DE2234240A1

DE2234240A1 - Verfahren zum vorwaermen von schrott

Info

Publication number: DE2234240A1
Application number: DE2234240A
Authority: DE
Inventors: Josef Herzog; Hans Schoch
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1972-07-06
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1974-01-24
Also published as: CH553387A; US3837791A; JPS4964518A; NL7210525A

Description

P. 4612

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiζ Verfahren zum Vorwärmen von Schrott

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen von Schrott vor dem Einsetzen in einen Elektroschmelzofen, wobei der in einen Vorwärmkorb eingefüllte Schrott von in einem Brenner erzeugten heissen Gasen durchblasen wird, wonach ein Teil dieser Gase den Gasen vor dem Vorwärmkorb zugemischt wird.

Es ist bekannt, Schrott vor dem Einsetzen in den Elektroschmelzofen mittels heisser Gase vorzuwärmen, um elektrische Energie und Elektrodenwerkstoff zu sparen und um die Schmelzproduktion ohne wesentliche Erhöhung der Anlagekosten beträchtlich zu steigern. Der vorzuwärmende Schrott wird zu diesem Zweck in einen Korb,., der mit einem gasdurchlassenden Boden versehen ist, eingefüllt und von den heissen Gasen durchblasen. Dabei wird mittels eines Gebläses Luft angesaugt, in dem Brenner erhitzt und - zur Erhöhung des Wirkungsgrades mit umgewälzten Gasen gemischt - mittels eines Saugventilators durch den -Vorwärmkorb gesogen, wonach die Gase zum Teil in die Atmosphäre entweichen und zum Teil umgewälzt werden. "■■"·-

De-r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad der Vorwärmung durch optimale, automatisierbare Prozessführung zu

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steigern und gleichzeitig die Schwefelsäurebildung im Schrott zu vermindern. Dabei soll berücksichtigt sein, dass sich nicht nur die Qualität des Schrottes (Raumgewicht, spezifische Oberfläche und Wärmeleitfähigkeit innerhalb einer Schrottfüllung) von Füllung zu Füllung ändern kann, sondern dass auch die Ge- ■ wichte der Füllungen Schwankungen unterliegen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorwärmung in zwei Zeitintervallen geschieht, wobei während mindestens eines ersten Abschnittes des- ersten Zeitintervalles die Brenner-

leistung auf einen hohen Wert ungeregelt eingestellt wird und wobei während des zweiten Zeitintervalles, der nach Erreichen einer vorbestimmten Temperatur am Boden des Vorwärmkorbes oder der Gase am Austritt aus dem Vorwärmkorb beginnt, die Brennerleistung in Abhängigkeit der Austrittstemperatur derart beeinflusst wird, dass diese einen für den Korbboden noch zulässigen Wert erreicht, und dass während des ersten Zeitintervalles und während eines mit dem zweiten Zeitintervall endenden Abschnittes die Temperatur der .erhitzten Gas^e am Eintritt in den Vorwärmkorb auf einen vorbestimmten, maximal zulässigen Wert durch Beeinflussen der Menge der zuzumischenden Gase geregelt wird.

Unter Berücksichtigung der Randbedingungen, dass die Temperatur des Schrottes nirgends so hoch wird, dass Schrotteile zusammensintern können, und ferner, dass die Austrittstemperatur der Gase nie so hoch wird, dass der Boden und die nachgeschalteten Anlag-eteiie Schaden erleiden, kann durch das Auflösen des Vorwärmprozesses, in zwei Zeitintervalle der Schrott in kürzerer Zeit auf einen

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höheren Wärmeinhatt gebracht werden als bisher, wobei zugleich trotz unterschiedlichen Füllgewichten und unterschiedlicher Schrottqualität die spezifische "Wärmeaufnahme innerhalb der je Füllung gegebenen Vorwärmperiode gleichmässiger wird. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird die Schrottfüllung ausserdem rasch aus dem Temperaturbereich herausgebracht, in dem Schwefelsäure kondensieren kann. Schlie.ssl.ich lässt sich das' Verfahren auf einfache Weise automatisieren.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird während des ersten Abschnittes des ersten Zeitintervalles die Leistung des Brenners auf dessen Höchstwert eingestellt und während des zweiten Abschnittes dieses Inteivalles, der nach Erreichen einer vorbestimmten, vom Taupunkt der Gase am Austritt des Vorwärmkorbes abhängigen Temperatur beginnt, die Brennerleistung auf einen zwischen 60 und 90$ der Höchstleistung liegenden Wert eingestellt.- Hierdurch wird das Vorwärmverfahren insofern verbessert, als die Zeitdauer der Taupunktuntersehreitung weiter verkürzt wird, wobei sich gleichzeitig die im Schrott speicherbare Wärmemenge steigern lässt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemässen Verfahrens \tfird während des Abschnittes des zweiten Zeitintervalles, der zwischen dem ersten Zeitintervall und dem mit dem zweiten Zeitintervall endenden Abschnitt liegt, die Menge der zuzumisehenden Gase auf das Maximum erhöht. Hierdurch wird die in die oberen Schichten der Schrottfüllung eingebrachte Wärme in optimaler Weise gegen den Boden des Vorwärm-

