DE1932161A1

DE1932161A1 - Adjusting the height of the slag column in a - cupola furnace during smelting

Info

Publication number: DE1932161A1
Application number: DE19691932161
Authority: DE
Inventors: Kruetzner Dipl-Ing Fritz
Original assignee: STRICO GES fur METALLURG und
Current assignee: STRICO GES fur METALLURG und
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1971-01-07

Abstract

Iron and slag flows off continuously from the furnace through channels. The height of the slag column in the furnace is determined by the counter pressure occurring outside the furnace chamber by the discharged iron and/or slag. The counter pressure in the furnace, which is overcome by the slag and gas in the furnace, is varied outside the furnace frame during the furnace operation. Spec. the degree of saturation of molten iron in the furnace is thus altered.

Description

"Verfahren zur veranderbaren Einstellung der Höhe der Schlackensäule im Kupolofen während des Schmelzbetriebes" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur veränderbaren Einstellung der Höhe der Schlackensäule im Kupolofen während des Schmelzbetriebes. "Method for the adjustable adjustment of the height of the slag column in the cupola during the smelting operation "The invention relates to a method for adjustable adjustment of the height of the slag column in the cupola furnace during the Melting shop.

Es sind Kupolöfen bekannt, bei denen an den unteren Teil des Ofenschachtes eine siphonartige Einrichtung angebaut ist, die mit dem unteren Teil des Ofeninneren durch einen Kanal verbunden ist, durch den das Eisen und die Schlacke aus dem Ofen abgeführt und außerhalb des Ofens in dem Siphonbehälter getrennt und hieraus auch getrennt abgefUhrt werden. Ebenso ist ein Ofen mit dem Schacht vorgelagertem Sammelraum für Eisen und Schlacke bekannt, aus dem Eisen und Schlacke dauernd in verschiedenen Richtungen abfließen, wobei der mit einem Schlackenabf lußkanal versehene Sammelraum mit dem Schacht durch einen zur Schachtsohle führenden siphonartig wirkenden Kanal verbunden ist, während von seinem Grund aus ein ebenfalls siphonartig wirkender Kanal zum Abführen des reinen Eisens nach oben führt (DRP 480 087).There are known cupolas in which the lower part of the furnace shaft a siphon-like device is attached to the lower part of the furnace interior connected by a duct through which the iron and slag from the furnace discharged and separated outside the furnace in the siphon container and from this too be discharged separately. There is also a furnace with a collecting space in front of the shaft known for iron and slag, from which iron and slag continuously in different Flow directions, the collecting space provided with a slag discharge channel with the shaft through a siphon-like channel leading to the bottom of the shaft is connected, while from its base it is also a siphon-like one Channel for discharging the pure iron leads upwards (DRP 480 087).

Man hat auch die Abführung von Eisen und Schlacke aus dem Kupolofengestell bereits so gelöst,' daß für das Eisen einerseits und für die Schlacke andererseits getrennte siphonartige Abführvorrichtungen an dem unteren Teil des Ofens angebaut sind.One also has the removal of iron and slag from the cupola frame already solved in such a way that for the iron on the one hand and for the slag on the other separate siphon-like evacuation devices attached to the lower part of the furnace are.

Ferner ist ein Kupolofen mit Snmmelgefß für Eisen und Schlacke bekannt, welches mit dem unteren Teil des Ofenschachtes durch eine öffnung für den Durchtritt von flüssigem Eisen, Schlacke und Ofengasen aus dem Kupolofen verbunden ist, wobei der Gasraum des Sammelgefäßes mit der Brenrikanaar eine. Winderhitzers mittels eines Gaskanals verbunden ist und dem Sammelgefäß seinerseits eine siphonartige Einrichtung zum kontinuierlichen Abziehen von Eisen und Schlacke vorgeschaltet ist. Dabei ist in den Gaskanal zwischen dem Sammelgefäß und dem Winderhitzer eine Drosselvorrichtung eingebaut, mittels deren die durch die vorgenannte Öffnung durchtretende Ofengasmenge geregelt werden kann.Furthermore, a cupola furnace with a collecting vessel for iron and slag is known, which with the lower part of the furnace shaft through an opening for the passage of liquid iron, slag, and furnace gases from the cupola furnace, being the Gas space of the collecting vessel with the Brenrikanaar one. Heater is connected by means of a gas channel and the collecting vessel in turn a siphon-like Device for the continuous removal of iron and slag is connected upstream. There is a throttle device in the gas channel between the collecting vessel and the heater installed, by means of which the amount of furnace gas passing through the aforementioned opening can be regulated.

Unter Verwendung dieser vorgenannten grundsätzlichen Anordnungen ist eine Anzahl weiterer Lösungen bekannt, die sich aber im wesentlichen hiervon nur konstruktiv unterscheiden, jedoch kein andersartiges prinzipielles Verfahren zulassen.Using these aforementioned basic arrangements is a number of other solutions are known, but essentially only differ from them differ constructively, but do not allow any other kind of principle method.

