DE1608420A1

DE1608420A1 - Verfahren und Einrichtung fuer die fortlaufende Entschlackung von Elektro- und Flammoefen,die mit einem tiefen Schlackenbecken betrieben werden

Info

Publication number: DE1608420A1
Application number: DE19681608420
Authority: DE
Inventors: Haralampiev Dipl-In Alexandrov; Entschev Dipl-Ing Iva Dimitrow; Schopov Dipl-Ing Ni Pentschev; Bal Ndjieva Dipl-Ing Stefanova
Original assignee: NII ZWETNA METALURGIJA
Current assignee: NII ZWETNA METALURGIJA
Priority date: 1967-02-27
Filing date: 1968-02-27
Publication date: 1970-12-10
Also published as: FI49081C; FI49081B; US3626072A

Description

Beschreibung

zu der Patentanmeldung

des

NaUTSGHNO - JZSLEDOVaTELSKI INSTITUT PO ZVETNa MüTaLURGIa PIo ν d i v_t Bulgarien

betreffend

Verfahren und Einrichtung für die fortlaufende Entschlackung von Elektro- und Flammöfen, die mit einem tiefen Schlakkenbecken betrieben werden.

Priorität: 27.2.1967 - Bulgarien - J-261

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum kontlnuierllohen Abstich der Schlacke von Blektronnd Strahlöfen, die eine tiefe Schlackeηwanne heben und zum Schmelzen von .Erzen, Konzentraten, Abgründen und Agglomerated von Nichteieen-Meteilen dienen.

Bei den bie jetzt bekannten Verfahren zum periodischen Schlacken- «bitioh von Öfen mit tiefer Schlackeηwanne sind Öffnungen vor-

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Neue Unterlagen (Art 7 J1 Abe. 2 Nr. 1 Satz 3 ü·· Änderuneeeea. v. 4,9.1»67)

hand·η, durch welche die Schlacke mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich höher als 20 om/seo ist, auefließt. Der periOidiache Schlackenabstich ist mit einer Reihe von Kachteilen verbunden. Die Schlacke enthält bekanntlich Stein- und Metalltropfen mit Abmessungen von einigen bis hunderten von Mikrometern. Biese Tropfen setzen eioh infolge ihrer größeren Gewichte ab und zwar mit einer größeren oder kleineren Geschwindigkeit in Abhängigkeit von ihren Abmessungen. Bei Abstich der Schlacke setzen sich die Geschwindigkeit in Richtung des* Aus ströme ns und die Geschwindigkeit in Richtung des Absetisens zusammen. Bei großer Ausflußgesohwindlgkeit der Sohlacke erfolgt infolge dee Summieren· der Geschwindigkeit ein Mitreißen einer größeren Ansahl von größeren Steintropfen nach außerhalb des Ofens. Das führt zu einer Erhöhung der Stein- und Metallverluste Bit der Schlacke und ist einer der Grundnachteile des periodischen Abstichs mit großen Aueflußgeschwindigkeiten.

Das Verfahren eum periodischen Schlackenabstich führt zu Schwankungen des Schlackenapiegels im Inneren des Ofens und erseugt folglich variable Wäraebedingungen für die Feuerfeststoff-Ausmauerung des Ofens beim Betrieb; bei Elektroöfen werden außerdem die elektrischen Betriebebedingungen« das Regeln der Elektroden, die Spannung und die Leistung verändert. Di^ist* «in weiterer Nachteil des periodischen Schlackenabstichs.,

Bas Verfahren zum periodischen Schlackenabstich führt ssu einer eioh schroff verändernden thermischen Belastung der Feuerfeststoffe in» "Bereich der Abstichöffnung. Außerdem erfolgt infolge der großen Aueflußgoachwindigkeit der Schlacke durch die

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Öffnung auch ein mechanischer Verschleiß der Feuerfeststoffe. Es ist deshalb beim periodischen Abstich der Schlacke erforderlich die Feuerfeststoff-Ausmauerung im Bereich der Abstichöffnungen oft auszubessern oder sogar zu erneuern, was mit zusätzliches Materialverbrauch und Arbeitsaufwand verbunden ist.

Das Verfahren zum periodischen Schlackenabstich erfordert die öftere Wiederholung von manuellen Arbeitsgängen, die nicht mechanisiert und automatisiert werden können₆ Diese Arbeitsgänge umfassen das Öffnen und Schliessen der Abstichöffnung und andere.Hilfsoperationen, die bei schweren Arbeitsbedingungen durchgeführt werden, und zwar bei hoher Temperatur, Dämpfen und bei Verbrennungsgefahr.

