DE1608228B2 - Verfahren zur Stabilisierung des Reduktionsprozesses beim Betrieb von geschlossenen Reduktionsofen - Google Patents

Description

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gen ausgeübten Stochervorgänge zur dauernden Auf- möglich geworden, bei geschlossenen Reduktionsrechterhaltung einer gleichmäßig aufgelockerten öfen die entstehenden Sinterbrücken sofort gezielt zu Mölleroberfläche auf Grund visueller Beobachtung beseitigen und dadurch eine Stabilisierung des Reder Helligkeitsunterschiede und ihrer Verteilung auf duktionsprozesses zu erreichen,
die Mölleroberfläche mittels einer oder mehrerer auf 5 In der Zeichnung ist die Erfindung, soweit sie die Wärmestrahlen ansprechenden Beobachtungsvorrich- bauliche Ausgestaltung des elektrischen Reduktionstungen manuell gesteuert werden. ofens betrifft, an einem Ausführungsbeispiel darge-

Ein anderes vorteilhaftes Merkmal des vorgeschla- stellt. Es zeigt

genen Verfahrens besteht darin, daß die von den F i g. 1 die schematische Darstellung eines ge-

Stochervorrichtungen ausgeübten Stochervorgänge io schlossenen elektrischen Reduktionsofens im Verti-

zur dauernden Aufrechterhaltung einer gleichmäßig kaischnitt,

aufgelockerten Mölleroberfläche auf Grund visueller F i g. 2 den Grundriß des Ofens in der Ebene A ... B

Beobachtung der Helligkeitsunterschiede und ihrer der Fig. 1,

Verteilung auf die Mölleroberfläche mittels einer F i g. 3 einen Teilausschnitt des Ofendeckels in

oder mehrerer auf Wärmestrahlen ansprechender 15 vergrößertem Maßstab, bei welchem der Stocherarm

Beobachtungsvorrichtungen manuell gesteuert wer- der Stochervorrichtung durch eine öffnung hin-

den. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durchragt,

wird die manuelle Steuerung der Bewegungen der Fig.4 den gleichen Teilausschnitt des Ofendek-

Stochervorrichtung durch ein starres Steuerpro- kels wie in Fig. 3, bei dem jedoch die öffnung zum

gramm begrenzt, welches die Bewegungen des 20 Eintritt der Verbrennungsluft weitgehend geschlossen

Stocherannes in einem Schutzbereich um die Elek- ist,

troden ausschließt. F i g. 5 einen Horzontalschnitt durch den Ofendek-

Von besonderem verfahrenstechnischem Vorteil kel entlang der Ebene C... D der F i g. 1 mit sche-

zeigen sich auch die weiteren, nach der Erfindung matisch angedeuteten Positionen des Stocherarmes

vorgesehenen Merkmale, die im wesentlichen darin 25 im Bereich einer Elektrode,

bestehen, daß die Stochervorrichtung mittels ihres F i g. 6 eine schematische Darstellung der Stocher-Stocherarmes nach einem fest einstellbaren Stocher- vorrichtung in Seitenansicht mit den einzelnen mögliprogramm aufeinanderfolgende Stochervorgänge in chen Stellungen des Stocherarmes in Vertikalricheinem begrenzten Ofenbereich in der Weise ausführt, tung,

daß nacheinander auf konzentrischen Kreisen lie- 30 F i g. 7 einen Horizontalschnitt durch den Ofen,

gende Positionen bearbeitet werden und daß das fest etwa entsprechend der Ebene C.. .D in Fig. 1, mit

einstellbare Stocherprogramm für einen wählbaren einer schematisch dargestellten Stochervorrichtung

abgegrenzten Ofenbereich in Abhängigkeit von der im Grundriß und dem von deren Stocherarm zu

durch die kontinuierliche Messung der Temperatur- bestreichenden Raum um eine Elektrode sowie

verteilung über den gesamten Ofenbereich ermittel- 35 schließlich

ten Temperaturgradienten ausgelöst werden kann. F i g. 8 die schematische Darstellung der Stocher-Abgerundet und vervollkommnet wird das vorge- vorrichtung nach F i g. 7 in Seitenansicht mit den einschlagene Verfahren schließlich auch noch dadurch, zelnen möglichen vertikalen Stellungen des Stocherdaß in Abhängigkeit von der durch. die flächenver- armes.

