DE1608228A1 - Elektro-Reduktionsofen - Google Patents
Elektro-ReduktionsofenInfo
- Publication number
- DE1608228A1 DE1608228A1 DE19681608228 DE1608228A DE1608228A1 DE 1608228 A1 DE1608228 A1 DE 1608228A1 DE 19681608228 DE19681608228 DE 19681608228 DE 1608228 A DE1608228 A DE 1608228A DE 1608228 A1 DE1608228 A1 DE 1608228A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- furnace
- gas
- area
- poking
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5264—Manufacture of alloyed steels including ferro-alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
- F27B3/085—Arc furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D27/00—Stirring devices for molten material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0006—Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
- F27D2019/0018—Monitoring the temperature of the atmosphere of the kiln
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
12, März 1968 - Demet 388 -
H/U
DEMAG - Elektrometallurgie GmbH
41 Duisburg Königstraße 57
Elektro-Reduktionsofen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Metallen
oder Metall-Legierungen aus einem Mangan und/oder Silizium und/oder Chrom enthaltenden Möller In einem
Elektro-Reduktionsofen.
Während für die Erzeugung von Roheisen, Ferro-Mangan und
Kalzium-Karbid bereits vollkommen geschlossene Öfen Anwendung
finden, bei denen das entatehende Reduktionsgas
abgesaugt und gereinigt wird, werden Silizium- und chromhaltige
Legierungen in offenen Elektro-Reduktionsöfen hergestellt,
^- ■■■ -^SfJiCl ' - ; :
0098 50/062 3 " - 2 - "'£
Dazu werden offene Ofenanlagen zur Erzeugung der genannten
Legierungen benutzt, weil für die Erzeugung der Silizium- und chrom-haltigen Legierungen eine relativ hohe
Reaktionstemperatur - etwa 1700 bis 2000° C, je nach
Siliziumgehalt - erforderlich ist. Bei derart hohen Reaktionstemperaturen
verläßt das entstehende Reduktionsgas mit relativ hoher Temperatur die Mölleroberfläche. Dies
führt leicht zur Bildung von Sinterbrücken an der Oberfläche des Möllers. Durch solche Sinterbrücken wird die
Gasdurchlässigkeit der Mölleroberfläche stark eingeschränkt. Es entstehen dabei plötzlich sehr heiße Gasausbrüche mit
Temperaturen, die höher als 2000° C sein können. Zur Vermeidung dieser Gasausbrüche - auch Bläser genannt -, die
alle Konstruktionsteile sehr stark beanspruchen und den
Ofenprozeß sehr ungünstig beeinflussen, ist es erforderlich,
die Mölleroberfläche des Ofens regelmäßig zu bearbeiten.
Dies erfolgt üblicherweise mit starken Eisenstangen, und zwar entweder von Hand oder bei Öfen grosser er Leistung über eine auf der Ofenbühne manuell gesteuerte
verfahrbare Stochervorrichtung.
Bei offenen Öfen wird das im Reaktionsraum entstehende Reduktionsgas
beim Austritt aus der Mölleroberfläche durch Luftzutritt an dieser verbrannt. Das bei solchen Reduktionsprozessen
entstehende Reduktionsgas besteht zu etwa 80 bis 90 % aus CO. Zur vollständigen Verbrennung einer
Einheit dieses Reduktionsgases wird etwa die 2,5-fache Luftmenge benötigt.
009850/0623 "3^
Dieses Verhältnis charakterisiert den Luftfaktor und beträgt
η = 1.
Bei der Verbrennung des Reduktionsgases entstehen Verbrennungstemperaturen
in der Größenordnung von etwa 2400 bis 2600° C Zur Ableitung der Abgase sind offene Reduktionsöfen
in der Regel mit Gas-Sammelhauben versehen, die an einen Kamin angeschlossen sind. Der Kamin leitet die Abgase
dabei entweder durch natürlichen Zug oder mit Unterstützung eines Saugventilators in die Atmosphäre.
Bedingt durch die hohen Verbrennungstemperaturen und die
Absaugung durch Kaminzug, wird eine solche Menge Luft in
den Verbrennungsraum zwischen Mölleroberfläche und Gashäübe
gesaugt, daß in der Praxis Abgastemperatureh von
etwa 100° bis 200° C auftreten.
etwa 100° bis 200° C auftreten.
Durch diesen Vorgang entstehen relativ große Abgasmengen.