Ein Kombinieren oben genannter Nachteile des periodi- » sehen Abstichs kann zu Störungen führen, z.B. Ausfließen der gesamten Schmelze aus dem Ofen.

Es sind außerdem auch Verfahren zum kontinuierlichen Schlackenabstich bekannt, bei denen die Schlacke aufeinanderfolgend durch mehrere Öffnungen abgestochen wird, d.h. daß durch die einzelnen Öffnungen der Abstich periodisch erfolgt, doch für die ganze Fläche, wobei die_f Öffnungen aufeinanderfolgend verwendet weden, erfolgt der Abstich kontinuierlich. Alle obengenannten bekannten Verfahren besitzen die obengenannten lachteile des periodischen Schlackenabstiche. \

Es sind außerdem auoh Verfahren zum kontinuierlichen ^l Schlackenabstich von Elektro- und Flammöfen bekannt, bei denen die Schlacke unmittelbar von ihrem höchsten Stand überläuft,,

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und «war mit einer Ausfluügeechwindigkeit, die von der Eintritte· geschwindigkeit des Materials bestimmt wird. Das überlaufen der Schlacke von ihrem höchsten Stand führt zu steigenden Metall· Verlusten, da auf 4er Oberfläche der Schlacke ungeschmolzene Chargenteilchen schwimmen, und da außerdem die Steintropfen in der Oberflächenschicht sehr fein sind und nicht genügend Zeit haben sich durch diese oberste Schicht hindurch niederzuschlagen.

Bei den bekannten Einrichtungen zum kontinuierlichen-Schlackenabstich in den obengenannten Öfen sind Überlaufkanäle vorgesehen, die eich in der Höhe der Oberflächenschicht der Schlacke befinden. Die Überlaufkanäle sind mit offenen Rinnen versehen, die sum Unterbau des Ofens geneigt sind. Eine solche konstruktive Ausführung, sowie das Verfahren bei dem die Schlakke von ihren höchsten Stand überläuft, führt infolge der obengenannten Ursachen zu hohen Metallverlusten«. Diese bekannten Einrichtungen zum kontinuierlichen Schlackenabstich Bind außerdem mit Kühlkasten ausgerüstet, wodurch die Konstruktion komplizierter wird und für das Bedienungspersonal eine zusätzliche Unfallgefahr entsteht.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schlackenabstich von der obenbeschriebenen Art zu schaffen, bei denen dio Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden werden«

Das erfindungsgeraäße Verfahren zum kontinuierlichen Schlackenabstich von Elektro- und Flammofen, unterscheidet sich von den bekann bon Vorfahren dadurch_v daß die Schlacke von

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dem unteren Bereich der Schlaokenwanre ausfließt, d.h. von der ruhigen Schlackeηschicht, in welcher die Schlackenbildungsprozesee beendet sind und das Anwachsen der Steintropfen fortgeschritten ist. Diese ruhige Schlackeηschicht befindet sich bei den Elektroöfen unter der Eintauchtiefe der Elektroden und bei den Flammöfen unter der Eintauchtiefe der auf der Schlackenoberfläche echwimmenden ungeschmolzenen Charge. Die Ausflußgeschwindigkeit der Schlacke ist kleiner ale 10 cm/sec. Der Abstich der Schlacke von einer lie stimmte η Tiefe der Schlackenwan-

ne aus erfolgt auf Grund des Prinzips der verbundenen Gefäße. "

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung als Beispiel gezeigt.

Fig.1 zeigt schematisch einen wuerschnitt durch einen Teil eines Ofens, der entsprechend der Erfindung konstruiert ist.

Pig.2. zeigt aohenatisch einen Schnitt durch einen ,Teil eines Flammofens, der entsprechend der Erfindung konstruiert ist.

Der geneigte Kanal 1, der aus schlackenbeständigen | Feuerfeststoffen 4 geformt ist, geht durch die öffnung 2 hinaus, die sich in der Basiswand des Ofens in die Höhe der ruhigen Schicht zwischen der oberen Schlackeηschicht, auf dessen Oberfläche ungeschmolzene Charge schwimmt, und der Steinschicht befindet. Die obere Seite des Kanals 1 ißt von einer Schwelle 5 aus gestampfter feuerfester Masse begrenzt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat einen geschloeee-

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nen (gedeckten) Kanal, der in die Ofenwand eingebaut oder an die Ofenwand befestigt iat und aufwarte geneigt ist, u.zw. von der Öffnung in die Basiswand des Ofens, die sich in der Höhe der obengenannten ruhigen Schlackeηschicht befindet, und zum oberen Schlackenniveau führt. Der Querschnitt des geneigten Ranale ist so bemessen« daß die Durchflußgeschwindigkeit der

Schlacke «kleiner ist als 10 cm/sec.