Das bedeutet, daß sich bei allen vorbekannten Lösungen ii Ofenschacht eine bestimmte Höhe des Schlackenspiegels einstellt, die von der konstruktiven Gestaltung der siphonartigen Einrichtungen abhängig ist, und dementsprechend während des Schmelzbetriebes nicht mehr verändert werden kann. Lediglich bei Kupolöfen mit geschlossener Gicht kann man durch Drosselung der oben aus dem Öfenschacht abgeführten Gasmenge die Schlackenhöhe ii Ofen beeinflussen. Die mitten Kupolofen werden aber heute nicht mit geschlossener Gicht, sondern mit offener Gicht betrieben.This means that with all previously known solutions ii furnace shaft sets a certain height of the slag level, which is determined by the structural design of the siphon-like devices is dependent, and accordingly during the melting operation can no longer be changed. Only in cupolas with a closed furnace by throttling the amount of gas discharged from the top of the furnace shaft, the Affect slag height ii furnace. The middle of the cupola furnace won't be today operated with closed gout, but with open gout.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu entwickeln, beidem unter Verwendung siphonartiger Abführeinrichtungen ftir das Eisen und die Schlacke aus da Kupolofen während des Schmelzbetriebes die Schlackenhöhe im Kupolofen verändert werden kann, ohne daß die Notwendigkeit besteht, den Kupolofen zwischenzeitlich außer Betrieb zu setzen, um die konstruktiven Merkmale, d.h. insbesondere die überlaufhöhen von Eisen und Schlacke aus dem Sammelraum des Siphons zu andern.The invention is therefore based on the object of providing a method develop both using siphon-like discharge devices for the iron and the slag from the cupola furnace during the smelting operation, the slag height can be changed in the cupola without the need to change the cupola put out of operation in the meantime in order to improve the structural features, i.e. in particular to change the overflow heights of iron and slag from the collecting space of the siphon.

Ein Bedürfnis zu einer solchen Änderung der Schlackenhöhe M Ofen besteht deshalb weil durch die Schlackenhöhe im Ofen die Analyse der erschmolzenen Eisens beeinflußt wird.There is a need for such a change in the slag height M furnace because of the slag level in the furnace the analysis of the molten iron being affected.

Die Erfindung besteht nun in dem Vorschlag, eine Veränderbarkeit der Einstellung der Höhe der Schlackensäule im Kupolofen während des Schmelzbetriebes - wobei Eisen und Schlacke ständig über einen oder mehrere siphonartig wirkende Kanäle aus dem Ofen abfließen - dadurch zu ermöglichen, daß der durch die Ofenschlacke und das Ofengas im Ofeninneren zu überwindende, sich durch den außerhalb des Ofenraumes, d.h.im Sammelbehälter des Siphons einstellende, Gegendruck im Eisen und/oder Schlackenabfluß während des Ofenbetriebes außerhalb des Kupolofengestells verändert wird.The invention consists in the proposal, a changeability of the Adjustment of the height of the slag column in the cupola furnace during the Melting plant - with iron and slag constantly over one or more siphon-like Acting channels flow out of the furnace - thereby enabling the through the Furnace slag and furnace gas to be overcome inside the furnace through the outside of the furnace chamber, i.e. in the collecting tank of the siphon, the counter-pressure in the iron and / or slag outflow during furnace operation outside the cupola furnace frame is changed.

Diese Veränderung des Ofendruckes kann erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß dem an den siphonartig gestalteten Abflußkanal des Kupolofens angebautengeschlossenenVorherd, aus dem seinerseits Eisen und Schlacke kontinuierlich abgeführt werden Druckgas zugeführt wird.According to the invention, this change in the furnace pressure can be effected by that the closed front hearth attached to the siphon-like drainage channel of the cupola furnace, from which, in turn, iron and slag are continuously removed pressurized gas is fed.

Im weiteren Ausbau der Erfindung kann der Gasdruck im Vorherd über einen Regler stets so eingestellt werden, daß die Differenz zwischen dem Gasdruck im Ofen und dem Gasdruck im Vorherd auf einem vorzubestimmenden Sollwert konstant gehalten wird Anstatt einen an den siphonartig gestalteten Auslußkanal des Kupolofens angebauten geschlossenen Vo#herd zu verwenden, kann man zur Verwirklichung des Grundgedankens der Erfindung auch Eisen und Schlacke zunächst in einem an den Ofen angebauten Siphon trennen und die Schlacke aus diesem Siphon direkt abfließen lassen, während das Eisen in eine an den Siphon angebaute Strömungsdrossel fließt wird ur Veränderung des Gegendruckes die Ausflußmündung der an den Siphon angebauten Strömungsdrossel unter den Badspiegel eines vertikal beweglichen überlaufgefäßes tauchen.In the further development of the invention, the gas pressure in the forehearth can be over a regulator can always be set so that the difference between the gas pressure in the furnace and the gas pressure in the forehearth constant at a predetermined setpoint Instead of a siphon-like outlet channel of the cupola furnace is held Using an attached closed stove can help to realize the basic idea of the invention also iron and slag initially in a siphon attached to the furnace separate and drain the slag from this siphon directly while the Iron flowing into a flow restrictor attached to the siphon will cause a change of the back pressure, the outflow opening of the flow restrictor attached to the siphon submerge under the bath level of a vertically movable overflow vessel.

Wenn man Eisen und Schlacke innerhalb des Kupolofens trennen will, kann man in Abwandlung dieser Lösung auch Eisen und Schlacke durch a getrennt angebaute Siphon# einerseits für das Eisen und andererseits für die Schlacke innerhalb des Kupolofens trennen und zur Veränderung des Gegendruckes die Ausflußmündung der dann an den Schlackensiphon anzubauenden Strömungsdrossel unter den Badspiegel eines vertikal oder annähernd vertikal beweglichen Überlaufgefäßes tauchen.If you want to separate iron and slag inside the cupola, In a modification of this solution, iron and slag can also be grown separately by a Siphon # on the one hand for the iron and on the other hand for the slag within the Disconnect the cupola and change the back pressure Outflow mouth the flow restrictor then to be attached to the slag siphon under the bath level a vertically or almost vertically movable overflow vessel.

