DE1583965B1 - Ortsfester lichtbogenofen zum erschmelzen synthetischer schlacke - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen zur Gewinnung von synthetischer Schlacke durch Schmelzen, die im Hüttenwesen beim Raffinieren von flüssigem Metall Verwendung findet.
• Es ist ein kippbarer Lichtbogenofen zur Gewinnung von synthetischer Schlacke durch Schmelzen bekannt, der ein Gehäuse mit Auskleidung, ein Gewölbe mit durch dieses hindurchgeführten Elektroden, ein Vorschubwerk für die erwähnten Eelektroden, ein Hubwerk für die Verschlußtür der Ofenöffnung und ein Ofenkippwerk zum Abstechen von Schlacke und Metall besitzt (vgl. das Fachbuch von S. G. W o i n o w u. a. »Raffinieren von Stahl in der Gießpfanne mit synthetischen Schlacken«, UdSSR, 1961, S. 12). Das Metall ist im Möllergut enthalten und sammelt sich beim Schmelzen desselben an. Bei solchen Öfen beträgt die Lebensdauer (Standzeit) von Herd und Wänden in der Zone der Schlackenschmelze höchstens 1 bis 2 Wochen.
• Dies ist mit den Eigenschaften der synthetischen Schlacke zu erklären, die im flüssigen Zustand sehr aggressiv in bezug auf die feuerfesten Werkstoffe der Ofenauskleidung ist. Die Lebensdauer der Auskleidung wird auch durch häufiges Kippen des Ofens beim Schlackeabstechen vermindert. Hierbei wird die Auskleidung des Herdes und der unteren Ofenwandzone bloßgelegt, wobei sie schroffen Temperaturänderungen ausgesetzt wird und mit Luftsauerstoff in Berührung kommt, wodurch Oxydation und Abbrand des Herdes und der Wände eintreten, wenn die Auskleidung aus Kohlenstoff blöcken hergestellt ist.
• Um die Lebensdauer der Wände in der Zone der Schlackenschmelze zu verlängern, wurde das Gehäuse von außen mit Wasser gekühlt; ferner wurden die Wände bis zur Höhe der Schlackenschmelze mit Kohlenstoffblöcken ausgefüttert. Es wurden auch Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer der Wände oberhalb der Schlackenschmelze getroffen. Zu diesem Zweck wurden Kühleinrichtungen in die Wandauskleidung nahe am Gehäuse eingebaut. Auf diese Weise konnte die Lebensdauer des Ofens auf 3 bis 4 Wochen verlängert werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen und einen ortsfesten Lichtbogenofen zum Erschmelzen synthetischer Schlacke zu schaffen, dessen Leistungsfähigkeit durch weitgehende Verminderung der Ausfallzeiten für Ausbesserungen erhöht ist, indem die Lebensdauer der Wände und des Herdes verlängert ist, und bei dem Schlacke und Metall (letzteres ist im Möllergut enthalten und sammelt sich auf dem Ofenherd an) getrennt abgestochen werden können.
• Diese Aufgabe wird durch einen ortsfesten Lichtbogenofen gelöst, der Elektroden, ein Gehäuse mit Auskleidung und ein Gewölbe aufweist, und bei dem Öffnungen für den getrennten Abstich von Schlacke und Metall auf unterschiedlichem Niveau vorgesehen sind; erfindungsgemäß ist der Ofen dadurch gekennzeichnet, daß in der Auskleidung der Wände metallische Kühlelemente eingebaut sind, die mit wenigstens einer ihrer Seiten in den Schmelzraum hineinragen und in vertikaler Richtung im Bereich der sich bildenden Schlackenschmelze und oberhalb einer durch Schrägflächen gebildeten Böschungszone angeordnet sind.
• Vorteilhaft ist es, wenn ein erweiterter Raum für die Aufnahme von Möllerung und synthetischer Schlacke und ein darunter liegender, im Querschnitt durch Schrägflächen verkleinerter Raum für die Aufnahme der anfallenden Metallschmelze vorgesehen sind, und wenn das Schlackenabstichloch oberhalb der Schrägflächen des Metallschmelzenraumes angeordnet ist, während das Abstichloch für das geschmolzene Metall am unteren Rand des Metallschmelzenraumes liegt.
• Ferner ist vorteilhaft, wenn vor den metallischen Kühlelementen, auf den Schrägflächen und im Metallschmelzenraum ein provisorischer Schirm aufgemauert ist, der sich beim Schmelzen der Schlackenmaterialien in der Schlacke auflöst.
• Vorzugsweise sind die metallischen Kühlelemente in die Wandauskleidung in vertikaler und/oder in horizontaler Richtung (entlang dem Umfang) abwechselnd mit dem Auskleidungswerkstoff eingebaut.
• Zur Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel für einen ortsfesten Lichtbogenofen zur Gewinnung von synthetischer Schlacke durch Schmelzen unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Senkrechtschnitt durch den Lichtbogenofen, F i g. 2 denselben Ofen im Grundriß, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der F i g. 2. Der Ofen enthält ein Gehäuse (Panzer) 1 mit der Auskleidung 2, dem Gewölbe 3, Herd 4 und Metallschmelzenraum 4', an dessen Wänden ein Gürtel aus Schrägflächen 5 (eine Böschungszone) vorgesehen ist, und der dadurch in seinem Querschnitt gegenüber dem darüber befindlichen Möllerungs- und Schlackenraum verkleinert ist. Oberhalb der Böschungszone sind in der Wandauskleidung, und zwar über die Höhe der Schlackenschmelze verteilt, metallische Kühlelemente 6 eingebaut, die in vertikaler und horizontaler Richtung sich mit dem feuerfesten Werkstoff der Auskleidung 2 abwechseln.