Sin weiteres Merkmal dieser Einrichtung ist, daß sie aus echlackenbeständigen Feuerfeststoffen ausgeführt ist, wie z.B. aus gegossenem Korund, Graphit oder anderen ähnlichen Werkstoffen und folglich keine Wasser- oder Luftkühlung erforderlich ist. Ferner ist im oberen Ende des Kanals eine zusätzliche Schwelle vorgesehen, die durch Stampfen von Feuerfestmasse geformt wird. Die genannte Schwelle erhöht einerseits zusätzlich die Zuverlässigkeit des Ofenbetriebs, indem sie die Oefahr bis auf ein Minimum herabsetzt, daß die ganze Schmelze

* aus dem Ofen ausfließt, und ermöglicht andererseits die Regelung des Sohlackenniveaus durch ein Vermindern oder Vergrößern seiner Höhe.

Es ist der Vorteil der vorgeschlagenen Verfahren und Einrichtung, daß die Schlacke von einer Tiefe der Schlaokenwanne entnommen wird, wo die Schlackenbildungsprozeese abgeschlossen si'id, wo das Anwachsen der Steintropfen fortgeschritten ist und die Durchflußgeschwindigkeit im obtnbeschriebenen Kanal kleiner ist ale 10 om/aec, wobei ale Ergebnis die Wahrscheinlichkeit zum Mitreiflon von Stein- oder Metatitropfen mit der

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ausfließendeα Schlacke auf ein Minimum herabgesetzt wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungegemäUen Verfahrens uncper Einrichtung ist, daß sich die Schlacke langsam aufwärts im obengenannten Kanal bewegt, und zwar in einer Richtung» die entgegengesetzt ist der Wirkung der Sedimentattonskräfte, wodurch sich sogar die mit der Schlacke mitgerissenen Steintropfen langsam bewegen, während sich die Schlacke aufwärts bewegt. Bas obenbeschriebene Verfahren hat als Ergebnis ein Herabsetzen des Stein- und resp. des Metallgehalts in der Schlacke zur FoI-ge. _m ■ ^

Ein anderes Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Möglichkeit eine optimale Tiefe zur Entnahme der Schlacke von der Schlackenwanne au finden, und zwar durch eine einfach· Änderungjder Höhe der überlauf schwelle _t die praktisch den Stand der Schlack· im inneren des Ofens bestimmt.

Diese optimale Tiefe liegt in allen Fällen in der Schicht unter der Eintauchtiefe der Elektroden, falls die Erfindung für Elektroöfen angewandt wird» und in der Schicht unter der Tauchtiefe der ungeschmolzenen Charge, falls die Erfindung für Flammöfen angewandt wird. Diese Schicht wird als ruhige Schlacken- | schicht bezeichnet, weil darin ausgesprochen konvektive oder andere Bewegungen nicht vorhanden sind, die die Sedimentation der Steintropfen zum Ofenbett stören können.

Die kleine lineare Ausflußgeschwindigfceit der Schlack· verhindert den schnellen Verschleiß der Feuerfeststoffe, die die Ofenv/and im Bereich des geneigten Kanals und auch die Wände

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des geneigten Kanals selbst bjllen.

Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der der Kanal aufwärts geneigt ist, und zwar von der Öffnung in der Baaiswand des Ofens, die sich in der Höhe der ruhigen Schlackenschicht befindet, in Richtung zur Oberfläche der Schlacke, ergibt ein Verlängern der Abaetzzone des Ofens. Das ermöglicht seinerseits ein Niederschlagen der Metalltropfen und ihre Rückführung in den Ofen.

Durch die Ausbildung der Einrichtung aus schlackenbeetändigen Feuerfeststoffen entfällt die Notwendigkeit einer Luft- oder Wasserkühlung« was dazu beiträgt, die Sicherheit und Zuverlässigkeit im Betrieb zu erhöhen und die Wärmeverluste herabzusetzen.

Die vorliegende Erfindung beseitigt also in hohem Grad alle Nachteile der Elektro- und Flammöfen mit tiefer Sohlaokenwanne.

Infolg· der Herabsetzung der Wärmeverluste als Ergebnis der Verwendung von schlaokenbeständigen Feuerfeststoffen, ist es möglich das Verfahren, entsprechend der vorliegenden Erfindung, für ein kontinuierliches Abschlecken uuch bei Öfen mit kleiner Schlackenbildung anzuwenden.