Die Druckhöhe der Strömungsdrossel kann dadurch geändert werden, daß dem als geschlossenen Raum über der Strömungsdrossel ausgebildeten Bereich über der Badoberfläche Druckgas zugeführt wird.The pressure level of the flow restrictor can be changed in that the area designed as a closed space above the flow restrictor pressurized gas is supplied to the bath surface.

Diesen letztgenannten Erfinduntsgedanken kann man sinngemäß auch zur Regelung der Schlackenhöhe im Vorherd anwenden.This last-mentioned idea of the invention can also be used analogously Use control of the slag height in the forehearth.

Die Grundlagen der Erfindung und die Erfindung selbst sollen nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.The principles of the invention and the invention itself are set forth below will be explained in more detail with reference to a drawing.

Fig. la zeigt eine an den unteren Teil des Kupolofens angebaute siphonartige Einrichtung zum Trennen von Eisen und Schlacke außerhalb des Kupolofens, wie sie zum vorbekannten Stand der Technik gehört.Fig. La shows a siphon-like built on the lower part of the cupola Means for separating iron and slag outside the cupola like them belongs to the known state of the art.

In Fig. lb ist dargestellt, wie für Eisen und Schlacke getrennte siphonartige Einrichtungen zum getrennten Abführen von Eisen und Schlacke, die hierbei innerhalb des unteren Ofenraumes voneinander getrennt werden, ebenfalls zum vorbekannten Stand der Technik gehören.In Fig. Lb is shown how separate siphon-like for iron and slag Devices for the separate removal of iron and slag, which are here within of the lower furnace chamber are separated from each other, also to the previously known state belong to technology.

In Fig. 2a ist eine Einrichtung dargestellt, wie sie zur Durchführung des Grundgedankens der Effindung unter Verwendung eines über einen siphonartig gestalteten gemeinsamen Abflußkanal für Eisen und Schlacke an den unteren Ofenteil angebauten Vorherdes geeignet ist.In Fig. 2a a device is shown as it is for implementation of the basic idea of the invention using a siphon-like design common drainage channel for iron and slag attached to the lower part of the furnace Forehearth is suitable.

Fig. 2b zeigt eine Einrichtung in abgewandelter Form unter Verwendung einer Strömungsdrossel.Fig. 2b shows a device in a modified form in use a flow restrictor.

Fig. 2c zeigt eine Zusatzeinrichtung, die teilweise den Schnitt a - ader Fig. 2b wiedergibt, wobei an den Schlackenüberlauf des Siphongefäßes nochmals ein Siphon angebaut ist.Fig. 2c shows an additional device which partially the section a - ader Fig. 2b reproduces, with the slag overflow of the siphon vessel again a siphon is attached.

In der Fig. la ist an den unteren Teil des Kupolofens 1 über eine Durchflußöffnung 2 die siphonartige Einrichtung 3 angebaut. Aus dem Siphon läuft das Eisen durch den Kanal 4 über die Oberkante E dieses Kanals ab, während die Schlacke durch den Schlackenüberlauf 5 mit der überlaufkante S abläuft.In Fig. La is to the lower part of the cupola 1 via a Flow opening 2, the siphon-like device 3 is grown. Runs out of the siphon the iron through the channel 4 over the upper edge E of this channel, while the slag runs through the slag overflow 5 with the overflow edge S.

Die Fig. la soll zur Erörterung des Druckgleichgewichtes eines Kupolofens bei Verwendung eines Siphons dienen, der zur Trennung von Schlacke und Eisen außerhalb des Kupolofens die, wie es zum vorbekannten Stand der Technik gehört.Fig. La is intended to discuss the pressure equilibrium of a cupola furnace If a siphon is used, it is used to separate the slag and iron outside of the cupola furnace as it belongs to the prior art.

Wegen der Gleichgewichtsbedingungen γE . hE = γS . hSO + PO mit µE = spezifisches Gewicht des Eisens µ E = pezifisches Gewicht der Schlacke hE = Druckhöhe des flüssigen Eisens im Siphon PO = Überdruck der Ofengase stellt sich im Ofen eine Schlackensäule von der Höhe h50 = . -- hE PO ein.Because of the equilibrium conditions γE. hE = γS. hSO + PO with µE = specific weight of the iron µ E = specific weight of the slag hE = pressure level of the liquid iron in the siphon PO = overpressure of the furnace gases In the furnace there is a column of slag with a height of h50 =. - hE PO a.

r6 Damit hängt die Höhe hSO der Schlackensäule im Ofen von einem durch konstruktive Abmessungen gegebenen hE als Maß zwischen Oberkante des Abflußkanals 2 und Oberkante E des Eisenablaufkanals 4 ab. Das Eisen und die darüberliegende Schlackenschicht im Siphon 3 halten zusammen ebenfalls dem Wert he .γE das Gleichgewicht. Diese Verhältnisse können während des Betriebes, weil sie durch die Konstruktion der Einrichtung festgelegt sind, nicht mehr systematisch geändert werden. r6 This means that the height hSO of the slag column in the furnace depends on one hE given by the structural dimensions as the dimension between the upper edge of the drainage channel 2 and upper edge E of the iron drainage channel 4. The iron and the one above it Slag layer in siphon 3 together also hold the value he .γE das Balance. These relationships can occur during operation because they are affected by the The construction of the facility are fixed and can no longer be systematically changed.