Entsprechend den verschiedenen Prozessen und Ofengrößen
sind in der folgenden Tabelle dafür einige Beispiele angegeben:
Ofen große |
Produkt | Entstehendes Red»-Gas Nm3Zh |
Abgasmenge bei 150° C Nm3Zh |
Luftfaktor η |
- 4 -I ■ --3MÄ |
20 MW | 75 % FeSi | 4000 | 315.000 | 30 | |
20 MW | SiCr 42 % Si |
3600 | 284.000 | 30 | |
20 MW | Si-Metall | 3300 | 256.000 | 30 | |
40 MW | 75 % IeSl | 8000 | 630.000 | 30 | |
40 MW | SiCr 42 % Si |
7200 | 570.000 | 30 | |
Die Abgase derartiger offener Elektro-Reduktionsofenanlagen
enthalten je nach Prozeß Staubmengen von 1,5 bis
2,5 g/Nm Abgas, die zusammen mit dejn Abgas in die Atmosphäre
ausgetragen werden. Die größere der angegebenen Staubmengen gilt,für Prozesse mit höherem Siliziumgehalt,
z. B. 75 % FeSi und Si-Metall; der niedrigere Wert hingegen
für Prozesse mit niedrigerem Siliziumgehalt, z. B. 45 % FeSi, SiCr und SiMn. Bei einem 20 MW Ofen zur Erzeugung
von 75 % FeSi werden also etwa 800 kg Staub pro Stunde, d. h. etwa 19.000 kg Staub pro Tag, mit dem Abgas
in die Atmosphäre ausgetragen.
Bei derartigen Stäuben handelt es sich um Feinststäube,
die zum großen Teil - je nach dem zur Anwendung gelangenden Verfahren - aus SiO2 und/oder MnO und/oder CrO bzw.
Kombinationen dieser Metalloxyde bestehen. Die Stäube entstehen im wesentlichen dadurch, daß während des Reduktionsprozesses bereits reduzierte Metalle - insbesondere Si und
Mn bzw. Cr - verdampfen und beim Verlassen des Reaktionsraumes wieder oxydieren. Diese Feinstpartikel werden durch
die aus dem Ofen austretenden Gase mitgerissen. Durch die aus dem Ofen austretenden Gase werden des weiteren auch
Feinanteile des chargierten Möllers mitgerissen*
Seit langem sind Bestrebungen im Gange, offene Elektro-Reduktionsöfen
zu entstauben, um hierdurch die Verunreinigung der Luft zu vermeiden, mindestens aber zu verringern.
009850/0623
- 5■'-
Dabei wurde schon durch Ver-S'ucfie und hieraus entwickelte
Entstaubungsverfahren festgestellt, daß die ausgetragenen
Stäube in einer Entstaubungsanlage nur schwer abscheidbar
sind, und daß die geforderten Reinheitsgrade der gereinigten Abgase nur mit großem Aufwand erreicht werden können.
Wegen der relativ großen Abgasmengen und der zudem geforderten
Reinheitsgrade erreichen die zu installierenden Entstaubungsanlagen eine solche Größe, daß diese im Verhältnis zur Ofengröße äußerst unwirtschaftlich sind.
Gleiches gilt für die aufzubringenden Investitipnsmittel
sowie auch für die laufenden Betriebs- undUnterhaltungskosten.
,-..-'■
Angesichts dieser Faktoren hat sich die vorliegende Erfindung
nun die Aufgäbe gestellt, Betriebsweise und bauliche
Ausführung offener Elektro-Reduktionsöfen derart
zu verändern, daß eine wirtschaftliche Entstaubung der
Abgase dieser Öfen mit den geforderten Reinheitsgraden
möglich wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Reduktion des Möllers im durch einen Deckel verschlos-■
senen Öfenraum erfolgt, dem in Abhängigkeit von der kontinuierlich
gemessenen Temperatur und/oder Gasanalyse der aus dem Ofenraum abgesaugten Abgase mittels in ihrem
Einlaß-Querschnitt steuerbaren Ansaugöffnungen im Bereich des Ofendeckels eine solche Menge Verbrennungsluft pro
009850/0623
Zeiteinheit zugeführt wird, daß die Verbrennung des im
Abgas enthaltenen CO zu CO unter Einhaltung eines Mengenverhältnisses
von η = 1,2 bis η = 5 und einer Abgastemperatur
beim Verlassen des Ofenraumes zwischen 1000 und 1500° C erfolgt, wobei "n" dem Verhältnis
von Verbrennungsluft zu Reduktionsgas bei vollkommener Verbrennung entspricht, und das Verhältnis von Verbrennungsluft
: Reduktionsgas im Mittel bei 2,5 : 1 liegt und je nach Analyse des Reduktionsgases in Grenzen
variabel ist.
Sinnvoll ausgestaltet wird das vorgeschlagene Verfahren
dadurch, daß in Abhängigkeit von der durch flächenverteilt im Bereich des Ofendeckels angeordnete Temperaturfühler
kontinuierlich gemessenen Temperaturverteilung über den gesamten Ofenraum mittels einer oder mehrerer ununterbrochen
betätigbarer Stochervorrichtungen auf den Möller im Sinne einer dauernden Aufrechterhaltung einer gleichmäßig
aufgelockerten Mölleroberfiächenschicht örtlich eingewirkt werden kann.