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korbes hin verschoben, wodurch sich die gespeicherte Wärmemenge weiter erhöhen lässt.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich ferner dadurch wirtschaftlicher gestalten, dass die aus dem Vorwärmkorb austretenden Gase durch Einspritzen von Wasser gekühlt werden. Diese "Wassereinspritzung erlaubt es, für den Saugventilator leichtere Temperaturbedingungen und damit grössere Betriebssicherheit zu schaffen. Es wird dadurch auch möglich, einen preislich' günstigeren Saugventilator zu verwenden, ohne dass das Heissgasgemiseh-mehr Sauerstoff enthalten würde, als dies bei einer Zugabe von Kühlluft der Fall wäre..

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in Ansieht eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens und Fig. 2 ein Schaltschema für die Steuerung der Anlage nach Fig. L.

Gemäss Fig. 1 ruht auf einem Gestell 1 ein mit Schrott gefüll-. ter, im Grundriss runder Vorwärmkorb 3, der einen Stahlmäntel 4 und eine keramische Auskleidung 5 aufweist. An dem Mantel 4 ist ein Tragring 6 befestigt, der zwei diagonal einander gegenüberliegende radiale Zapfen 7 aufweist, mittels denen der Korb 3 mit einer nicht dargestellten Tragvorrichtung vom Gestell 1 abgehoben und tranaportiert werden kann. Der Boden des Vorwärmkorbes 3 wird von schwenkbaren radialen Roststäben 11 gebildet. Jeder Roststab ist an einer horizontalen Achse 10 arigelenkt, die in einer entsprechenden Ausnehmung am unteren Ende der Auskleidung 5 angebracht ist. In der gezeichneten Stellung werden die Roststnlv ill

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.durch eine um ihre freien Enden geschlungene Kette 12 zusammengehalten.

Am -oberen Rand des Gestelles 1 ist ein sich nach unten verjüngender Blechkonus 35 befestigt, dessen unteres Ende durch einaiBoden 37 verschlossen ist, der mittels Hebelverschlüssen 36 am Konus 35 gehalten ist. Am Konus 35 ist eine Leitung 38 angeschlossen, die einen Saugventilator 39 aufweist, mit dem die aus dem Vorwärmkorb 3 unten austretenden. Gase abgesaugt werden. Die Leitung 38 gabelt sich hinter dem Ventilator 39 in zwei Abschnitte 41 und-42. Der Abschnitt 42 ist mit einem nicht dargestellten Kamin verbunden, wogegen der Abschnitt 41 zu einem ringförmigen Gasverteilkasten 25 führt. An der Gabelstelle ist in der Leitung 38 eine Verteilklappe 53 angeordnet, die über einen Servomotor 54 betätigt wird. Vor dem Saugventilator 39 ist in der Leitung 38 eine Klappe 45 vorgesehen, die von einem Servomotor 46 betätigt wird. Der Servomotor erhält einen Sollwert für die Stellung der Klappe 45 über eine Signalleltung 90, die von einem Punkt 95 ausgeht, dessen Funktion später in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wird. Zwischen der Klappe 45 und dem· 'Konus 35 ist in der Leitung 38 ein Temperaturfühler 47 sowie eine Wassereinspritzdüse 51 zur Kühlung der Gase vorgesehen. Die Düse 51 ist mit einer Wasserleitung 49 verbunden, in der ein Ventil 50 vorgesehen ist, das -in Abhängigkeit der vom Fühler 47 gemessenen Temperatur über einen Regler 48 verstellt wird.