Die Darstellung in der Fig. lb dient der Erörterung des Druckgleichgewichtes eines Kupolofens, bei dem zwei getrennt angeordnete Siphons zu einer Trennung von Schlacke und Eisen bereits im Kupolofen führen.The illustration in FIG. 1b serves to discuss the pressure equilibrium a cupola furnace in which two separately arranged siphons are used to separate Feed slag and iron in the cupola furnace.

An det Kupolofen 1 ist hierbei einerseits der Eisensiphon 6 und andererseits der Schlackensiphon 7 angebatt. Das Eisen fließt durch den Eisenabflußkanal 8 mit der Oberkante AE und die Schlacke durch den Abflußkanal 9 mit der Oberkante AS aus dem unteren Teil des Kupolofens ab. Nun stellt sich analog zu den Erörterungen zu Fig. la wegen der Gleichgewichtsbedingung hS . γS = hSO . γS + PO mit h5 - Druckhöhe der flüssigen Schlacke im Schlackensiphon die Schlackenhöhe hSO im Ofen zu hSO = hS -γS ein und hängt damit ebenfalls von den konstruktiven Abmessungen ab, die während des Betriebes nicht systematisch geändert werden können.At det cupola 1 is here on the one hand the iron siphon 6 and on the other hand the slag siphon 7 attached. The iron flows with it through the iron drainage channel 8 the upper edge AE and the slag through the drainage channel 9 with the upper edge AS the lower part of the cupola. Now it turns out to be analogous to the discussions Fig. La because of the equilibrium condition hS. γS = hSO. γS + PO with h5 - pressure height of the liquid slag in the slag siphon the slag height hSO im Furnace to hSO = hS -γS and thus also depends on the structural dimensions that cannot be systematically changed during operation.

Diese Abhängigkeit von, konstruktiven Abmessungen muß auch insofern als Nachteil angesehen werden, als Druckschwankungen der Ofengase zu einem Pendeln der Schlackensäuie um ihre rechnerisch auf einen mittleren Ofengasdruck PO fixierte Ruhelage führer. Als weiterer Nachteil dieser Einrichtungen ist anzusehen, daß die Druckhöhe hE des Eisens im Eisensiphon und h5 der Schlacke im Schlackensiphon in ihren maximalen Abmessungen durch die Bedingung begrenzt wird, daß die Ofenschlacke bei Ofenstillständen mit PO = 0 nicht in die Windformen steigen darf, während sie in ihren minimalen Abmessungen durch die Bedingung begrenzt sind, daß die Ofengase bei Eintreten maximalen Ofendrucke PO = Pmax nicht aus dem Abflußkanal austreten dürfen. Schließlich ist ein weiterer -Nachteil darin zu sehen, daß die mit fortschreitender Betriebsdauer auftretenden Futterabbrände und Auswaschungen der Uberlaufhöhen sowie Abflußkanäle zu einer stetigen Verlagerung der Gleichgewichtshöhen führen.This dependence on, structural dimensions must also insofar can be viewed as a disadvantage, as pressure fluctuations of the furnace gases cause oscillation the slag column around its arithmetically fixed to a mean furnace gas pressure PO Rest position leader. Another disadvantage of these facilities is that the Pressure height hE of the iron in the iron siphon and h5 of the slag in the slag siphon in their maximum dimensions is limited by the condition that the furnace slag in the case of furnace shutdowns with PO = 0, may not climb into the wind forms while it are limited in their minimum dimensions by the condition that the furnace gases when the maximum furnace pressure PO = Pmax occurs, do not escape from the drainage channel to be allowed to. Finally, a further disadvantage is to be seen in the fact that with advancing Operating time occurring feed burns and washouts of the overflow heights as well Drainage channels lead to a steady shift in equilibrium heights.

Es ist, wie einqans bereits erwähnt, bekannt, daß bei Kupolöfen mit geschlossener Gicht der Überdruck der Ofengase PO durch Erhöhung von Leitungswiderständen im Abgaskanal systematisch gesteuert @@rden kann, womit Druckschwankungen ausgeglichen werden und die Schlackensäule h50 unter die Normalhöhe gesenkt werden kann, die sich ohne Beeinflußung des Ofengasdruckes ergeben wUrde. Ein Anheben der Schlackensäule über die genannte Normalhöhe ist jedoch bei diesen bekannten Anlagen bei laufendem Kupolofenbetrieb nicht möglich.As already mentioned, it is known that in cupolas with closed furnace the overpressure of the furnace gases PO by increasing the line resistance can be systematically controlled in the exhaust gas duct, which compensates for pressure fluctuations will and the slag column h50 can be lowered below normal, which can be achieved without Influencing the furnace gas pressure would result. A lifting of the slag column over however, the normal height mentioned is in these known systems when the cupola furnace is in operation not possible.