teilt angeordneten Temperaturfühler ermittelten 4° Ein an sich bekannter offener und in seiner GeTemperaturfühler ermittelten Temperaturverteilung samtheit mit 1 bezeichneter Elektro-Reduktionsofen über den gesamten Ofenraum eine oder mehrere ist — ähnlich wie der bekannte geschlosene Ofen — Stochervorrichtungen auf den abgegrenzten Ofenbe- mit einem Deckel 2 versehen, der in bekannter Weise reich mit dem höchsten Temperaturgradienten ange- mit einer forcierten Wasserkühlung mittels Rohrsetzt werden und sodann eine oder mehrere auf War- 45 schlangen (nicht dargestellt) ausgerüstet ist. Die mestrahlen ansprechende Beobachtungsvorrichtun- Höhe des Ofendeckels 2 richtet sich nach dem für gen auf denselben abgegrenzten Ofenbereich einge- den jeweiligen Prozeß notwendigen Verbrennungsstellt werden und daß in Abhängigkeit von der bzw. Gasraum zwischen Mölleroberfläche und Ofendurch das Beobachtungsgerät ermittelten örtlich deckel.

höchsten Temperatur die Bewegungen des Stocherar- 5° Der Ofendeckel 2 läßt sich in bekannter Weise als mes in die Bereiche der ermittelten Höchsttempera- selbsttragende Konstruktion auf das Ofengefäß 1 a tür gesteuert werden. oder auf die Ofenbedienungsbühne 3 aufsetzen und Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfah- gegen das Ofengefäß 1 α abdichten bzw. an der rens ist eine Reduktionsvorrichtung vorgesehen, die nächsthöheren Bühne durch entsprechende Konaus einem elektrischen Reduktionsofen mit einem 55 struktion aufhängen. Die Elektroden 4, 4 a, 4 b wer-Ofengefäß und einem wassergekühlten Deckel be- den in üblicher Weise mit je einem Durchführungszysteht, an dem Gasabsaug- und Beschickungsvorrich- linder 5 gasdicht durch den Ofendeckel 2 hindurchtungen sowie gasdichte Elektrodendurchführungen geführt. Die Beschickung des Ofens 1 mit Möller 6 angebracht sind und dem mindestens eine verfahr- erfolgt in ebenfalls bekannter Weise mittels entsprebare Stochereinrichtung zugeordnet ist. Die Reduk- 60 chend verteilten und gasdicht durch den Deckel hintionsvorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch ge- durchgeführten Beschickungsrohren 7. Der Ofendekkennzeichnet, daß die Stochervorrichtung in Abhän- kel 2 wird an seinem Umfang mit gleichmäßig vergigkeit von den mit im Ofendeckel angeordneten teilten öffnungen 2 α oder mit einem Ringspalt verTemperaturfühlern kontinuierlich gemessenen Pro- sehen, deren Öffnungsquerschnitte über elektromezeßbedingungen betätigbar ist, wobei der Stocherarm 65 chanische und/oder hydraulische und/oder pneumati-(9 a) der Stochervorrichtung durch öffnungen (2 a) sehe Steuerungen 8 verändert werden können. Die im Ofendeckel (2) in den Ofenraum hindurchgreift. öffnungen 2 α im Ofendeckel 2 dienen zum Ansau-Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es gen der Verbrennungsluft (F i g. 4), die zur Verbren-

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nung des im Ofenl entstehenden Reduktionsgases Über die Fläche des Ofendeckels 2 verteilt sind

erforderlich ist. Wärmefühler 2 b angeordnet, die die kontinuierlich

Durch die eintretende Luft wird das Reduktions- gemessene Temperatur und deren Verteilung über

gas für den Ofen in dem zwischen Ofendeckel 2 und den gesamten Ofenraum aufzeichnen. Die Auswahl

Mölleroberfläche 6 vorgesehenen Verbrennungsraum 5 des zu stochernden Ofensektors erfolgt nach dem

vollständig verbrannt. Das durch die Verbrennung höchsten Temperaturgradienten der aufgezeichneten

entstehende Abgas wird dabei mit Hilfe von wasser- Temperaturverteilung.

gekühlten, im Ofendeckel eingebauten, nicht darge- Die Auslösung des Stochervorganges in einem bestellten Absaugstutzen aus dem Ofenraum abgesaugt. stimmten Ofensektor kann von Hand oder auch