Andere vorteilhafte Merkmale des vorgeschlagenen Verfahrens
bestehen darin, daß die von den Stochervorrichtungen
ausgeübten Stochervorgänge zur dauernden Aufrechterhaltung
einer gleichmäßig aufgelockerten Mölleroberfläche aufgrund
visueller Beobachtung der Helligkeitsunterschiede und ihrer Verteilung auf die Mölleroberfläche mittels einer oder
BADORiGINAL 009*8 5 0/06 2 3 - 7 -
_ 7 —
mehrerer auf Wärmestrahlen ansprechender Beobachtungsvorrichtungett
manuell gesteuert werden, und darin, daß die manuelle Steuerung der Bewegungen der Stochervorrichtung
durch ein starres Steuerprogramm begrenzt wird, welches die Bewegungen des Stocherarmes in einem Sehutzbereich
um die Elektroden ausschließt.
Von besonderem verfahrenstechnischen Vorteil zeigen sich
auch die weiteren, nach der Erfindung vorgesehenen Merkmale,
die im wesentlichen darin bestehen, daß die Stochervorrichtung mittels, ihres Stocherarmes nach einem fest
einstellbaren Stocherprogramm aufeinanderfolgende Stochervorgähge in einem begrenzten Ofenbereich in der Weise
ausführt, daß nacheinander auf konzentrischen Kreisen
liegende Positionen bearbeitet werden, und daß das fest
einstellbare Stocherprogramm für einen wählbaren abgegrenzten OJenbereich in Abhängigkeit von der durch die
kontinuiex'liche Messung der Temperaturverteilung über den
gesamten Ofenbereich ermittelten Temperaturgradienten ausgelöst
werden kann. .
Abgerundet und vervollkommnet wird das vorgeschlagene
Verfahren schließlich auch noch dadurch, daß in Abhängigkeit von der durch die flächenyerteilt angeordneten Temperaturfühler
ermittelten Temperaturverteilung über den gesamten Ofenraum eine oder mehrere Stochervorrichtungen
auf den abgegrenzten Ofenbereicb mit dem höchsten Tempe-
009850/0623
raturgradienten angesetzt wird und sodann eine oder mehrere
auf Wärmestrahlen ansprechende Beöbachtungsvorrichtungen auf denselben abgegrenzten Ofenbereich eingestellt
werden, und daß in Abhängigkeit von der durch das Beobachtungsgerät
ermittelten örtlich höchsten Temperatur die Bewegungen des Stocherarmes in die Bereiche der ermittelten
Höchsttemperatur gesteuert werden.
Selbstverständlich ist auch dem zur Ausführung des vorgeschlagenen
Verfahrens erförderlichen und in üblicher Weise mit einem wassergekühlten Deckel versehenen Ofen entsprechende
Aufmerksamkeit gewidmet worden. Durch den Ofendeckel sind - wie üblich - zudem Gasabsauge- und Beschickungsrohre
sowie auch die Elektroden gasdicht hindurchgeführt.
Das wesentlichste Merkmal eines solchermaßen fortentwickelten Ofens besteht erfindungsgemäß darin, daß dessen Ofendeckel
umfangsverteilt mit Öffnungen zum Ansaugen der für die CO-Verbrennung erforderlichen Verbrennungsluftmenge
versehen ist, deren wirksamer Ansaug-Querschnitt in Abhängigkeit
von den Prozeß-Daten des Ofens steuerbar ist.
In weiterer Ausgestaltung des zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erforderlichen Reduktionsofens
ist vorgesehen, den Ofendeckel odex* dessen nach unten auf das Öfengefäß gerichteten Teile und gegenüber dem Deckel
abgedichteten.Deckelteile betriebsmäßig heb- und senkbar auszubilden und deren Hubbewegung in Abhängigkeit von den
009850/0623
Prozeß-Daten des Ofens zu steuern.
Die für die Verbrennung des CO-Gases erforderliche Luftmenge tritt einem anderen Merkmal der Erfindung zufolge
durch eine oder mehrere Öffnungen ein und wird durch
Variation der Saugleistung der Gasabsaugeeinrichtung im
Bereich η = 1,2 bis η =5, je nach Prozeßbedingung des
Ofens, gesteuert.
Ein letztes Merkmal zur Ausgestaltung des Ofendeckels
besteht erfindungsgemäß schließlich darin, daß einzelne
oder alle der zum Ansaugen der Verbrennungsluft dienenden
Öffnungen im Bereich des Öfendeckels zugleich zum Einführen des Stocherarmes der Stochervorrichtung dienen.