Es ist weiterhin bekannt, daß Eisen und Schlacke unmittelbar durch einen gemeinsamen Abflußkanal in einen an den Kupolofen angebauten, mit druckdicht verschließbarem Deckel versehenen Vorherd einlaufen und dort entweder mit einer Einrichtung nach Fig. la oder mit einer Einrichtung nach Fig. lb getrennt werden (DBP 1 131 363 und DAS 1 135 617). Die Höhe der Schlackensäule im Ofen ist dann in jedem Falle hSO - 0 und insofern konstant; da jedoch im Vorherdraum oberhalb des Schlackenspiegels der Druck der Ofengase herrscht, werden die geschilderten Nachteile vom Ofen in den Vorherd verlagert.It is also known that iron and slag pass through directly a common drainage channel in a built on the cupola, with pressure-tight forehearth provided with a closable cover and there either with a Device according to Fig. La or with a device according to Fig. Lb are separated (DBP 1 131 363 and DAS 1 135 617). The height of the slag column in the furnace is then in each case hSO - 0 and insofar constant; but there in the forehearth space above of the slag level, the pressure of the furnace gases prevails, the described Disadvantages moved from the furnace to the forehearth.

Schließlich ist bekannt, daß der Abf lußkanal, der in den vorbeschriebenen Vorherd einmündet, seinerseits siphonartig ausgebildet wird und der Druck der Ofengase über einen Abzweig vom Ofen in den Vorherdraum über dem Schlackenspiegel geleitet wird. Damit stellt sich entsprechend der überlaufhöhe hE des Abflußkanals vom Ofen in den Vorherd eine Schlackenslule h50 = E im Ofen ein, die von Druckschwankungen der Ofengase nicht beeinträchtigt werden kann. Hierbei können jedoch auch bei geschlossener Gicht keine systematischen Änderungen der Schlackensäule während des Ofenbetriebes bewirkt werden.Finally, it is known that the drainage channel in the above-described Forehearth opens, is in turn formed like a siphon and the pressure of the furnace gases via a branch from the furnace into the forehearth space above the slag level will. This corresponds to the overflow height hE of the discharge channel from the furnace in the forehearth a slag column h50 = E in the furnace, which is affected by pressure fluctuations the furnace gases cannot be impaired. However, this can also be done with a closed Gout no systematic changes in the slag column during furnace operation be effected.

Der grundsätzliche Erfindungsgedanke, den durch Ofenschlacke und Ofengas zu überwindenden Gegendruck zwecks Veränderung der Höhe der Schlackensäule im Kupolofen während des Betriebes durch außerhalb des Kupolofenraumes durchzuführende Maßnahmen zu verändern, führt nun im weiteren Ausbau der Erfindung zu zwei Möglichkeiten, die anhand der Fig. 2a und Fig. 2b erläutert werden.The basic idea of the invention, the furnace slag and furnace gas Counterpressure to be overcome in order to change the height of the slag column in the cupola furnace during operation by measures to be carried out outside of the cupola furnace room to change, now leads in the further development of the invention to two possibilities, which are explained with reference to FIGS. 2a and 2b.

In Fig. 2a ist der Vorherd 10 über den in Form eines Syphons 11 mit der tiberlaufhöhe hEo ausgeführten Ablaufkanal 12 an den Kupolofen 1 angebaut. Der Vorherd ist mit einem druckdichten Deckel 13 abschließbar. Durch den Kanal mit der Uberlaufhöhe hEO läuft sowohl Eisen als auch Schlacke in den Vorherd,sobald die Gleichgewichtsbedingung h50 . + Po # hEO erfüllt ist und solange im Vorherd kein Überdruck vorhanden ist.-Duroh Betätigeneines Magnetventils 14 wird nun ein Gasdruck in dem Vorherdraum über dem Schlackensipiegel hSV des Vorherdes eingestellt, bis sich ein Überdruck Pv eingestellt hat, der über eine Meßleitung 15 einer Regeleinrichtung 16 zugeleitet wird, Dadurch steigt der Schlackenspiegel hSO im Ofen, bis die Gleichgewichtsbedingung PO + γS . hSO # hEO . γE + PV erfüllt ist.In Fig. 2a the forehearth 10 is in the form of a siphon 11 with the overflow height hEo executed drainage channel 12 attached to the cupola furnace 1. Of the Forehearth can be locked with a pressure-tight cover 13. Through the canal with the Overflow height hEO runs both iron and slag into the forehearth as soon as the Equilibrium condition h50. + Po # hEO is fulfilled and as long as none in the forehearth Overpressure is present.-Duroh actuation of a solenoid valve 14 is now a gas pressure set in the forehearth space above the slag level hSV of the forehearth until An overpressure Pv has established itself, which via a measuring line 15 of a control device 16 is fed in, as a result of which the slag level hSO in the furnace rises until the equilibrium condition is reached PO + γS. hSO # hEO. γE + PV is fulfilled.

Bei Verwendung von Preßluft zur Erzeugung des Gasdruckes im Vorherd empfiehlt es sich, den Vorherd induktiv zu beheizen.When using compressed air to generate the gas pressure in the forehearth it is advisable to heat the forehearth inductively.

Bei Verwendung eines Gasbrenners zur Beheizung des Vorherdes kann man einen Gas-Druckbrenner verwenden und den Gasdruck im Vorherd durch Ausbildung des Magnetventils 14 zu einem Überdruckventil regeln.When using a gas burner to heat the forehearth can you use a gas pressure burner and the gas pressure in the forehearth by training of the solenoid valve 14 to regulate a pressure relief valve.