Die Mölleroberfläche 6 wird zur Auflockerung io automatisch durch Integration der Temperaturgra-

und dauernden Aufrechterhaltung der Gasdurchläs- dienten erfolgen. Aus der durch die Temperaturfüh-

sigkeit bearbeitet. Hierzu werden die öffnungen 2 a ler 2 b im Ofendeckel 2 gemessenen Temperatur und

im Deckel 2 des Ofens 1 so ausgebildet und angeord- deren Verteilung im Ofenraum kann auf einen be-

net, daß mit Hilfe einer um den Ofen 1 verfahrbaren stimmten Ofensektor geschlossen werden, dessen

Stochervorrichtung 9 eine gleichmäßig auf den Ofen- 15 Mölleroberfläche 6 bearbeitet werden muß. Die

raum verteilte Bearbeitung der Mölleroberfläche 6 Stochervorrichtung 9 wird hiernach in die entspre-

möglich ist. Zu diesem Zweck bewegt sich die chende Position gefahren. Mit Hilfe von Beobach-

Stochervorrichtung 9 auf einem Ringgleis 3 α um den tungsgeräten (nicht dargestellt), die auf Wärmestrah-

Ofenl. Die Stochervorrichtung 9 bearbeitet die Möl- lung ansprechen, und die die Temperaturverteilung

leroberfläche 6 durch die Lufteintrittsöffnungen 2 λ 20 auf der Mölleroberfläche mit Hilfe eines Bildschir-

in einem wählbaren Ofenraumsektor (F i g. 5, 7) nach mes sichtbar machen, kann dann entweder von Hand

einem vorgegebenen Stocherprogramm in der Weise, oder automatisch ein genau gezielter Stochervorgang

daß nacheinander auf konzentrischen Kreisen lie- ausgelöst werden. Als Beobachtungsgeräte kommen

gende Positionen bearbeitet werden, wobei durch das beispielsweise Infrarotkameras od. dgl. in Betracht,

Programmwerk ein Schutzbereich um die Elektroden 25 die von militärischen Verwendungszwecken her be-

4, 4 a, 4 b ausgespart wird. kannt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen .

Claims (7)

1 2 stehend aus einem elektrischen Reduktionsofen Patentansprüche: mit einem Ofengefäß und einem wassergekühlten Deckel, an dem Gasabsaug- und Beschickungs-

1. Verfahren zur Stabilisierung des Reduk- vorrichtungen sowie gasdichte Elektrodendurchtionsprozesses beim Betrieb von geschlossenen 5 führungen angebracht sind und dem mindestens Reduktionsofen zum Erzeugen von Metallen oder eine verfahrbare Stochereinrichtung zugeordnet Metall-Legierungen aus einem silizium- und/oder ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stochervorchrom- und/oder manganenthaltenden Möller in richtung in Abhängigkeit von den mit im Ofeneinem geschlossenen elektrischen Reduktions- deckel angeordneten Temperaturfühlern kontinuofen, in dessem Ofehraum eine Reduktion des io ierlich gemessenen Prozeßbedingungen betätigbar Möllers verläuft, ,wobei die Mölleroberfläche zur ist, wobei der Stocherarm (9 a) der Stochervor-Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Gas- richtung durch öffnungen (2 a) im Ofendeckel (2) durchlässigkeit mit Stochervorrichtungen bear- in den Ofenraum hindurchgreift.

beitet wird, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mölleroberflächenschicht mittels der 15

Stochervorrichtungen in Abhängigkeit von der
Temperaturverteilung auf der Mölleroberfläche

ununterbrochen gleichmäßig aufgebrochen wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisie-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- rung des Reduktionsprozesses beim Betrieb von gekennzeichnet, daß die von den Stochervorrich- 20 schlossenen Reduktionsofen zum Erzeugen von Metungen ausgeübten Stochervorgänge zur dauern- tallen oder Metall-Legierungen aus einem siliziumden Aufrechterhaltung einer gleichmäßig aufge- und/oder chrom- und/oder manganenthaltenden lockerten Mölleroberfläche auf Grund visueller Möller in einem geschlossenen elektrischen Reduk-Beobachtung der Helligkeitsunterschiede und ih- tionsofen, in dessen Ofenraum eine Reduktion des rer Verteilung auf die Mölleroberfläche mittels 25 Möllers verläuft, wobei die Mölleroberfläche zur einer oder mehrerer auf Wärmestrahlen anspre- Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Gasdurchläschenden Beobachtungsvorrichtungen manuell ge- sigkeit mit Stochervorrichtungen bearbeitet wird, dasteuert werden. durch gekennzeichnet, daß die Mölleroberflächen-