Mit den Merkmalen der vorgeschlagenen Erfindung läßt sich
unter wirtschaftlich vertretbarem Aufwand sowie unter.Berücksichtigung
der behördlichen Vorschriften bezüglich Reinhaltung der Luft eine drastische Reduzierung der bei
Elektro-Redufctionsöfen anfallenden Abgasmengen erreichen.
Die Vorteile der vorgeschlagenen Erfindung erschöpfen
sich indes nicht allein im Vorstehenden. Hinzu kommt noch,
daß alle Reduktionsprozesse, die bisher in offenen Elektro-Reduktionsöfen
vorgenommen wurden, bei entsprechender Auslegung des Verbrennungsraumes und bei entsprechender Steuerung und Verteilung der Liifteintrittsöffnungen prinzipiell
nach der Erfindung erfolgen können. Mit Ht lie der ErfiniiBt
es zudem auch möglich, den Luft faktor* von etwa
0 09850/082 3
η = 30 bei offenen Öfen auf η = 1,2 bis η = 5 zu reduzieren.
Hierdurch vermindert sich die Abgasmenge solcher
offenen Öfen im Verhältnis
nr +1,19
1,19
η 1 = Luftfaktor bei offenen Elektro-Reduktionsöfen
- im Mittel = 30 - und
n„ = Luftfaktor bei einem Ofen nach der Erfindung
- etwa 1,2 bis 5 - ist.
Beispiel: V= ~ 10
Dies bedeutet, daß sich die Abgasmenge auf etwa 1/10
verringert.
Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der
bei bekannten offenen Öfen anfallenden Abgasmengen mit denjenigen Abgasmengen, die bei Öfen nach der Erfindung
anfallen:
009^50/0623
•
Ofengröiäe
Produkt Entste- Abgasmenge Luft- Abgasmenge "'* Lüft-
hendes
Red.-Gas
Red.-Gas
Nm3Zh
offener
Ofen 150° C
Nm3/h
faktor
η
η
nach neuem
Verfahren
Verfahren
Nm3Zh
faktor
nach neuem Verf.
20 | MW | 75 % FeSi | 4000 | 315.000 | 30 ■ |
31.800 | 2 |
20 | MW | SiCr 42 % Si |
3600 | 284.000 | 30 | 28.700 | 2 |
20 | MW | Si-Meta11 | 3300 | 257.000 | 30 | 26.000 | 2 |
40 | MW | 75 % FeSi | 8000 | 630.000 | 30 | 63.600 | 2 |
40 | MW | SiCr 42 % Si |
7200 | 570.000 | 30 | 57.400 | 2 |
Darüber hinaus lassen sich auch an sich bekannte geschlossene
Elektro-Reduktionsöfen mit im Deckel umfangsverteilt
ε ,eordneten Öffnungen versehen, die - wie schon beschrieben
- geöffnet "und geschlossen werden können. Durch das
Öffnen einer derartigen Klappe kann jederzeit während des
Ofenbetriebes in den Prozeßablauf eingegriffen werden,
während zu diesem Zweck bisher der Ofen abgeschaltet werden
mußte. Bei einem derartigen Eingriff ist der Luftfaktor
η sodann jedoch kleiner als 1.
.In der Zeichnung ist die Erfindung, soweit sie die bauliche
Ausgestaltung des elektrischen Reduktionsofens betrifft,
an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
009 850/0623
- 12 -
Dabei zeigt
Fig. 1 die schematische Darstellung eines geschlossenen elektrischen Reduktionsofens im Vertikalschnitt,
Fig. 2 den Grundriß des Ofens in der Ebene A ... B
der Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilausschnitt des Ofendeckels in vergrößertem Maßstab, bei welchem dex* Stocherarm der Stochervorrichtung durch eine Öffnung
hindurchragt,
Fig. 4 den gleichen Teilausschnitt des Ofendeckels wie in Fig. 3, bei dem jedoch die Öffnung
zum Eintritt der Verbrennungsluft weitgehend
geschlossen ist,
Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch den Ofendeckel entlang der Ebene C ... D der Fig. 1 mit den
schematisch angedeuteten Positionen des Stocherarmes im Bereich einer Elektrode,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Stochervorrichtung
in Seitenansicht mit den einzelnen möglichen Stellungen des Stocherarmes in Ver-*
tikalrichtung,
009850/0623
Fig. 7 einen Horirtoßtalschnitt durch den Ofen, etwa
»■ ■ " ■ ■. ■ . ·>
■
entsprechend der Ebene C ... D in Fig.. 1, mit
einer sehematisch dargestellten Stochervörrichtung
im Grundriß und dem von deren Stocherarm zu bestreichenden Raum um eine Elektrode,
' sowie schließlich
Fig. 8 die schematische Darstellung der Stochervorrichtung nach Fig. 7 in Seitenansicht mit den
einzelnen möglichen vertikalen Stellungen
ihres Stocherarmes.