Oberhalb des auf dem Gestell 1 ruhenden Vorwärmkorbes 3 ist ein Heissgaserzeuger 16 angeordnet. Er weist einen Stahlmantel 17 mit einer keramischen Auskleidung 18 auf, die einen zylindrischen Ver-

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brennungsraum 19 begrenzt. Am oberen Ende des Verbrennungsräume s 19 ist ein eine Düse aufweisender Brenner 21 angebracht, der von einer Drallvorrichtung 22 umgeben ist. Die Drallvorrichtung befindet sich am unteren Ende eines in den Verbrennungsraum 19 mündenden Luftzuführungsrohres 23, so dass die Drallvorrichtung der zuströmenden Verbrennungsluft bein Eintritt in den Raum 19 eine Drallbewegung erteilt. Im Luftzuführungsrohr 23 befindet sich ein Luftgebläse 60 und in Strö'mungsrichtung der Luft vor diesem Gebläse eine verstellbare Drosselklappe 62,~die von einem Servomotor 63 betätigt wird.-

Die obere Hälfte des Mantels 17 des Heissgaserzeugers 16 ist von dem ringförmigen Gasverteilkasten 25 umgeben, der über zwanzig Gaszumischrohre 26, die sich durch die keramische Auskleidung 18 erstrecken, mit dem Verbrennungsraum 19 in Verbindung steht. Ueber den Gasverteilkasten 25 und die Gaszumischrohre 26 wird also ein Teil der am unteren Ende des Vorwärmkorbes 3 abgesaugten Gase in den Verbrennungsraum geführt, wo sie sich mit den vom. Brenner 21 erzeugten heissen Gasen mischen. Der Rest der abgesaugten Gase entweicht über den Abschnitt 42 und den Kamin in die Atmosphäre. Am unteren Ende des Verbrennungsraumes 19 ist eine Druckmessleitung 31 angeschlossen, die zu einem Messgerät 32 führt, das über einen Regler 55 mit dem die Verteilklappe 53 betätigenden Servomotor 54 verbunden ist.

Für die Zufuhr von Brennöl zum Brenner 21 ist eine Leitung 69 vorgesehen, die ein Ventil 68 aufweist, das von einem Regler 67 eingeqtellt wird. Dem Regler 67 wird ein die Brennölmenge wiedergebendes

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Signal als Istwert zugeführt, dass mit Hilfe _. einer Messblende 70 in der Leitung 69 und eines daran angeschlossenen Druekdifferenzmessorgans 71 gebildet wird. Ausserdem erhält der Regler 67 über eine Signalleitung 61 einen Sollwert für die Brennölmenge, der von einem Punkt 94 ausgeht, der ebenfalls weiter unten näher erläutert wird. Der vom Punkt 94 kommende Sollwert wird über eine Signalleitung 64 auch einem Regler 66 zugeführt, der den Servomotor 63 beeinflusst, der die Klappe 62 im Luftzufuhrrohr 23 verstellt. Als Istwert wird dem Regler 66 ein Luftmengensignal zugeführt, das. mit Hilfe eines am Luftzufuhrrohr 23 stromoberhalb der Klappe 62 angeschlossenen Druckdifferenzmessgerätes 65 gebildet wird,

Zwischen dem unteren Ende des HeIssgaserzeugers 16 und -dem oberen Ende des Vorwärmkorbes 3 1st ein Sing 75 vorgesehen, der - ähnlich wie der Vorwärmkorb 3 - mit zwei radialen Zapfen 76 versehen ist., um ihn anheben zu können, wobei er auf dem Hantel 17 gleitet» Am oberen Ende des Ringes 75 ist aussen eine läse 77·angebracht, die in der gezeichneten Stellung des Ringes 75 über eine Rolle 78 einen Sehalter 79 einschaltet., der mit einem Punkt 91 verbunden ist, dessen Funktion im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert "wird. Im unteren .Bereich des Ringes 75 ist'ein Kreuz 80 aus wärmebeständigem Metall vorgesehen. Im Schnittpunkt der Arme des Kreuzes 80 ist ein Temperaturfühler 81 angeordnet, der die .Eintrittstemperatur -C^l der Gase in den Vorwärmkorb 3 feststellt und ein entsprechendes Signal zu einem Tunkt 92 leitet. Ein weiterer Temperaturfühler 85 ist im Bereich des Gasaustrittes aus dem Vorwärmkorb vorgesehen, der ein'der Austrittstemperatur ^9*2 der Gase entsprechendes Signal zum Punkt 93 leitet. ,

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In Fig. 1 sind die Punkte 91 - 95 über einen strichpunktierten Linienzug miteinander verbunden. Eine entsprechende Linie ist in Fig. 2 als Rahmen für das Schaltschema eingezeichnet.