Im weiteren Ausbau der Erfindung wird vorgeschlagen, über eine Leitung 17 den Überdruck PO der Ofengase der Regeleinrichtung 16 zuzuführen und als Regelgröße R die Differenz (PV - P PO) = konst zu verwenden. Damit ist einerseits der Einfluß-von Schwankungen des Uberdruckes PO der Ofengase dadurch ausgeschaltet, daß bei steigendem PO der Vorherddruck PV automatischim selben Maße verringert, bei sinkendem PO der Vorherddruck PV automatisch entsprechend vergrößert wird, andererseits kann durch VorgabeWeines Sollwertes über einen Sollwertgeber 18 die Schlackensäule hSO im Ofen auf ein für den Ablauf der metallischen Reaktionen optimales Naß eingestellt werden.In the further development of the invention it is proposed via a line 17 to feed the overpressure PO of the furnace gases to the control device 16 and as a control variable R use the difference (PV - P PO) = const. On the one hand, there is the influence of Fluctuations in the overpressure PO of the furnace gases are eliminated by the fact that with increasing PO the forehearth pressure PV automatically decreases to the same extent as the PO decreases Forehearth pressure PV is automatically increased accordingly, on the other hand by Preset wine's setpoint via a setpoint generator 18, the slag column hSO in the furnace can be adjusted to an optimum wetness for the course of the metallic reactions.

In dem Maße, wie zur Erhöhung der Schlackensäule hSO im Ofen der Vorherdruck PV erhöht wird, sinkt die Schalckensäule hSV im Vorherd ab. Dieselben Gesetzmässigkeiten des statischen Druckes, die für den Ofen gelten, regulieren nunmehr analog die- Schlackensäule hSV im Vorherd. To the extent that the slag column hSO in the furnace is increased The pre-pressure PV is increased, the shell column hSV in the forehearth drops. The same The regularities of the static pressure that apply to the furnace now regulate analogous to the slag column hSV in the forehearth.

Es gilt: hSV . γB = hEV . γE - PV Damit besteht ein Zusammenhang zwischen Schlackensäule im Ofen und Schlackensäule im Vorherd, derart, daß hSV . γS = hEV . γE - hSO . γS - PO +γE - hEO γS - (hSV + hSO) = γE (hEV + hEO) - PO Über den Regler 16 wird nach dem vorgeschlagenen Verfahren die Höhe der Schlackensäule hSO im Ofen konstant gehalten, und nur die Höhe der Schlackensäule hsv im Vorherd folgt den Schwankungen des Über druckes PO der Ofengase über die Regelgröße R = (PV - PO) = konst. The following applies: hSV. γB = hEV. γE - PV There is a connection with this between the slag column in the furnace and the slag column in the forehearth, such that hSV. γS = hEV. γE - hSO. γS - PO + γE - hEO γS - (hSV + hSO) = γE (hEV + hEO) - PO About the controller 16 is according to the proposed Method kept constant the height of the slag column hSO in the furnace, and only that The height of the slag column hsv in the forehearth follows the fluctuations in the overpressure PO of the furnace gases via the controlled variable R = (PV - PO) = const.

V 0 Aus dem Vorherd l werden Eisen und Schlacke über einen angebauten Siphon 19 mit dem Eisenüberlauf 20 (Uberlaufhöhe hEV) und den Schlackenüberlauf 21 abgeführt. V 0 The forehearth 1 is converted into iron and slag via a built-on one Siphon 19 with the iron overflow 20 (overflow height hEV) and the slag overflow 21 discharged.

Man könnte auch zur Regelung der Schlackenhöhe hsv an den Vorherd 10 einen zweiten Vorherd anschließen. Dann könnte die 2. Vorherdkonstruktion auf eine künstliche Regelung verzichten-und unmittelbar mit dem Überdruck p0 der Ofengase in Verbindung gebracht werden. One could also control the slag height hsv to the forehearth 10 connect a second forehearth. Then the 2nd forehearth construction could open dispense with an artificial regulation - and directly with the overpressure p0 of the furnace gases be associated.

Nach Fig. 2b ist an den Kupolofen 1 unächst eine siphonartige Vorrichtung 22 mit dem Schlackenüberlauf 23 angebaut. In diesem tritt Eisen und Schlacke nach Uberwindung des Gegendruckes . hE ein. Während die Schlacke durch den Schlackenüberlauf 23 abfließt, tritt das Eisen in die Strömungsdrossel 24 ein. According to FIG. 2b, a siphon-like device is initially attached to the cupola furnace 1 22 grown with the slag overflow 23. This is followed by iron and slag Overcoming the counter pressure. hE a. While the slag through the slag overflow 23 flows away, the iron enters the flow restrictor 24.

Je nach der zufließenden Menge qz wird sich eine Druckhöhe h einstellen müssen, um der Kontinuitätsbedingung zu genügen. Depending on the inflowing quantity qz, a pressure head h will be established must in order to satisfy the continuity condition.

An der Mündung 25 der Strömungsdrossel 24 wird eine Strömungsgeschwindigkeit eintreten.A flow velocity is established at the mouth 25 of the flow throttle 24 enter.

Mit dem Undungsq'uersohnitt F fließt eine Menge ab. Wegen qa - qz betragt die erforderliche Druckhöhe h h = qz² 2g . 42 . F2 Ist je nach der Schmelzleistung des Ofens der Mündungsquerschnitt derartig dimensioniert, daß der Eisenspiegel um das Maß h' E über den Uberlauf E des Siphons steigt, dann ist der Gegendruck tE . (hE + h'E) zu überwinden.With the Undungsq'uersohnitt F a lot flows away. Because of qa - qz, the required pressure head is hh = qz² 2g. 42. F2 If, depending on the melting capacity of the furnace, the cross-section of the mouth is dimensioned in such a way that the iron level rises by the amount h'E over the overflow E of the siphon, then the counterpressure is tE. (hE + h'E) to overcome.