Ein an sich bekannter offener und in seiner Gesamtheit
mit 1 bezeichneter Elektro-Reduktionsofen ist— ähnlich
wie der bekannte geschlossene Ofen -* mit einem Deckel 2
versehen, der in bekannter Weise mit einer forcierten
Wasserkühlung mittels Rohrschlangen (nicht dargestellt)
ausgerüstet ist. Die Höhe des Ofendeckeis 2 richtet sich
nach dem für den jeweiligen Prozeß notwendigen Verbrennungfii-
bzw. Gasraum zwischen Mölleroberfläche und Ofendeckel .
Der Ofendeckel 2 läßt sich in bekannter Weise als selbsttragende
Konstruktion, auf dag Ofengefäß la oder auf die
Ofenbedienungsbühne 3 aufsetzen und gegen das Ofenge!äß la
abdichten bzw. an der nächsthöheren Bühne durch entsprechende
Konstruktion aufhängen. Die Elektroden 4, 4a, 4b
009 8 5 0/0623 '^- _
werden in üblicher Weise mit je einem Durchführungszylinder 5 gasdicht durch den Ofendeckel 2 hindurchgeführt
Die Beschickung des Ofens 1 mit Möller 6 erfolgt in ebenfalls bekannter Weise mittels entsprechend verteilten und
gasdicht durch den Deckel hindurchgeführten Beschickungsrohren 7. Der Ofendeckel 2 wird an seinem Umfang mit gleichmäßig
verteilten Öffnungen 2a oder mit einem Ringspalt versehen,
deren Öffnungsquerschnitte über elektromechanische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Steuerungen 8
verändert werden können. Die Öffnungen 2a im Ofendeckel 2 dienen zum Ansaugen der Verbrennungsluft (Fig. 4), die zur
Verbrennung des im Öfen 1 entstehenden Reduktionsgases erforderlich
ist.
Durch die eintretende Luft wird das Reduktionsgas des Ofens
in dem zwischen Ofendeckel 2 und Mölleroberfläche 6 vorgesehenen
Verbrennungsraum vollständig verbrannt. Zur vollständigen Verbrennung des entstehenden Reduktionsgases ist
eine Luftmenge erforderlich, die im Mittel etwa der 2,5-fachen Reduktionsgasmenge entspricht. Dieser Luftfaktor
wird üblicherweise mit n== 1 bezeichnet.
Beim Betrieb des Ofens wird zur vollkommenen Verbrennung
und zum Zwecke der Kühlung erfindungsgemäß mit einem Luftfaktor
zwischen η = 1,2 und η = 5 gearbeitet. Das durch
die Verbrennung entstehende Abgas wird dabei mit Hilfe von
wassergekühlten,'im Ofendeckel eingebauten Absaugestutzen
auw dein Ofunraum abgesaugt (nicht dargesjtol 11) .
BADOFUeiNAL.
0 0 9 8-5-0 /.0623
Durch das Arbeiten mit einem Luftfaktor von η = 1,2
bis η =5 entstehen Abgastemperatüren, die etwa zwi- .
sehen 1500 und 700° C liegen.
Bei Prozessen mit hohen Reaktionstemperatüren ist aus
schon genannten Gründen eine Bearbeitung der Mölleroberfläche
6 zum Zwecke der Auflockerung und dauernden Aufrechterhaltung der Gasdurchlässigkeit notwendig. Hierzu
werden die Öffnungen 2a im Deckel 2 des Ofens 1 so ausgebildet und angeordnet, daß mit Hilfe einer um den Ofen
verfahrbaren Stoeheryorrichtung 9 eine gleichmäßig auf den
Ofenraum verteilte Bearbeitung der Möllerqberfläche 6 möglich ist. Zu diesem Zwecke bewegt sich die Stochervorrichtung
9 auf einem Ringgleis 3a um den Ofen 1. Die Stochervorrichtung
9 bearbeitet die Mölleroberflache 6 durch
die Lufteintrittsöffnungen 2a in einem wählbaren Ofenraumsektor (Fig. 5, 7) nach einem vorgegebenen Stocherprogrammt
in der Weise, daß nacheinander auf konzentrischen Kreisen
liegende Positionen bearbeitet werden, wobei durch das
Programmwerk ein Schutzbereich um die Elektroden 4, 4a, 4b
ausgespart wird. ·
über die Fläche des Ofendeckels 2 verteilt sind Wärmefühler
2b angeordnet, die die kontinuierlich gemessene Temperatur und deren Verteilung über den gesamten Ofenraum aufzeichnen.