Gemäss Fig. 2 führen, vom Vierbindung spunkt 93, dem die Gasaustrittstemperatur λ/2 zugeführt wird, drei Leiter zu den Eingängen von drei Temperaturgrenzschaltern 101, 102, 103, die jeweils ein L-Signal abgeben, wenn das Eingangssignal HO⁰C, 16O⁰C bzw. 48O⁰C übersteigt. Das Aus gangs signal des Temperaturgranzs.chalters 101 führt zu einem Und-Glied 104. Das Ausgangssignal des Temperaturgrenzschalters 102 führt einerseits zu einem Oder-Glied 105 und andererseits - invers aufgeschaltet - zum Und-Glied 104. Das Ausgangssignal des Temperaturgrenzschalters 103 wird auf vier Zweige geführt. Der erste Zweig führt zu einem Relais 116, der zweite Zweig zu einer ersten Klemme eines Endschalters 107, der dritte Zweig zu einem Und-Glied 112, dem das Ausgangssignal des Schalters 103 invers aufgeschaltet ist, und der vierte Zweig zu einem Und-Glied 108.

Der Ausgang des Und-Gliedes 104 ist mit jener Eingangsklemme eines Potentiometermotors 110 verbunden, die einer Bewegung des mit dem Motor gekuppelten Potentiometerabgriffs 120 im Uhrzeigersinn zugeordnet ist. Der Ausgang des Oder-Gliedes 105 wirkt auf das Und-Glied 112, dessen Ausgang auf ein Relais .115 geschaltet ist. •Die zweite Klemme des Endschalters 107 ist mit jener Klemme des Potentiometermotors 110 verbunden, die einer Bewegung des Potentiometerabgriffs 120 im Gegenuhrzeigersinn zugeordnet ist. Der Endschalter 107 ist zum Potentiometerabgriff 120 des zugehörigen Motor-

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potentiometers 121 so angeordnet, dass er bei der Bewegung des Abgriffs 120 im Gegenuta?zeigersinn bei Erreichen der Nullstellung den Motor 110 abschaltet und damit die Bewegung_ des Abgriffs 120 selbsttätig unterbricht.

Der Abgriff 120 ist über eine nachgiebige Leitung mit einem Kontakt des Relais 115 verbunden. Vom Gegenkontakt des Relais 115 führt ein Leiter zu einer Leitung 122, die das mit dem Abgriff zusammenwirkende Motorpotentiometer 121 mit einem von Hand einstellbaren Potentiometer 1-23 verbindet. Die. beiden Potentiometer 123 und 121 sind in Serie zwischen eine an e'iner Klemme 124 eingegebenen Referenzspannung und Erde geschaltet.

Ausser den drei genannten Leitern führt vom Tunkt 93 ein vierter Leiter 130 zu einem Vergleichspunkt 131, in dem die Differenz zwischen dem Signal eines von Hand einstellbaren Signalgebers 132 und dem über den Leiter 130 zugeführten Temperatursignal r^2 gebildet wird. Der Ausgang des Vergleichpunktes 131 führt über einen ersten Kontaktsatz des Relais 116, der nur im erregten Zustand des Relais geschlossen ist, zu einem Regler 133. Der Ausgang dieses Reglers führt über einen zweiten, ebenfalls nur bei erregtem Relais geschlossenen Kontaktsatz zum Tunkt 94, an dem der Regler 67 für. das Brennöl und der Regler'66 für die Luftzufuhr angeschlossen sind. Der von Hand einstellbare Abgriff des Potentiometers 123 ist über' einen dritten Kontaktsatz des Relais 116, der nur bei nicht-erregtem Relais geschlossen ist, ebenfalls mit dem Tunkt 94 verbunden.

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mit dem Schalter 79 verbundenen Punkt 91 ist der Eingang eines Verzögerungsgliedes 140 angeschlossen, das einen Sprung des vom Punkt 91 kommenden Eingangsignals von 0' auf L um vier Minuten verzögert weitergibt, einen Sprung von L auf 0 dagegen sofort durchlässt. Der Ausgang des Verzögerungsgliedes 140 wirkt einerseits auf das Oder-Glied 105 und andererseits auf ein Und-Glied 106, dessen Ausgang invers auf das Und-Glied 108 geschaltet ist. Das Und-Glied' 108 ist ausgangsseitig mit einem Relais 146 verbunden. Der zweite Eingang des Und-Gliedes 106 ist mit dem Ausgang eines Grenzschalters 150 für die Brennerleis tvjig verbunden, der eingangsseitig mit dem Punkt 94 in Verbindung steht. Der Grenzschalter gibt ein L-Signal ab, sobald und solange das Ausgangssignal des Reglers 133, das als Sollwert dem Regler 67 für die Brennölzufuhr und dem' Regler 66 für die Luftzufuhr zugeführt wird, 30$ der Brennerleistung unterschreitet.

Vom Punkt 92, dem die Gaseintrittstemperatur n?l zugeführt wird, führt ein Leiter 160 zu einem Vergleichspunkt 161, in dem die Differenz zwischen dem Signal eines von Hand einstellbaren Signalgebers 162 und dem über den Leiter 160 zugeführten Temperatur signal /^i gebildet wird. Der Ausgang des Vergleichspunktes 161 führt über einen exsten Kontaktsatz des Relais 146, der nur im nicht-erregten Zustand des Relais geschlossen ist, zu einem Regler 163. Der Ausgang dieses Reglers führt über einen zweiten, ebenfalls nur bei nicht-erregtem Relais geschlossenen Kontaktsatz zum Punkt 95, an dem der Servomotor 46 für die Klappe 45 angeschlossen ist. Der von Hand'einstellbare Abgriff dines Potentiometers 164 ist über einen dritten Kontaktsatz des Relais 146, der nur bei erregtem Relais

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geschlossen ist, ebenfalls mit dem Punkt 95 verbunden. Die Klappe 45 ist in Verfeinerung des Beispiels nach Fig. 1 über eine die Klappenstellung ^angebende Rückführung 40 mit dem Eingang des Servomotors 46 verbunden.[Die Anlage nach den Fig. 1 und 2 funktioniert wie folgt:

Der über einem Elektroschmelzofen ^entleerte Vorwärmkorb 3 wird auf einem nicht gezeichneten Füllstand abgestellt. Die beim Leeren des Korbes nach unten geklappten Roststäbe 11 werden dann in die in Fig. 1 gezeigte Stellung gehoben und durch die Kette 12 gesichert. Anschliessend wird der Korb mit einem Schrottgemisch gefüllt, wobei darauf geachtet wird, dass Schrott mit spezifisch grosser Oberfläche unten im Korb zu liegen kommt. Daraufhin wird der gefüllte Korb 3 auf das Gestell 1 gesetzt, und der Ring 75 auf den oberen Rand des Korbes abgesetzt. Beim Absetzen des Ringes 75 auf den Korb wird der Schalter 79 eingeschaltet, wodurch auf nicht gezeichnete Weise das Luftgebläse 60 und.der Saugventilator 39 sowie der Brenner 21 des Heissgaserzeugers 16 selbsttätig in Betrieb gesetzt werden. Die Relais 115, 116 und 146 -sind dabei im gezeichneten, d.h. nicht-erregten Zustand, so dass beim Tunkt 94 für die Steuerung d.es Reglers 67 für die Brennölz.ufuhr und des Reglers 66 für die Luftzufuhr der am Handpotentiometer 123 eingestellte Sollwert, der der maximalen Brennerleistung entspricht, ansteht, während am Punkt 95 die vom Regler 163 kommende Stellgrösse wirkt. Diese Stellgrösse verstellt über den Servomtor 46 die Klappe 45 in

der Leitung 38- derart, dass die vom Temperaturfühler 81 gemessene

Eintritts temperatur /vl der Gase in-den Korb 3 dem am Signalgeber

162 eingestellten Sollwert, z.B. 1000°C, entspricht. Durch Verstel-

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len der Klappe 45 -wird die umgewälzte Gasmenge verändert,-und zwar derart, dass durch Vergrössern dieser Menge die Gaseintrittstemperatur vl erniedrigt wird und umgekehrt.

Die Verteilklappe 53'wird durch den Servomotor 54 in Abhängigkeit des vom Druckfühler 32 gemessenen Druckes über den Regler 55 so eingestellt, dass der Druck im Ring 75 e.twas unterhalb des Atmosphärendruckes liegt, so dass bei Undichtheiten zwischen dem Heissgaserzeuger 16. und .dem Ring 75 sowie zwischen dem Ring und dem Korb 3 allenfalls .Luft angesaugt wird, keinesfalls aber heisse Gase nach aussen austreten.

Das bis hierher beschriebene Verfahren, stellt den ersten Abschnitt des ersten Zeitintervalles dar.

Während dieses ersten Abschnittes werden die im oberen Teil des Korbes 3 befindlichen Schrotteile mindestens an ihrer Oberfläche hoch erhitzt, wobei die Gasaustrittstemperatur /v"2 langsam ansteigt. Erreicht diese Austrittstemperatur einen ersten Grenzwert von 110⁰C, was bedeutet, dass evtl. im Schrott vorhandenes Eis geschmolzen und Restfeuchtigkeit mit Sicherheit verdampft ist, so schaltet der Temperaturgrenzschalter 101 den Ausgang des Und-Gliedes 104 von 0 auf L. Dadurch beginnt der Potentiometermotor 110 den Abgriff 120 im Uhrzeigersinn zu bewegen, so dass sich der Abgriff langsam nach links verschiebt, wobei sich der Endschalter 107 schliesst.