Das Verfahren und die Einrichtung verbessern außerdem die Arbeitsbedingungen in elitärer und hygfenisoher Hi η eicht.

Obwohl nur eine Verwirklichungsmbglichkeit der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und beschrieben ist, soll darauf hingewiesen werden, daß sie auf keinen Fall nur auf die

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Einzelteile dieser Ausführung beschränkt ist, sondern im Rahmen der vorgeschlagenen Ansprüche modifiziert werden kann.

ERGEBNISSE VON BETivIEBSPKÜFUNGEN Bei den durchgeführten Betriebsprüfungen der erfindungsgemäßen Verfahren und Einrichtung wurden die Kennwerte Kupfergehalt

der Schlacken und Größe der mit der Schlacke mechanisch mitge-

rissenen Steintropfen verglichen, die bei kontinuierlichem und *

,periodischem Schlackenabstich bestimmt wurden. Es wurde dabei festgestellt, daß der Kupfergehalt der Schlacke beim kontinuierlichen Schlackenabstich entsprechend der Erfindung, um 15 bis 20 i» kleiner ist als,beim periodischen Schlackenabstich.

Be wurde festgestellt, daß 95 bis 99 i» der mechanisch Mitgerissenen Steintropfen beim periodischen Schlackenabstich eine Größe von Über lOOjura haben. In den Schlacken, die beim kontinuierlichen Abstich erhalten wurden, wurden solche große Steintropfen nicht festgestellt. Das Prüfverfahren bestand in A mikroskopischen Beobachtungen von Schliffen von schnei], abgekühlten Sohlackenproben.

Die Aueflußgeschwindigkeit der Schlacke durch den geneigten Kanal der Einrichtung zum kontinuierlichen Schlackenabstich betrug 6 bis 8 mm/sec.

BAD ORIGINAL

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Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Schlackenabstich von Elektro- und Flammöfen, die mit einer tiefen Sehlackenwanne betrieben werden, dadurch gekennzeichnet daß man die Schlacken vom Ofen durch einen gedeckten Kanal, der geneigt ist, und zwar von der Höhe der ruhigen Schlackeηschicht im Inneren des Ofens aus, aufwärts zu der Oberfläche der Schlacke, außerhalb des Ofens kontinuierlich absticht, wodurch eine verminderte Geschwindigkeit der genannten Schlacke erreicht und das Niveau der Schlacke innerhalb des Ofens kontrolliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die genannte Schlacke durch den genannten lenel alt einer Geschwindigkeit eueflieBen lÄöt, die 10 oa/eec nicht übersteigt.

3. Verfahren nach An epr uch 1, dadurch g e k ~e" ίγ ίτ zeichnet, daß man die Schlacke sich im genannten Kanal aufwarte bewegen läßt, während die mitgerissenen Stein- und Metalltropfen abwärt· sinken.

4. Verbesserte Konstruktion eines Elektro- oder Flammofens mit tiefer Schlackenwanne zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch einen Ofenboden, eine vertikale Wand, die auf dem genannten Ofenboden errichtet ist, wobei die genannte vertikale Wand einen gedeokten, aufwärts geneigten Kanal (1) hat, der einen unteren Einlauf (2) und einen oberen Auslauf hat, wobei der genannte Ofen teilweise.mit Schlacke und Stein gefüllt ist und der genannte Einlauf sich in der Höhe der ruhigen Schlaoken-

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schicht, über der oberen Oberfläche des Steins befindet, und der genannte Auslauf sich in der Höhe der oberen Sehlackenoberfläche befindet, wobei der genannte gedeckte geneigte Kanal mit Schlacke gefüllt ist, die durch ihn fließt, wobei ihre geringe DurchfluQgeschwindigkeit von ihm bestimmt wird.

5. Verbesserte Konstruktion nach Anspruch 4, dadurch geke nnze ichnet, daß sie eine Schwelle (5) aufweiet, die aus gestampfter Feuerfestmasse geformt ist uad sich in der Nähe des genannten Auslaufe befindet, wobei die Höhe der genannten Schwelle (5) das Hiveau, von dem aus die Schlakke auB dem Ofen entnommen wird, von einer Schicht, wo die Sohlakkenbilducge- und die Steinbildungeprozesse abgeschlossen sind, kontrolliert.

6. Verbesserte Konstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände dee genannten Kanals auο schlackeηbeständigen Feuerfeststoffen (2) geformt sind, die aus Korunds, Graphit oder einer Kombination desselben bestehen.

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