Die Auswahl des zu stochernden Ofensektors erfolgt nach dem höchsten Temperaturgradienten deraufgezeichneten Temperatürverteilung.
00 9 850/0623 _ _
Die Auslösung des Stochervorganges in einem bestimmten
Ofensektor kann von Hand oder auch automatisch durch Integration der Temperaturgradienten erfolgen. Aus der
durch die Temperaturfühler 2b im Ofendeckel 2 gemessenen Temperatur und deren Verteilung im Ofenraum kann auf einen
bestimmten Ofensektor geschlossen werden, dessen Mölleroberfläche
6 bearbeitet werden muß. Die Stochervorrichtung wird hiernach in die entsprechende Position gefahren. Mit
Hilfe von Beobachtungsgeräten (nicht dargestellt), die auf Wärmestrahlung ansprechen, und die die Temperatürverteilung
auf der Mölleroberfläche mit Hilfe eines Bildschirmes
sichtbar machen, kann dann entweder von Hand oder automatisch
ein genau gezielter StocherVorgang ausgelöst werden.
Als Beobachtungsgeräte kommen beispielsweise Infrarotkameras oder dergleichen in Betracht, die von militärischen
Verwendungszwecken her bekannt sind, jedoch selbst nicht zur Erfindung gehören.
00 9 8 50/0623
Claims (11)
1) Verfahren zum Erzeugen von Metallen oder Metall-Legierungenaus
einem Mangan und/oder Silizium und/oder Chrom enthaltenden Möller in einem
Elek tro-Reduktionsofen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion des Möllers im durch einen Deckel" verschlossenen Ofenraum stattfindet; dem in Abhängigkeit von der kontinuierlich gemessenen Temperatur und/oder Gasanalyse der aus dem Ofenraum abgesaugten Abgase mittels in ihrem Einlaß-Querschnitt steuerbaren Ansaugöffnungen im Bereich des Ofendeckels eine solche Menge Verbrennungsluft pro Zeiteinheit zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion des Möllers im durch einen Deckel" verschlossenen Ofenraum stattfindet; dem in Abhängigkeit von der kontinuierlich gemessenen Temperatur und/oder Gasanalyse der aus dem Ofenraum abgesaugten Abgase mittels in ihrem Einlaß-Querschnitt steuerbaren Ansaugöffnungen im Bereich des Ofendeckels eine solche Menge Verbrennungsluft pro Zeiteinheit zugeführt wird,
daß die Verbrennung des im Abgas enthaltenen CO
2
zu CO unter Einhaltung eines Mengenverhältnisses
zu CO unter Einhaltung eines Mengenverhältnisses
von π = 1,2bis η = 5 und einer Abgastemperatür
beim Verlassen des Ofenraumes zwischen 1000 und 1500° C erfolgt, wobei "n" dem Verhältnis von
00t85Ö/OS23
12. März 1968 - Deraet 388 -
H/U
At
Verbrennungsluft zu Reduktionsgas bei vollkommener
Verbrennung entspricht, und das Verhältnis von Verbrennungsluft : Reduktionsgas im
Mittel bei 2,5 ; 1 liegt und je nach Analyse
des Reduktionsgases in Grenzen variabel ist.
2) Verfahren nach Anspruch 1,
■ dadurch gekennzeichnet,
■ dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit von der durch flächenverteilt im Bereich des OiendeckeIs angeordnete
Temperaturfühler kontinuierlich gemessenen Temperaturverteilung über den gesamten Ofenraum
mittels einer oder mehrerer ununterbrochen betätigbarer Stochervorrichtungen auf den Möller
im Sinne einer dauei-nden Aufrechterhaltung einer gleichmäßig aufgelockerten Mölleroberflächenschicht
örtlich eingewirkt werden kann.
3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Stochervorrichtungen ausgeübten Stochervorgänge zur dauernden Aufrechterhaltung
einer gleichmäßig aufgelockerten Mölleroberfläche aufgrund visueller Beobachtung der Helligkeitsunterschiede
und ihrer Verteilung auf die
BAD ORIGINAL 009850/0.623
. H/ü
x ■ ■■■ · is .;■ ,· ;
Mölleroberfläche mittels einer oder'mehrerer
auf Wärmestrahlen ansprechender Beobachtungsvorrichtungen manuell gesteuert werden.
4) Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die manuelle Steuerung der Bewegungen der
Stochervorrichtung durch ein starres Steuerprogramm
begrenzt wird, welches die Bewegungen des Stocherarmes in einem Schutzbereich um die
Elektroden ausschließt.
