DE2340104B2 - Geschlossener Reduktionsofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Reduktionsofen mit einem Ofengefäß sowie einem gasdichte Elektrodendurchführungen, Gasabzugsrohre und Beschickungsvorrichtungen tragenden Ofengefäßdeckel, dem um den Ofen verfahrbare, räumlich bewegbare Stochvorrichtungen zugeordnet sind.

Bekanntlich verläßt bei den Reduktionsöfen das entstehende Reduktionsgas die Möller-Oberfläche mit relativ hohen Temperaturen. Dies führt leicht zur Bildung von Sinterbrücken an der Oberfläche des Möllers. Durch solche Sinterbrücken wird die Gasdurchlässigkeit der Möller-Oberfläche stark eingeschränkt. Es entstehen dabei plötzliche heiße Gasausbrüche mit Temperaturen, die höher als 2000⁰C sein können. Zur Vermeidung dieser Gasausbrüche — auch Bläser genannt —, die alle Konstruktionsteile sehr stark beanspruchen und di;n Ofenprozeß ungünstig beeinflussen, ist es erforderlich, die Möller-Oberfläche des Ofens mit Stochvorrichtung regelmäßig zu bearbeiten.

So sind an bekannten geschlossenen Öfen mit feststehendem oder drehbarem Ofengefäß und nicht anhebbarem Gefäßdeckel im konischen Teil der Gefäßseitenwände mehrere über den Umfang verteilte Segmente offengelassen, durch die die mit Hilfe einer aut der Ofenbühne verfahrbaren Stochvorrichtung die Möller-Oberfläche aufgelockert wird. Die Öffnungen im konischen Teil der Seitenwände sind mit Türen versehen, die zum Stochen jeweils geöffnet werden. Eine solche Anordnung eignet sich nur für Prozesse, bei denen keine intensive Stocharbeit erforderlich ist.

Bei Prozessen jedoch, bei denen die Möller-Oberfläche stark zur Krustenbildung neigt, bestand bisher keine Möglichkeit, den Ofen dicht zu schließen, obgleich dies zur Erzielung einer optimalen Arbeitsweise des Ofens erforderlich ist. Vielmehr mußte man eine nachteilige Beeinflussung des Prozeßablaufs in Kauf nehmen und auf eine eventuelle Rückgewinnung des Ofengases verzichten. Es war bisher auch nicht möglich, dem Ofen im wesentlichen nur eine verhältnismäßig kleine, konstante Falschluftmenge zuzuführen, wie sie erforderlich ist, um das anfallende CO zu CO2 zu verbrennen. Deshalb mußten die Rauchgaskamine wegen der durch einen hohen Falschluftanteil vergrößerten Gasmenge sehr groß ausgelegt werden. Ebenso mußten aus dem gleichen Grund die nachgeschalteten Ent-

itaubungsanlagen entsprechend groß ausgelegt werten Darüber hinaus war es nicht möglich, mit den herkömmlichen Stochvorrichtungen die ganze Möller-Oberfläche am Ofengefäß zu kontrollieren und zu bearbeiten was zu einem unstabilen Ofengang führte.

Bei den aus der DT-OS 16 08 228 bekannten großen Dfenanlagen, bei welchen die Bewegung einer auf der Bühne verfahrbaren Stochvorrichtung in Abhängigkeit von der durch flächenverteilt angeordnete Temperaturfühler ermittelten Temperaturverteilung oder von den durch Beobachtungsvorrichtungen ermittelten Helligkeitsunterschieden gesteuert wird, war es ferner nicht möglich, die Abdichtung der Öffnungen, durch die die Stocherarme in den Ofenraum eingreifen, befriedigend zu lösen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen geschlossenen Reduktionsofen in der Weise zu verbessern, daß er eine möglichst vollkommene Abdichtung der verfahrbaren, in den Ofen hineinreichenden Stochvorrichtungen geeenüber dem Ofenraum gewährleistet und somit ermöglicht, den Prozeß des Ofenraums störungsfrei zu iteuern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch celöst, daß der Ofengefäßdeckel aus einem ortsfesten Teil besteht an welchem mindestens ein beweglicher, in allen Betriebsstellungen gegenüber dem feststehenden Teil abgedichteter Teil angeordnet ist, welcher eine gasdichte Durchführung für die Stochvorrichtung aufweist