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■ Steigt die vom Temperaturfühler 85 gemessene Gasaustrittstemperatur /v*2 auf einen zweiten Grenzwert von 160⁰C, so schaltet der Temperaturgrenzschalter 102 wegen seiner invertierten Verbindung das Und-Glied 104 auf 0, so dass der Potentiometermotor 110 zum Stillstand kommt. Gleichzeitig springt der.Ausgang des Und-Gliedes 112 auf L, wodurch das Relais 115 erregt und sein Kontaktsatz geschlossen wird. Hierdurch wird der in Fig. 2 rechts'des Potentiometerabgriffs 120 liegende Teil des Potentiometers 121 kurzgeschlossen, was zur Folge hat, dass die vom Potentiometer 123 abgegebene Spannung auf einen neuen Wert absinkt und der am Punkt 94 anstehende Sollwert kleiner wird. Die Brennerleistung wird dadurch auf einen Wert von 60 - 90$ der bisher eingestellten maximalen Leistung reduziert. Der reduzierte Wert kann durch passende Wahl und Einstellung der Potentiometer 121 und 123 im Hinblick auf das Erreichen eines guten thermischen Wirkungsgrades und einer gleichmassigen Wärmeeinwirkung auf den Schrott optimiert werden. Durch die Verknüpfung mit der Zeitdauer des Anstieges der Gasaiustrittstemperatiur'v2 von 110°auf 160⁰C" gelingt es, die Qualität des Schrottes in die Optimierungsfunktion einzuführen. Nach dem Reduzieren der-Brennerleistung steigen die Temperaturen im Schrott langsamer als vorher an.

Hat die Austritts temperatur V2 vier" Minuten nach Beginn der Vorwärmung den zweiten Grenzwert von 160 C nicht erreicht, was. bei feinteiligem Schrott der Fall sein kann, so befiehlt das vom Verzögerungsglied 140 auf das Oder-Glied 105 wirkende Signal die beschriebene Herabsetzung des Sollwertes für die Brennerleistung, indem das Relais 115 angezogen wird, so dass dann - wie schon beschrieben - die am Potentiometer 123 abgegriffene Spannung sinkt.

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Mit dem Erreichen der Temperatur von 160⁰C oder nach einer Dauer von vier Minuten s.eit dem Betätigen des Schalter 79 beginnt also der zweite Abschnitt des ersten Zeitintervalles, das mit Erreichen der Gasaustrittstemperatur ^2 von 480 C endet.

Erreicht die· vom Temperaturfühler 85 gemessene Gasauattrittstempera türr?2 einen dritten Grenzwert von 480⁰C, so springt der Ausgang des Temperaturgrenzschalters 103 auf L. Durch die inverse Verbindung des Schalters 103 mit dem Und-Glied 112 wird dessen Ausgang ' zu 0, so dass das Relais 115- abfällt. Da der Endschalter 107, der vom Potentiometerabgriff 120 bei dessen Bewegung nach links freigegeben wurde, geschlossen ist, beginnt der Potentiometerabgriff 120, vom Temperaturgrenzschälter 103 gespeist, im Gegenuhrzeigersinn zu laufen, bis er sich durch Oeffnen dös Endschalters 107 in seiner Nullstellung selbsttätig stillsetzt.

Ausserdem wird vom Ausgang des Temperaturgrenzschalters 103 das Relais 116 erregt, wodurch dessen erster und zweiter Kontaktsatz geschlossen werden und dessen dritter Kontaktsatz geöffnet wird. Als Folge davon w^rd das Potentiometer 123 abgeschaltet und der Ausgang des Reglers 133 mit dem Punkt 94 verbunden, so dass nunmehr der Regler 133 den Sollwert für die Brennerleistung liefert. Der Regler 133 regelt die Gasaustrittstemperatur fO2 auf den am Signalgeber 132 eingestellten Sollwert, der beispielsweise bei 500⁰C liegt. Diese Regelung findet während des ganzen zweiten Zeitintervalles statt. t

Als weitere Folge des Ansprechens des Temperaturgrenzschalters springt der Ausgang des Und-Gliedes 108 auf L, so dass das Relais