5) Verfahren nach den Ansprachen 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stochervorrichtung mittels ihres Stocherarmes nach einem fest einstellbaren Stocher-.
programm aufeinanderfolgende Stochervorgänge in =
einem begrenzten Ofenbereich in der Weise ausführt,
daß nacheinander auf konzentrischen Kreisen
liegende Positionen bearbeitet werden.
009 8 50/0623
«Τ*- - Demet 388 -
H/U
to
6) Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das fest einstellbare Stocherprogramm für
einen wählbaren abgegrenzten Ofenbereich in Abhängigkeit von der durch die kontinuierliche
Messung der Temperaturverteilung über den gesamten
Ofenbereich ermittelten Temperaturgradienten ausgelöst werden kann.
7) Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit von der durch die flächenverteilt angeordneten Temperaturfühler ermittelten
Temperaturvertellung über den gesamten
Ofenraum eine oder mehrere Stochervorrichtungen auf den abgegrenzten Ofenbereich mit dem höchsten
Temperaturgradienten angesetzt wird und sodann
eine oder mehrere auf Wärmestrahlen ansprechende Beobachtungsvorrichtungen auf denselben abgegrenzten
Ofenbereich eingestellt werden, und daß in Abhängigkeit von der durch das Beobachtungsgerät ermittelten örtlich höchsten Temperatur die
Bewegungen des Stocherarmes in die Bereiche der ermittelten Höchsttemperatur gesteuert werden.
00985 0/0623
- Demet 388 >H/U
8) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 7, mit einem wassergekühlten, mit Gasabsaugrohren, Beschickungsrohren, gasdichten
Elektrodendurchführungen versehenen : Deckel,
dadurch gekennzeichnet, . daß der Ofendeckel· (2) umfangsverteilt mit
Öffnungen (2a) zürn Ansaugen der für die CO-Verbrennung
erforderlichen Verbrennungsluftmenge versehen ist, deren wirksamer Ansaug—
Querschnitt in Abhängigkeit von den Prozeß-Daten des Ofens (1) steuerbar ist.
9) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einem
wassergekühlten, mit Gasabsaugrohren, Beschikkungsrohren
und gasdichten Elektrodendurchführungen versehenen Deckel,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ofendeckel (2) oder dessen nach unten
auf das Ofengefäß (la) gerichteten Teile und gegenüber dem Deckel (2) abgedichteten Deckelteile
betriebsmäßig heb- und senkbar ausgebildet sind, und daß deren Hubbewegung in Abhängigkeit
von den Prozeß-Daten des Ofens (1) steuerbar ist.
0098 50/062 3
-JiT- - Demet 388 -
H/U
10) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 8 und 9, mit
einem wassergekühlten, mit Gasabsaugrohren, Beschickungsrohren und gasdichten Elektrodendurchführungen
versehenen Deckel, dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Verbrennung des CO-Gases erforderliche
Luftmenge durch eine oder mehrere Öffnungen (2a) in den Ofen (1) eintritt und durch
Variation der Saugleistung der Gasabsauge-Einrichtung im Bereich η = 1,2 bis η = 5, je
nach Prozeßbedingung des Ofens (1), gesteuert ■wird.
11) Ofen nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,
daß einzelne oder alle der zum Ansaugen der Verbrennungsluft
dienenden Öffnungen (2a) im Bereich des Ofendeckels (2) zugleich zum Einführen des
Stocherarmes (9a) der Stochervorrichtung (9)
dienen.
BAD ORiGlNAL
0098 5 0Λ0623
Leerse ite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0055615 | 1968-03-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1608228A1 true DE1608228A1 (de) | 1970-12-10 |
DE1608228B2 DE1608228B2 (de) | 1974-01-31 |
Family
ID=7056666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1608228A Pending DE1608228B2 (de) | 1968-03-19 | 1968-03-19 | Verfahren zur Stabilisierung des Reduktionsprozesses beim Betrieb von geschlossenen Reduktionsofen |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US3615346A (de) |
DE (1) | DE1608228B2 (de) |
FR (1) | FR1575281A (de) |
NO (1) | NO123952B (de) |
SE (1) | SE397542B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2518168A1 (de) * | 1974-04-25 | 1975-11-13 | Elkem Spigerverket As | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten der charge innerhalb eines elektrischen schmelzofens |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3985545A (en) * | 1970-09-24 | 1976-10-12 | Sadamu Kinoshita | Metal melting method using electric arc furnace |
JPS49113706A (de) * | 1973-03-02 | 1974-10-30 | ||
CA1024570A (en) * | 1973-08-08 | 1978-01-17 | Heinz Stark | Closed reducing furnace |