Entsprechend steigt der Schlackenspiegel hS im Kupolofen an.The slag level hS in the cupola increases accordingly.

Das flüssige Material fließt aus der Strömungsdrossel 24 in einen Auf fangbehälter 26, dessen t'berlaüf in einer Rinne 27 fortgesetzt ist, die um ein Gelenk 28 in der Vertikalebene drehbar angeordnet ist.The liquid material flows from the flow restrictor 24 into a On collecting container 26, the t'berlaüf is continued in a channel 27 that around a joint 28 is rotatably arranged in the vertical plane.

Durch eine Hubvorrichtung 29 kann die Mündung 25 der Strömungsdrossel 24 um ein gezieltes Maß #h unter den Badspiegel des Auffanggefäßes 26 getaucht werden. Dadutch entsteht in der Strömungsdrossel 24 ein verringertes Druckgefälle, das bei gleichbleibendem Zufluß zum Ansteigen ddr Badoberfläche in der Strömungsdrossel führt und damit den dutch den Innendruck des Ofens zu überwindenden Gegendruck vergroßert, im Extremfall um das Maß h', wobei unter Vernachlässigung geringer Änderungen des Geschwindigkeitskoeffizienten im allgemeinen#h' = #h gilt.The mouth 25 of the flow throttle can be opened by a lifting device 29 24 can be immersed under the bath level of the collecting vessel 26 by a specific amount #h. Dadutch creates a reduced pressure gradient in the flow throttle 24, which at constant inflow to increase the bath surface in the flow throttle leads and thus increases the counterpressure to be overcome by the internal pressure of the furnace, in the extreme case by the amount h ', neglecting slight changes in the Speed coefficients in general # h '= #h applies.

Der nunmehr zu überwindende Gegendruck beträgt γE - (hE + h'E +#h'). Entsprechend der Gleichgewichtsbedingung steigt die Schlackensäule h5 im Kupolofen 1 an. Um gegebenenfalls auftretenden Verstopfungen oder zu starkem iufluß begegnen zu können, ist die Strömungsdrossel 24 mit einem Überlauf 30 versehen, der so angeordnet ist, daß überlaufendes flüssiges Material in die Rinne 27 abläuft.The counterpressure now to be overcome is γE - (hE + h'E + # h '). According to the equilibrium condition, the slag column h5 im increases Cupola furnace 1 on. To avoid any blockages or excessive flow To be able to counteract, the flow throttle 24 is provided with an overflow 30, which is arranged in such a way that overflowing liquid material runs off into the channel 27.

Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Strömungsdrossel kann man den Raum über der Strömungsdrossel mit einem druckdichten Deckel abschlleßen, wobei auch der Ablauf 30 verschlossen und die Strömungsdrogsel 24 mit einem druckdichten Deckel 31 versehen werden muß und man durch Betätigen eines Magnetventiles 32 in der Leitung 33 Druckluft aufgeben kann. Dieses Verfahren ist jedoch bei Trennung von Eisen und Schlacke außerhalb des Kupolofens nur dann anwendbar, wenn die Überlaufhöhe der Schlacke im gemeinsamen Siphon ebenfalls verändert wird, um zu vermeiden, daß Eisen über den Schlackenüberlauf 23 der Fig. 2b austritt. Dazu wird die Zusatzeinrichtung in Fig. 2c vorgeschlagen, die teilweise den Schnitt a - a der Fig. 2b wiedergibt.The room can be used to increase the effectiveness of the flow restrictor Close off the flow restrictor with a pressure-tight cover, whereby also the outlet 30 is closed and the flow drug 24 with a pressure-tight cover 31 must be provided and one by actuating a solenoid valve 32 in the line 33 can supply compressed air. However, this method is in the case of separation of iron and Slag outside the cupola only applicable if the overflow height of the Slag in the common siphon is also changed to avoid getting iron exits via the slag overflow 23 of FIG. 2b. To do this, the additional device Proposed in Fig. 2c, which partially reproduces the section a - a of Fig. 2b.

Das mit dem Schlackenüberlauf 23 versehene Siphongefaß 22 der Fig. 2b wird durch einen Deckel 34 abgeschlossen und der Uberlauf 23 durch Einrichtung einer Scheidewand 35 seinerseits zu einem Siphon 36 mit dem Uberlauf 37 ausgebildet.The siphon vessel 22 of FIG. 2b is closed by a cover 34 and the overflow 23 by means a partition 35 in turn formed into a siphon 36 with the overflow 37.

Uber eine Leitung 38 kann der Druck, der im Raum über dem Badspiegel der Strömungsdrossel 24 herrscht, auf den Schlackenspiegel des Siphongeflßes 22 übertragen werden, 19 daß Iiinsichtlich des Verhältnisses zwischen Schlacke und Eisen im Siphongefäß 22 das ursprüngliche Gleichgewicht herrscht.Via a line 38, the pressure in the space above the bathroom mirror the flow throttle 24 prevails, on the slag level of the siphon flow 22 be transferred, 19 that Ii with regard to the ratio between slag and Iron in the siphon vessel 22 the original equilibrium prevails.