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146 erregt wird und der erste und der zweite Kontaktsatz geöffnet werden, während der dritte Kontaktsatz geschlossen wird. Dadurch wird der Einfluss des Reglers 163 auf. den Funkt 95. unterbrochen und statt dessen das am Potentiometer 164 abgegriffene Signal über den Punkt 95 dem Servomotor 46 für die Klappe 45 zugeführt. Das Potentiometer 164 ist dabei so eingestellt, dass die Klappe voll geöffnet wird, so dass die umgewälzte Gasmenge auf ihren maximalen Wert steigt. Mit diesem Umschalten des Relais 146 hat das zweite Zeitintervall begonnen und das Umwälzen der maximalen Gasmenge hält während des, ersten Zeitabschnittes des zweiten Zeitintervalles an. Während dieser maximalen Umwälzung, während der die Eintrittstemperatur $* 1 also nicht mehr geregelt wird,, verschiebt sich der Bereich der hohen Temperatur in der Schrottfüllung.nach unten gegen den Boden des Korbes 3, wobei die Gaseintrittstemperatur »v/1 wegen der Erhöhung der Menge des zugemischten Gases etwas zurückgeht.

Während dieses Verschiebens wird die BrennerIeistung nach und nach durch' das Signal der vom Temperaturfühler 85 gemessenen Austrittstemperatur /^2, die ansteigen möchte, zurückgenommen. Unterschreitet die am Signalgeber 162 eingestellte Führungsgrösse den am Grenzschalter 150 für die Brennerleistung eingestellten Wert von 30%, so wird wegen der inversen Aufschaltung des Ausgangs des Und-Gliedes 106 auf das Und-Glied 108 dessen Ausgang zu 0, so dass das Relais 146 abfällt. Damit ist der erste Abschnitt des zweiten Zeitintervalles beendet. Das Potentiometer 164 ist wieder abgeschaltet und der Regler 163 wieder eingeschaltet, so dass die maximale Umwälzung aufhört und der Servomotor 46 die Klappe 45

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wieder so einstellt, dass die umgewälzte Gasmenge von der Gaseintrittstemperatur Jl abhängig wird. Während des zweiten Abschnittes des zweiten Zeitintervalles werden also die oberen Bereiche der Schrottfüllung wieder auf die höchst erreichbare Temperatur von 1000⁰C gebracht.

Am Ende der für die Vorwärmung des Schrottes zur Verfugung stehenden Zeit, welche gleich der Summe der beiden Zeitintervalle ist, erhält somit die Schrottfüllurig ein Maximum an ¥ärme. Am Ende des zweiten Zeitintervalles wird der Brenner 21 vom Schalter 79 abgeschaltet, indem der Ring 75 angehoben wird^ wodurch über den Schalter 79 auch das Luftgebläse 60 und der Saugventilator 39 stillgesetzt werden. Der'Vorwärmkorb 3 wird dann vom Gestell 1 abgehoben und über dem Elektroschmelzofen durch Abstreifen der Kette 12 entleert. Das beschriebene Vorwärmverfahren beginnt dann von Neuem.

In kurzer Zusammenfassung läuft das als Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahren wie folgt ab: . Während des ersten Zeitabschnittes des ersten Intervalles wird die Brennerleistung auf ihren Höchstwert ungeregelt eingestellt und die Eintrittstemperatur λ/1 der Gase auf den zulässigen Grenzwert von etwa 1000⁰C durch Beeinflussen der Gasumwälzmenge geregelt; während des zweiten Zeitabschnittes des ersten Intervalles, der mit dem Erreichen einer vom Taupunkt der Gase'abhängigen Grenztemperatur von 120°- 160⁰C am Austritt des Korbes 3 beginnt, wird die Brennerleistung auf einen von der Schrottqualität, den Korbabmessungen und anderer Randbedingungen abhängigen,- optimierbaren, bei wirtschaftlicher Brennerauslegung zwischen 60 und 90$ der Bi'enner-

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höchstleistung liegenden Wert reduziert, wobei weiterhin - wie während des ersten Zeitabschnittes - die Temperatur /v/l durch Beeinflussen der Gasumwälzmenge geregelt wird; während des ersten Zeitabschnittes des zweiten Intervalles, der beginnt, sobald die Austrittstemperatur λ?2 einen bei ungefähr 500⁰C liegenden Grenzwert erreicht hat, wird die Menge des umgewälzten Gases auf das apparativ erreichbare Maximum erhöht und die Ausjtrittsteinperatur /$.2 .auf den Grenzwert von etwa 500⁰C durch Beeinflussen der Brennerleistung geregelt^ während des zweiten Zeitabschnittes des zweiten Intervalles, der beginnt, sobald die Brennerleistung auf einen Grenzwert von beispielweise 30$ der Maximalleistung abgesunken istj wird die Eintrittstemperatur λ/·1₍ wieder durch Beeinflussen der umgewälzten Gasmenge geregelt und zugleich die Austrittstemperatur <ZP2 weiter auf den Grenzwert von 5'00⁰C durch Beeinflussen der Brennerleistung geregelt.

