläse 17 angesaugte Kaltluft mündet nach ihrer Vorwärmung im Rekuperator 16 über den Zug 19 in den Herdraum ein und ist zweckmäßig mit durch die Verwertung der gewonnenen Abhitze erzeugtem Sauerstoff angereichert.

Die den gleichen Ofen in Vorderansicht darstellende F i g. 2 zeigt, wie hierbei mehrere, aus Brennstellen und Unteröfen bestehende Einheiten aneinandergesetzt sind, so daß die Ofenlänge praktisch beliebig gewählt werden kann.

Bei dem in F i g. 3, F i g. 4 und F i g. 5 im Längsschnitt, Grundriß und Querschnitt dargestellten Oberofen sind auf sich gegenüberliegenden Herdlängsseiten Γ die Brennstellen 2 so angeordnet, daß sie wechselseitig betrieben werden können. Unterhalb jeder Brennstelle 2 münden Züge 12' in den Herdraum ein, von denen jeder mit einem getrennten Unterofen verbunden ist. Im Gewölbe 3' sind große, 'g: eine Korbbeschickung gestattende Chargieröffnun- '/ .'■; gen 4' vorgesehen, die in F i g. 4 gestrichelt auf die if'[ Herdfläche projiziert wurden. Diese Chargieröffnungen 4' werden mittels der Deckel 5' verschlossen, für deren Betrieb eine Hebe- und Fahreinrichtung 5" auf den Trägern 5'" verfahrbar angeordnet ist. Im aufgelegten Zustand wird das Gewicht der feuerfest zugestellten Deckel von einer nicht näher dargestellten Stahlkonstruktion getragen, so daß das eigentliche Gewölbe 3' unbelastet ist. Die Absticheinrichtung 10 ist in der Mitte einer Ofenlängsseite vorgesehen. Die Ofenlängswand 23 ist an dieser Stelle zwischen den beiden Zügen 12' etwas nach innen eingezogen. An den den Schmalseiten des Herdes entsprechenden Wänden sind Zusatzbrenner 2' vorgesehen, die den Einschmelzbetrieb unterstützen und beim Frischen auch ausschließlich betrieben werden können. Weiterhin ist der Herdraum noch über Wandöffnungen 20, die mit Türen 22 verschlossen sind, für Reparaturarbeiten u. dgl. zugänglich. Durch die voneinander getrennte Ausführung der Brennstellen und der Unteröfen ist, wie man am besten der F i g. 4 entnehmen kann, eine für jeden Zweck passende Betriebsweise des Ofens möglich. Bei dem nur wenige Male erforderlichen Öffnen der Deckel 5' werden Falschluftansaugung bzw. Kaltlufteinfall in den Herd dadurch vermieden, daß alle Brennstellen, wenigstens aber die sich gegenüberliegenden, oberhalb welcher der DeckelS' geöffnet wurde, betrieben und die zugehörigen Unteröfen mit Luft beaufschlagt. Beim Einschmelzen findet normaler, wechselseitiger Betrieb statt, während beim Frischen nur mit den Zusatzbrennern 2' gearbeitet zu werden braucht, denen aus den jeweils benachbarten Zügen 12' vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt werden kann.

Schließlich kann das Herdgewölbe noch in der nach F i g. 3 dargestellten Weise mit einer oder mehreren kleineren Öffnungen 21 versehen werden, durch die bedarfsweise zusätzliche Brenner oder Sauerstofflanzen einführbar sind.

F i g. 6 zeigt in Längsschnitt Unterofenanordnungen, wie sie insbesondere bei solchen Öfen angebracht sind, bei denen nur zwei Brennstellen auf jeder Ofenseite liegen. Hierbei münden also auf jeder Herdseite zwei Züge 12' in die Schlackenkammern 25, die symmetrisch beiderseits der Herdlängsachse unter dem Herd liegen, während die jeweiligen Gitterkammem24 über den Oberofengrundriß hinausgehen, doch ebenfalls symmetrisch zur verlängerten Herdlängsachse vorgesehen sind. Diese Anordnung kann zwar sehr schmal gehalten werden, doch ist sie in Längsrichtung des Ofens besonders raumgreifend.

Das bereits erwähnte Diagramm in F i g. 7 zeigt, wie beschrieben wurde, mit I denjenigen Bereich der üblichen Herdbreiten in Zuordnung zu den üblichen Herdflächen. Zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Vorschlages ist hierin der mit II bezeichnete Bereich eingetragen, in dem sich die erfindungsgemäß vorzugsweise vorgeschlagene Herdbreite bewegen kann. Man erkennt hieraus, daß die bislang üblichen Dimensionierungsvorstellungen durch den erfindungsgemäßen Vorschlag grundsätzlich überwunden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Flammenbeheizter Stahlschmelzofen für hohe Schmelzleistungen mit einem unter einem Gewölbe befindlichen, etwa rechteckigen, von Flammgasen, die von Brennstellen ausgehen und zu einer oder mehreren den Brennstellen gegen-

überliegenden Abzugsöffnungen strömen, beheizten Herd und Wärmeaustauschern zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, wobei schräg oberhalb der Brennstellen Chargieröffnungen zum Einsetzen von Metallschrott vorgesehen sind und jede Chargieröffnung mindestens einer Brennstelle zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder auf gegenüberliegenden Stirnseiten (!') des Herdes (1) mindestens zwei in an sich bekannter Weise aus einem ία oder mehreren Brennern bestehende Brennstellen (2) angeordnet sind und daß die Herdbreite wesentlich größer als diejenige üblicher Siemens-Martin-Öfen vergleichbarer Größe ist und sich vorzugsweise auf etwa deren doppelte Breite erstreckt.

2. Flammenbeheizter Stahlschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb jeder Brennstelle (2) zwei in an sich bekannter Weise voneinander getrennte Züge (12', 19) in ao den Herdraum einmünden, die mit für jede Brennstelle (2) getrennt vorgesehenen und in ihrer Beaufschlagung gesondert einstellbaren Wärmeaustauschern (16, 24) verbunden sind.

3. Flammenbeheizter Stahlschmelzofen nach den Ansprüchen J und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstellen (2) auf der dem Abstich (10) gegenüberliegenden Herdseite angeordnet sind und auf der Abstichseite des Herdes eine Feuerbrücke (11) vorgesehen ist, an die sich ein mit Abhitze aufnehmenden Kühlrohren (13) versehener Abgasschacht (12) anschließt, der in eine einem Rekuperator (16) vorgeschaltete Schlackenkammer (15) einmündet.

4. Flammenbeheizter Stahlschmelzofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich gegenüberliegenden Seiten des Herdes angeordneten Brennstellen für wechselweisen Betrieb vorgesehen sind, wobei die unter ihnen einmündenden, durch Feuerbrücken vom Herd (1) getrennten Züge (12') in an sich bekannter Weise mit je einem gesonderten, aus Schlacken- und Gitterkammer (25 bzw. 24) bestehenden Unterofen verbunden sind, hinter denen Füchse mit Umstell- und Regelorganen für die zum Kamin abziehenden Abgase und die mittels einer Ansaugleitung zugeführte kalte Verbrennungsluft vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen