DE1583271C2 - Schmelzgefäß mit aufsetzbarem Deckel zum Vorwärmen von Schrott und zur Stahlerzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schmelzgefäße mit aufsetzbarem Deckel, wie Elektroofen oder Blaskonverter, zum Vorwärmen von Schrott mittels durchgesaugter Heizgase und zur Stahlerzeugung.

Schrott ist für die Stahlerzeugung ein billigerer und daher wirtschaftlicherer Rohstoff als Roheisen. Der Schmelzwärmebedarf für die Erzeugung von flüssigem Rohstahl aus Stahlschrott beträgt etwa 380 kcal/kg. Im Elektroofen sind unter Berücksichtigung des Ofenwirkungsgrades hierfür rund 550 kWh/t aufzuwenden.

Es ist bekannt, daß für die Erwärmung von Stahlschrott auf etwa 1000° C etwa die Hälfte der zur Stahlerzeugung benötigten Energiemenge aufgebracht werden muß. Der Einsatz von relativ teurem elektrischem Strom hierfür ist unwirtschaftlich im Vergleich zu den möglichen Kosten einer Erwärmung des Schrotts mit billigeren Brennstoffen, wie Öl, Erdgas u. a.

Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeits- und Leistungskennzahlen ist die Vorwärmung des Schrotts mit billigen Brennstoffen wiederholt vorgeschlagen worden. In »Stahl und Eisen«, 1967, Seiten 897 bis 903, wurde z. B. der Einsatz von Öl-Sauerstoff-Brennern beschrieben. Ein ausreichender wirtschaftlicher Erfolg wurde durch dieses Verfahren jedoch nicht erzielt, da einerseits technischer Sauerstoff teuer ist und andererseits die Wärmeausnutzung des Brennstoffes trotz hoher Flammentemperatur infolge ungenügender Wärmeableitung in den Schrotthaufen nicht über 5O°/o zu steigern war, wie sich aus »Stahl und Eisen«, 82 (1962), Seite 225, linke Spalte ergibt.

Eine Verbesserung erbrachte das Verfahren nach der deutschen Auslegeschrift 1 216 901, bei welchem der vorzuwärmende Schrott in Chargierkörben von oben beheizt wird und die Rauchgase durch diesen nach unten durchgesaugt werden. Nach Aufwärmung wird der Schrott in das Elektroofengefäß umgefüllt. Die Höhe der mittleren Vorwärmtemperatur wird hierbei auf Grund betrieblicher Erfahrungen auf etwa 750° C begrenzt, da als Maximaltemperatur im Flammenbereich nur etwa 1100⁰C zugelassen werden können, wenn es nicht ζμ örtlichen_: Aoifschmel· zungen und zum Zusammenbacken des Schrotts kommen soll, was beim Umfüllen des Korbinhaltes zu Chargierstörungen führt.

Bei Sauerstoff-Konverter-Prozessen zur Stahlerzeugung ist die verwendbare Schrottmenge durch die dem flüssigen Roheisen innewohnende physikalische und chemische Wärme auf etwa 25% des Einsatzes begrenzt. Eine aus wirtschaftlichen Gründen angestrebte Erhöhung dieses Anteils würde eine zusätzliche Energiezufuhr erfordern. Ein Vorwärmen im Konverterschmelzgefäß im Rahmen einer Charge ist zeitraubend und bei Verwendung von Brennstoff-Sauerstoff-Brennern wegen des ungünstigen Wärmeüberganges mit hohen Energiekosten belastet.

Vorschläge, den Schrott außerhalb des Konverters vorzuwärmen und ihn dann heiß einzufüllen, sind naheliegend, bedingen aber separate, umfangreiche Vorwärmanlagen und Manipulationen mit dem heißen Schrott beim Einfüllen.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1219 959 und die österreichische Patentschrift 254 924 sind Schmelzverfahren bekannt, die mit zwei Gefäßen je Erzeugungseinheit arbeiten, wobei alternierend die Vorwärm- bzw. Schmelzeinrichtungen von einem auf das andere Gefäß umgeschaltet werden. Das Vorwärmen des Schrotts erfolgt hierbei durch teilweises Einschmelzen an der Oberfläche der Schrottfüllung, vorzugsweise mittels Brennstoff-Sauerstoff-Flammen, mit dem bereits früher angeführten, verhältnismäßig niedrigen Wirkungsgrad.

In der »Revue de Metallurgie«, S. 738 (Fig. 9) und S. 741 (Fig. 17), ist ein Elektroofen dargestellt und beschrieben, der zum Vorwärmen von Schrott und zum Stahlschmelzen dient und bei dem zumindest ein Brenner in der Seitenwand des Schmelzgefäßes nahe über dem Badspiegel angeordnet ist. Die Rauchgase werden bei derartigen Öfen nach oben abgezogen. Der Brenner wird mit einem Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch betrieben, und es soll auf diese Weise ein Wirkungsgrad bis zu 80 % erzielt werden. Auch in der »Revue Universelle des Mines«, 20 (1964), S. 236, rechte Spalte, ist ein derartiger Elektroofen beschrieben, in welchem mittels eines nach oben und unten winklig verstellbaren Brenners Schrott erwärmt und eingeschmolzen werden kann. Auch dieser Brenner wird mit einem Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch betrieben.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Schmelzgefäße mit aufsetzbarem Deckel, wie Elektroöfen oder Blaskonverter, zum Vorwärmen von Schrott mittels durchgesaugter Heizgase so auszubilden, daß der Schrott mit billigen Brennstoffen und ohne Verwendung von technischem Sauerstoff so hoch wie möglich, beispielsweise auf 1000° C gleichmäßig vorgewärmt wird, ohne daß zur Stahlerzeugung ein Umfüllen der Charge in ein anderes Gefäß erforderlich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei Beheizung des Schmelzgefäßes vom Deckel her die Abzugsöffnungen für die Heizgase im unteren Teil des Schmelzgefäßes seitlich nahe über dem Badspiegel angeordnet und in diese Öffnungen mit Ausnehmungen versehene Verteilerrohre eingesetzt sind, die einen über den Bodenquerschnitt möglichst gleichmäßig verteilten Abzug der Heizgase bewirken. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der Deckel außer den darin installierten Bren-

nern eine Öffnung aufweisen, durch welche ein bis in die Nähe des Bodens des Schmelzgefäßes reichendes, nachfolgend mit einzuschmelzendes Abzugsrohr für die Rauchgase geführt ist.

Derart ausgebildete Schmelzgefäße werden zweckmäßig beim paarweisen Betrieb der Gefäße angewendet, wodurch die einzelnen Teile der Anlage, wie Elektrodenstand, Blasstand, Vorwärmstand, am besten ausgenutzt werden können.

Zur Veranschaulichung der Erfindung sind in den Zeichnungen mit aufsetzbaren Deckeln ausgestattete Schmelzgefäße in zwei Ausführungsformen jeweils in einem axialen Schnitt dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgestattetes Vorwärm- und Schmelzgefäß 1, auf welches ein Heizdeckel 2 mit der Brennereinrichtung 3 aufgesetzt ist. In den Gefäßseitenwänden sind Absaugöfmungen 4 so angeordnet, daß sie nahe über dem Spiegel des niedergeschmolzenen Einsatzes liegen.

Zur besseren Beaufschlagung des Schrotts mit Rauchgasen sind in diese Öffnungen 4 Verteilerrohre 5 mit entsprechenden Ausnehmungen eingesetzt. An diese Öffnungen 4 bzw. Rohre 5 wird der Rauchgasexhaustor 6 angeschlossen, der die Rauchgase in die Esse 7 befördert.

F i g. 2 zeigt, daß es für Konverter zweckmäßig sein kann, Beheizung und Absaugung durch den Deckel vorzunehmen. In diesem Fall wird ein Saugrohr 9 in das Schrottgut eingesetzt, an welches das Anschlußrohr 10 zum Exhaustor angesetzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schmelzgefäß mit aufsetzbarem Deckel, wie Elektroofen oder Blaskonverter, zum Vorwärmen von Schrott mittels durchgesaugter, mit Luft als Verbrennungsmedium erzeugter Heizgase und zur Stahlerzeugung im gleichen Schmelzgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beheizung vom Deckel (2) her die Abzugsöffnungen für die Heizgase im unteren Teil des Schmelzgefäßes (1) seitlich nahe über d6m Badspiegel angeordnet und in diese Öffnungen (4) mit Ausnehmungen versehene Verteilerrohre (5) eingesetzt sind, die einen über den Bodenquerschnitt verteilten Abzug der Heizgase bewirken.

2. Schmelzgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) außer den darin installierten Brennern (3) eine Öffnung (4) aufweist, durch welche ein bis in die Nähe, des ao Bodens des Schmelzgefäßes reichendes, nachfolgend mit einzuschmelzendes Abzugsrohr (9) für die Rauchgase geführt ist (F i g. 2).