Es ist auch möglich, die Beeinflussung der umgewälzten Gasmenge ■ ohne Verwendung der Klappe 45 durchzuführen. In diesem Fall wird man-die Drehzahl des Saugventilators 39 entsprechend variierend Weiterhin ist es möglich, das Ausgangssignal des Druckreglers 55 auf den Servomotor 46 und das jeweilige, am Punkt 95 anstehende. Signal auf den Servomotor'54 der Verteilklappe 53 wirken zu lassen..

Abweichend von dem beschriebenen Verfahren ist es weiterhin möglich, , die Brennerleistung während des gesamten ersten Zeitintervalles auf einen hohen Wert einzustellen, sie wird dann also nicht auf den . maximalen Wert und dann auf einen reduzierten Wert eingestellt. · _ ' Anstatt mit Brennöl kann die Vorwärmung auch mit Brenngas erfolgen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Vorwärmen von Schrott vor dem Einsetzen in einen Elektroschmelzofen, wobei der in einen Vorwärmkorb eingefüllte Schrott von in einem Brenner erzeugten heissen Gasen durchblasen wird, wonach ein Teil dieser Gasa den Gasen vor dem Vorwärmkorb zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorwärmung in zwei Zeitintervallen geschieht, wobei während mindestens .eines ersten Abschnittes des ersten Zeitintervalles die Brennerleistung auf einen hohen Wert ungeregelt eingestellt wird und wobei während des zweiten Zeitintervalles, der nach Erreichen einer vorbestimmten Temperatur am Boden des Vorwärmkorbes oder der Gase am Austritt aus dem Vorwärmkorb beginnt, die Brennerleistung in Abhängigkeit der Bodentemperatur oder Austrittstemperatur derart beeinflusst wird, dass diese einen für den Korbboden noch zulässigen Wert erreicht, und dass während des ersten Zeitintervalles und während eines mit dem zweiten Zeitintervall endenden Abschnittes die Temperatur der erhitzten Gase am Eintritt in den Vorwärmkorb auf einen vorbestimmten maximal zulässigen Wert durch Beeinflussen der Menge der zuzumischenden Gase geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des ersten Abschnittes des ersten Zeitintervalles die Leistung des Brenners auf dessen Höchstwert eingestellt wird und während des zweiten Abschnittes des ersten Zeitintervalles, der nach Erreichen einer ..vorbestimmten, vom Taupunkt der Gase*

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am Austritt des Vorwärmkorbes abhängigen Temperatur beginnt, die Brennerleistung auf einen zwischen 60 und 90% der Höchstleistung liegenden Wert eingestellt wird. «

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abschnittes des zweiten Zeitintervalles, der zwischen dem ersten Zeitintervall und dem mit dem zweiten Zeitintervall endenden Abschnitt liegt, die Menge der zuzumischenden Gase auf das Maximum erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und. 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des zweiten Zeitintervalles, der zwischen dem ersten Zeitintervall und dem mit dem zweiten Zeitintervall endenden Abschnitt liegt, beginnt, sobald die Austrittstemperatur der Gase einen bei ungefähr 500⁰C liegenden Grenzwert erreicht hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit" dem zweiten Zeitintervall endende Abschnitt beginnt, sobald die Brennerleistung auf einen Grenzwert von etwa 30% der maximalen Leistung abgesunken ist."

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Vorwärmkorb austretenden Gase durch Einspritzen von Wasser gekühlt werden. .

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7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Brenner zum Erzeugen heisser Gase und einem den vorzuwärmenden Schrott aufnehmenden Korb, dadurch gekennzeichnet, dass nahe dem Eintritt und dem Austritt des Korbes je ein Temperaturfühler vorgesehen ist, von denen der nahe dem Eintritt befindliche Fühler über Schaltmittel mit einem Stellorgan zum Beeinflussen der umzuwälzenden Gasmenge und der nahe dem Austritt befindliche Fühler über Schaltmittel mit Stellorganen zum Beeinflussen der Brennerleistung derart verbindbar ist, dass die Schaltmittel, die dem nahe dem Austritt befindlichen Fühler zugeordnet sind, erst während des zweiten Zeitintervalles den Fühler mit den Stellorganen für die Brennerleistung und die Schaltmittel, die dem nahe dem Eintritt befindlichen Fühler zugeordnet sind, während des ersten.Zeitintervalles und während des mit dem zweiten Zeitintervall endenden Abschnittes den Fühler mit dem Stellorgan für die umzuwälzende Gasmenge verbinden.

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