• Vor den metallischen Kühlelementen 6, über den Schrägflächen 5 und im Metallschmelzenraum 4' ist ein provisorischer Schirm 7 aufgemauert, der in der Zeichnung durch gestrichelte Linien gekennzeichnet ist.
• über dem Niveau 8 der Schlackenschmelze liegen die am Gehäuse 1 befestigten Kühler 9. Der Ofen hat eine Öffnung 10 zur Eingabe von Möllergut, ein oberhalb der Schrägflächen 5 liegendes Abstichloch 11 mit einer Rinne 12 für den Abstich der Schlacke und eine Vorrichtung 13 zum Öffnen und Schließen des Schlackenabstichloches 11.
• Zum Abstechen des Metalls sind ein Abstichloch 14 (F i g. 3), das am unteren Rand des Metallschmelzenraumes 4', d. h. oberhalb des Herdes 4 liegt, und eine Rinne 15 (F i g. 2) vorgesehen. Der Ofen weist Elektroden 16 auf. Die Bühne 17 ist zum Bedienen der Rinnen 12 und 15 bestimmt, während die Elektrodenhalter und -vorschubwerke von der Bühne 18 aus bedient werden. Der Ofen ist mit einer Anlage 19 zum Absaugen von Gasen ausgerüstet.
• Der Ofen arbeitet folgendermaßen: Möllergut wird durch die Öffnung 10 in den Ofen eingegeben. Den Elektroden 16, die durch die Vorschubwerke bis zur Berührung mit dem Möllergut herabgefahren werden, wird Strom zugeführt. Danach beginnt der Schmelzvorgang.
• Beim Schmelzen der Schlackenmaterialien löst sich der provisorische Schirm 7 (Mauerwerk) in der Schlacke. An den in den Möllerungs- und Schlackenraum reichenden Seiten der metallischen Kühlelemente 6 und an den zwischen den erwähnten Kühlelementen liegenden Auskleidungswerkstoffen, die die Innenseite der Wand bis zu einer Höhe 8 bilden, die mindestens gleich der Tiefe der Schlackenschmelze ist, entsteht infolge intensiver Abkühlung Garnissage, d. h. eine Kruste aus geschmolzenem Möllergut, welche die Ofenwandauskleidung in der Schmelzzone gegen aggressive Einwirkung der Schlackenschmelze und gegen hohe Temperaturen schützt. Die flüssige Schlacke wird im Ofen bis auf eine Temperatur von 1600 bis 1700° C erhitzt.
• Mit Hilfe der Vorrichtung 13 wird das Abstichloch 11 betätigt, d. h. geöffnet und geschlossen. Die fertige abgestochene Schlacke wird über die Rinne 12 in einen Behälter zum Raffinieren flüssigen Stahls geleitet. Im Ofen wird immer eine gewisse Schlackenmenge zurückgelassen.
• Metall, das im Möllergut enthalten ist und während des Schmelzens desselben sich oberhalb des Herdes 4, d. h. im Metallschmelzenraum 4' ansammelt, wird nach Ansammeln einer gewissen Menge durch das Abstichloch 14 und die Rinne 15 abgelassen. Der Spiegel des auf dem Ofenherd angesammelten Metalls soll mindestens 100 mm unterhalb der Schrägflächen 5 liegen und darf die metallischen Kühlelemente 6 nicht erreichen.
• Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Ofens können die Kühlelemente 6 in die Wandauskleidung abwechselnd mit den feuerfesten Werkstoffen entweder in vertikaler oder in horizontaler Richtung (entlang dem Umfang) eingebaut sein. Die metallischen Kühlelemente 6 können auch so in die Ofenwandauskleidung eingebaut sein, daß sie sich nicht in vertikaler und nicht in horizontaler Richtung der Wände mit dem Auskleidungswerkstoff abwechseln.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Ortsfester Lichtbogenofen zum Erschmelzen synthetischer Schlacke, der Elektroden, ein Gehäuse mit Auskleidung und ein Gewölbe aufweist und bei dem Öffnungen für den getrennten Abstich von Schlacke und Metall auf unterschiedlichem Niveau vorgesehen sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß in der Auskleidung (2)-der Wände metallische Kühlelemente (6) eingebaut sind, die mit wenigstens einer ihrer Seite in den Schmelzraum hineinragen und in vertikaler Richtung im Bereich der sich bildenden Schlackenschmelze und oberhalb einer durch Schrägflächen (5) gebildeten Böschungszone angeordnet sind.
2. 2. Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erweiterter Raum für die Aufnahme von Möllerung und synthetischer Schlacke und ein darunterliegender, im Querschnitt durch Schrägflächen (5) verkleinerter Metallschmelzenraum (4') für die Aufnahme der anfallenden Metallschmelze vorgesehen sind, und daß das Schlackenabstichloch (11) oberhalb der Schrägflächen (5) des Metallschmelzenraumes (4') und das Abstichloch (14) für das geschmolzene Metall am unteren Rand des Metallschmelzenraumes (4') liegt.
3. 3. Lichtbogenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor den metallischen Kühlelementen (6), auf den Schrägflächen (5) und im Metallschmelzenraum (4') ein prbvisorischer Schirm (7) aufgemauert ist, der sich beim Schmelzen der Schlackenmaterialien in der Schlacke auflöst.
4. 4. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (6) in die Wandauskleidung in vertikaler und/oder in horizontaler Richtung abwechselnd mit dem Werkstoff der Auskleidung (2) eingebaut sind.