Zweckmäßig ist der bewegliche Teil zu dem rund ausgebildeten ortsfesten Deckelteil konzentrisch angeordnet. Hierbei kann der bewegliche Teil den ortsfesten Teil in Form eines Zylindermantels umgeben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den drehbeweglichen Gefäßdeckelteil gegenüber dem ortsfesten Gefäßdeckelteil sowie dem Ofengefäß mit Hilfe von an sich bekannten Sandtassen abzudichten.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der drehbewegliche Gefäßdeckelteil Laufrollen trägt, die auf an der Ofenbühne angebrachten Schienen verfahrbar sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, die den drehbeweglichen Gefäßdeckelteil gegenüber dem ortsfesten Gefäßdeckelteil abdichtende Sandtasse an dem feststehenden Gefäßdeckelleil und die den drehbeweglichen Gefäßdekkelteil gegenüber dem Ofengefäß abdichtende Sandtasse auf der Ofenbühne anzuordnen.

Es ist auch möglich, die den drehbeweglichen Gefäßdeckelteil gegenüber dem Ofengefäß abdichtende Sandtasse ebenfalls an dem ortsfesten Gefäßdeckelteil anzuordnen. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn das drehbewegliche Gefäßdeckelteil als schmaler Ring aasgeführt ist

Für den drehbeweglichen Gefäßdeckelteil ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Skelettkonstruktion besonders geeignet. Diese Skelettkonstruktion kann entweder durchgehend ausgemauert sein oder - in einer anderen Ausführung - können in sie ausgemauerte Segmente eingesetzt sein.

Der drehbewegliche Gefäßdeckelteil kann in beiden Drehsinnen entweder durchgehend oder pendelnd verfahrbar sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der drehbewegliche Gefäßdeckelteil hohlwandig ausgeführt und an einen Kühlwasserkreislauf mit Hilfe von nachgiebigen Leitungen angeschlossen.

Um ein möglichst breites Arbeitsfeld zu bestreichen, sind die Stochvorrichtungen an dem drehbeweglichen

Deckelteil zweckmäßig zweidimensional bewegbar angeordnet.

Nach einem weiteren Merkmal ist die Stochvorrichtung jeweils mit Hilfe von am Laufkranz angelenkten durckmittelbetätigten Arbeitszylindeirn bewegbar.

Um die Masse des drehbeweglichen Gefäßdeckelteils zu vermindern, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dieser Teil als ein verhältnismäßig schmaler Ring ausgeführt.

Zweckmäßigerweise sind an dem drehbeweglichen Gefäßdeckelteil Beobachtungsvorrichtungen sowie Luftzuführrohre mit einer Regelvorrichtung angeordnet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Ofendeckels, F i g. 2 eine teilgeschnittene Draufsicht des Ofendekkelteils gemäß F i g. 1, wobei die Lage der Schnittebenen durch die Linie 11-11 in F i g. 1 angegeben ist,

F i g. 3 einen Schnitt auf der Linie HI-IlI durch F i g. 2 mit einer Stochvorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt auf der Linie IV-IV durch F i g. 2, mit einer Beleuchtungsvorrichtung,

F i g. 5 einen Schnitt auf der Linie V-V durch F i g. 2, mit einer Beobachtungsvorrichtung,

F i g. 6 einen Schnitt auf der Linie VI-Vl durch F i g. 2, mit einem Luftzuführungsrohr mit Regelvorrichtung,

F i g. 7 einen Axialschnitt durch den Gefäßdeckel eines Ofens in abweichender Ausführung und

F i g. 8 einen Schnitt durch F i g. 7 auf der Linie VlI-VlI.