Der maxinale Gasdruck durch die Leitung 38 kann nur entsprechend der Höhe der schlacke im Uberlauf 37 eingestellt werden.The maximum gas pressure through the line 38 can only according to the The height of the slag in the overflow 37 can be adjusted.

In Kombination zu der ih Fig.2a beschriebenen Einrichtung wird ferner vorgeschlagen, die Strömungsdrossel 24 zur Steuerung der Überlaufhöhe des Vorherdeisenspiegels hEV einzusetzen.In combination with the device described in FIG proposed the flow throttle 24 to control the overflow height of the forehearth level to use hEV.

In Kombination zu der nach Fig. lb erläuterten Einrichtung zur Trennung von Elsen und Schlacke im Kupolofen kann auch die Strömungsdrossel zur Steuerung der Überlaufhöhe des Schlackenspiegels hS eingesetzt werden. Desgleichen kann die nach Fig. 2a beschriebene Einrichtung mit getrennt angeordneten Siphons nach Art der in Fig. lb erläuterten Einrichtung eingesetzt und mit Hilfe von Strömungsdrosseln die Überlaufhöhe der Vorherdschlacke und/oder die Überlaufhöhe des Vorherdeisens gesteuert- werden.In combination with the device for separation explained according to FIG Elsen and slag in the cupola furnace can also be controlled by the flow throttle the overflow height of the slag level hS can be used. The same can be said of the Device described according to Fig. 2a with separately arranged siphons according to Art the device explained in Fig. Lb used and with the help of flow restrictors the overflow height of the forehearth slag and / or the overflow height of the forehearth iron being controlled.

Entsprechend der bekannten Erscheinung, daß die nach diffuslons-klnetischen Gesetzmässigkeiten ablaufende Aufkohlung des flüssigen Eisens durch Bedeckung des Kokses im Kupolofengestell mit Schlacke verzögert wird, die Kieselsäurereduktion jedoch umso stärker wirksam wird, je höher die Schlackensäule im Kupolofengestell eingestellt ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung des Verhältnisses von Aufkohlung zu Kieselsäurereduktion angewendet werden. Insbesondere bei Umstellungen der Gattierung von hartem Eisen mit niedrigem Sättigungsgrad auf weiches Eisen mit hohem Sattigungsgrad ist es vorteilhaft, die Schlackenhöhe schlagartig abzusenken, im umgekehrten Bedarfsfall die flchlackenhöhe ansteigen zu lassen. Schließlich wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, der bekannten Erscheinung, daß nach dem mit Auskehlung des Gestells verbundenen zwischenzeitlichen Abstellen des Windes oder Drosseln der S¢hmelzlelstung ein Abfall an Kohlenstoffgehalt des flüssigen Eisens eintritt, durch Erniedrigen der Schlackensäule entgegenzuwirken.According to the well-known phenomenon that the diffuslons-clnetic Carburization of the liquid iron by covering the Coke in the cupola furnace frame is delayed with slag, the silica reduction however, the higher the slag column in the cupola frame, the more effective it becomes is set, the inventive method for setting the ratio from carburization to silica reduction can be applied. Especially when making changes the charging of hard iron with a low degree of saturation to soft iron with high degree of saturation, it is advantageous to suddenly lower the slag height, in the opposite case, to allow the surface height to increase. Finally will Proposed within the scope of the invention, the known phenomenon that after having Grooving of the frame associated intermittent shutdown of the wind or Throttling the smelting performance results in a drop in the carbon content of the liquid iron occurs to counteract by lowering the slag column.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Method for adjustable adjustment of the height of the slag column in the cupola during the smelting operation, with iron and slag constantly over drain one or more siphon-like channels from the furnace.

while the height of the slag column in the furnace is due to the outside of the furnace chamber adjusting counterpressure in the iron and / or slag drainage is characterized in that the furnace slag and furnace gas inside the furnace Counterpressure to be overcome during furnace operation outside of the cupola furnace frame is changed.

2.) Method according to claim 1, characterized in that the change of the back pressure to the siphon-like outflow channel of the cupola furnace attached closed forehearth, from which in turn iron and slag continuously are discharged, compressed gas is listed.

3.) Method according to claim. 2, characterized in that the gas pressure PV in the forehearth is always set via a controller so that the difference between Gas pressure PO in the furnace and gas pressure PV in the forehearth at a constant to be determined Setpoint is held.

4.) The method according to claim 1, characterized. That iron and slag are first separated in a siphon attached to the furnace the slag flows out of this siphon directly, while the iron flows into one of the Siphon-attached flow throttle flows and changes the back pressure Outflow fatigue of the flow restrictor attached to the siphon under the bath level a vertically movable overflow vessel is immersed.

5.) The method according to claim 1, characterized in that the separation iron and slag inside the cupola through two separately attached siphons takes place on the one hand for iron and on the other hand for the slag and for change of the back pressure, the outflow mouth of a flow restrictor attached to the slag siphon is immersed under the bath level of a vertically movable overflow vessel.

6.) Method according to claims 4 and 5, characterized in that that the pressure head of the flow restrictor is changed by the fact that the closed Space above the flow restrictor formed area above the bath surface pressurized gas is fed.

7.) The method according to claim 2, characterized in that the method according to claims 4, 5 and 6, mutatis mutandis, for regulating the slag height in the forehearth be applied.

8.) Application of the method according to one of claims 1 to 7 for Influence of the degree of saturation of the iron melted in the cupola furnace.