SE408090B (sv) * | 1976-05-21 | 1979-05-14 | Dango & Dienenthal Kg | Anordning for mekanisk bearbetning av chargen i metallurgiska ugnar |
US4255184A (en) * | 1978-07-18 | 1981-03-10 | Japan Metals & Chemicals Co., Ltd. | Method and apparatus for refining ferrosilicon |
US5943360A (en) * | 1998-04-17 | 1999-08-24 | Fuchs Systems, Inc. | Electric arc furnace that uses post combustion |
CN107687763B (zh) * | 2017-09-01 | 2019-10-11 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种钛渣冶炼电炉加料的方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3043894A (en) * | 1958-05-16 | 1962-07-10 | British Iron Steel Research | Electric arc furnaces |
US3213178A (en) * | 1962-08-10 | 1965-10-19 | Elektrokemisk As | Process of charging and exhausting gas from electric smelting furnaces |
US3303257A (en) * | 1963-02-08 | 1967-02-07 | Tanabe Kakoki Co | Apparatus for utilizing waste heat of gas generated from an electric smelting furnace |
US3258256A (en) * | 1963-10-28 | 1966-06-28 | Frank W Brooke | Mechanical rabble |
-
1968
- 1968-03-19 DE DE1608228A patent/DE1608228B2/de active Pending
- 1968-06-19 NO NO2415/68A patent/NO123952B/no unknown
- 1968-07-31 FR FR1575281D patent/FR1575281A/fr not_active Expired
- 1968-08-23 US US754892A patent/US3615346A/en not_active Expired - Lifetime
-
1969
- 1969-12-15 US US885395A patent/US3679806A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-12-05 SE SE7214197A patent/SE397542B/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2518168A1 (de) * | 1974-04-25 | 1975-11-13 | Elkem Spigerverket As | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten der charge innerhalb eines elektrischen schmelzofens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE397542B (sv) | 1977-11-07 |
NO123952B (de) | 1972-02-07 |
FR1575281A (de) | 1969-07-18 |
DE1608228B2 (de) | 1974-01-31 |
US3615346A (en) | 1971-10-26 |
US3679806A (en) | 1972-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1995333B1 (de) | Metallwärmebehandlungsverfahren und -vorrichtungen | |
DE1608228A1 (de) | Elektro-Reduktionsofen | |
DE2614952A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen brennen von kohlenstoffhaltigen formen | |
EP0544967B1 (de) | Verfahren zur Unterdrückung von Staub und Rauch bei der Elektrostahlherstellung | |
DE3044021C2 (de) | ||
DE2714825C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Frisch-Abgasen | |
EP0107609B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Beheizen eines mit Schrott beschickten Stahlbades | |
DE3510723A1 (de) | Verfahren zur verhinderung von staubablagerungen oder -aufwachsungen in gasabzugskanaelen elektrothermischer schmelzoefen, aber auch von anderen quellen stark staubhaltiger abgase, und entsprechend ausgeruesteter gasabzugskanal | |
DE19921161B4 (de) | Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer Kokille und einer Haube | |
DE10332071A1 (de) | Verfahren zum kombinierten Entbindern und Sintern von Formteilen | |
DE4224845A1 (de) | Abdichtung eines umlaufenden Spaltes zwischen Stahlgießpfanne und Pfannenhaube | |
DE2931025C2 (de) | Direktreduktion von Eisenerzen | |
DE3017939C2 (de) | Teilgeschlossener Elektro-Reduktionsofen | |
DE566727C (de) | Anwendung des Verfahrens zum UEberfuehren von Gluehgut aus einem geschlossenen Gluehbehaelter in einen relativ zu diesem beweglichen Kuehlbehaelter | |
DE969653C (de) | Als Schachtofen ausgebildeter Waermofen mit Gas- oder OElheizung | |
DE6420C (de) | Neuerungen an Puddelöfen | |
DE2355709C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Sintern von Gegenständen aus Kohle | |
DE575045C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Erz-Koks-Briketten | |
DE2848948A1 (de) | Verfahren zur beseitigung von schadstoffen sowie pfannenaufheizstation | |
DE20755C (de) | Chamotteeinsatz für Zimmeröfen | |
EP0684439B1 (de) | Ausmauerung eines Schmelzofens für Reststoffe aus Müllverbrennungsanlagen | |
DE2705565C3 (de) | Abgaseinrichtung für kippbare metallurgische Öfen, insbesondere für Stahlwerkskonverter | |
AT200174B (de) | Verfahren zur Ausnützung und Reinigung der beim Frischen von Roheisenbädern oder andern kohlenstoffhaltigen Eisenbädern entstehenden Abgase | |
AT201871B (de) | Anordnung zur Gassammlung in Aluminiumöfen | |
DE11458C (de) | Neuerungen an dem durch das Patent Nr. 6641 geschützten polygonalen, mit Rostfeuerung versehenen und für ununterbrochenen Betrieb geeigneten Kalk-, Ziegel- und Cementofen |