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, schicht mittels der Stochervorrichtungen in Abhändadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Steue- 30 gigkeit von der Temperaturverteilung auf der Möllerrung der Bewegungen der Stochervorrichtungen oberfläche ununterbrochen gleichmäßig aufgebrodurch ein starres Steuerprogramm begrenzt wird, chen wird.

welches die Bewegungen des Stocherarmes in Zur Erzeugung der silizium- und chromhaltigen

einem Schutzbereich um die Elektroden aus- Legierungen sind relativ hohe Reaktionstemperatu-

schließt. 35 ren — etwa 1700 bis 2000° C, je nach dem Silizium-

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- gehalt — erforderlich. Durch die hohen Temperatudurch gekennzeichnet, daß die Stochervorrich- ren des entstehenden Reduktionsgases bilden sich auf tung mittels ihres Stocherarmes nach einem fest der Oberfläche des Möllers gasdurchlässige Sintereinstellbaren Steuerprogramm aufeinanderfol- brücken, in deren Umgebung plötzlich sehr heiße gende Stochervorgänge in einem begrenzten 40 Gasausbrüche mit Temperaturen über 2000° C (so Ofenbereich in der Weise ausführt, daß nachein- genannte »Bläser«) entstehen. Dadurch wird zum ander auf konzentrischen Kreisen liegende Posi- einen der gleichmäßige Verlauf des Ofenprozesses tionen bearbeitet werden. gestört, zum anderen werden die Konstruktionsteile

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- der Vorrichtung in der Umgebung der Gasausbrüche durch gekennzeichnet, daß das fest einstellbare 45 örtlich überhitzt. Zur Vermeidung der Gasausbrüche Stocherprogramm für einen wählbaren abge- ist es erforderlich, die Mölleroberfläche des Ofens grenzten Ofenbereich in Abhängigkeit von der regelmäßig zu bearbeiten. Dies erfolgt üblicherweise durch die kontinuierliche Messung der Tempera- durch von Hand betätigte Eisenstangen oder durch turverteilung über den gesamten Ofenbereich er- auf der Ofenbühne yerfahrbar angeordnete Stochermittelten Tempefaturgradienten ausgelöst werden 50 vorrichtungen, mit deren Hilfe die Mölleroberfläche kann. aufgelockert wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen3 bis 5, da- Aus dem Buch von H. Durrer und C. Volkert; durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von »Die Metallurgie der Ferrolegierungen« (Springerder durch die flächenverteilt angeordneten Tem- Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1953), ist ein peraturfühler ermittelten Temperaturverteilung 55 Verfahren zum Bearbeiten der Mülleroberfläche beüber den gesamten Ofenraum eine oder mehrere kannt. Nach diesem Verfahren kann die Möllerober-Stochervorrichtungen auf den abgegrenzten Ofen- fläche jedoch nicht direkt an dem Ort, wo eine Sinbereich mit dem höchsten Temperaturgradienten terbrücke entsteht, bearbeitet werden, weil dieser Ort angesetzt werden und sodann eine oder mehrere bei einem geschlossenen Ofen von außen nicht beauf Wärmestrahlen ansprechende Beobachtungs- 60 stimmbar ist. Der Stochervorgang erfolgt mehr oder vorrichtungen auf denselben abgegrenzten Ofen- weniger »blind«. Mit diesem Nachteil sind ebenfalls bereich eingestellt werden und daß in Abhängig- andere bekannte Stocherverfahren behaftet.

keit von der durch das Beobachtungsgerät ermit- Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschildertelten örtlich höchsten Temperatur die Bewegun- ten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zu fingen der. Stocherarmes in die Bereiche der ermit- 65 den, nach welchem eine Bildung von Sinterbrücken telten Höchsttemperatur gesteuert werden. verhindert und somit ein stabilerer Reaktionsverlauf

7. Reduktionsvorrichtung zur Durchführung erreicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, be- dadurch gelöst, daß die von den Stochervorrichtun-