Wie F i g. 1 bzw. 2 und 3 zeigen, sind in einem feststehenden ausgemauerten Gefäßdeckelteil 1 eines runden Ofens Durchführungen für Elektroden 2, Beschickungsund Korrekturrohre 3 sowie ein Gasabzugsrohr 4 angeordnet. Der Gefäßdeckelteil 1 ist mit Hilfe von Trägern 6 bzw. 7 an der Bühnenkonstmktion 8 des Ofengebäudes fest angeschlossen.

Der runde Gefäßdeckelteil t ist von einem drehbeweglichen, im wesentlichen zylindrischen Deckelteil 9 umgeben. Am oberen Teil des Gefäßdeckelteils 9 sind in senkrechten Achsen drehbare Stützrollen 10 angeordnet, welche die Kräfte, die in radialer Richtung während des Stochens auf den Deckel 9 einwirken, auf den feststehenden Deckelteil übertragen. In der Nähe des unteren Randes des drehbeweglichen Gefäßdeckelteils 9 ist ein nach außen vorstehender Laufkranz 12 befestigt, an welchem — gleichmäßig am Umfang verteilt — paarweise Laufrollen 11 angeordnet sind. Die Laufrollen 11 laufen auf Laufschienen 13, die einen inneren und einen äußeren Laufschienenkranz bilden. Auf dem Laufkranz 12 sind ferner die Stochvorrichtungen 20 angeordnet. Die Laufrollen 11 laufen auf Laufschienen 13, die einen inneren und einen äußeren Laufschienenkranz bilden. Die Laufschienen 13 sind auf der Ofenbühne 14 befestigt.

Der drehbewegliche Gefäßdeckelteil 9 i:st gegenübei dem feststehenden Gefäßdeckelteil 1 sowie gegenübei dem Ofengefäß 16 mit Hilfe von doppelten Sandtasset 5 und 15 abgedichtet. Die Sandtassse 5 — wie au: F i g. 3 bis 7 ersichtlich — ist an dem feststehenden Ge fäßdeckelteil 1 angeordnet; die Sandtasse 15 ist entwe der auf der Ofenbühne 14 (F i g. 3 bis 6) oder am unte ren Teil des feststehenden Deckelteils 109 (F i g. 7) be festigt.

Zum Verfahren des drehbeweglichen Gefäßdeckel teils 9 sind je nach Ofengröße ein oder mehrere Antrk

be 17 (F i g. 2) vorgesehen.

Der drehbewegliche Gefäßdeckelteil 9 besteht aus einer Skelettkonstruktion, die in der in den F i g. 1 bis 5 abgebildeten Ausführung durchgehend ausgemauert ist. Hierzu sind, wie aus der rechten Hälfte der F i g. 2 ersichtlich, Segmente 18 in die Skelettkonstruktion des drehbeweglichen Gefäßdeckelteils eingesetzt. Die Segmente 18, an welchen die Stochvorrichtungen 20 angeordnet sind, weisen eine Öffnung auf, durch die die betreffende Stochvorrichtung 20 in den Ofenraum reicht. Jede Stochvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer raumbewegbaren Stochstange und einer Stochstangenführung, die in einer mit dem Segment 18 fest verbundenen Aufhängung 21 zweidimensional bewegbar angeordnet ist. Die Öffnung im Segment 18 ist so groß, daß eine ausreichende Bewegungsmöglichkeit für die Stochstange gewährleistet ist. Die Stochvorrichtung 20 ist gegenüber den Segmenten 18 mittels einer feuerfesten elastischen Abdichtung 22, in dem dargestellten Beispiel ein Faltenbalg aus Asbest enthaltendem Material, abgedichtet. Die Stochstange kann mit Hilfe eines Antriebs 23, der auf der Stangenführung angeordnet ist, ein- und ausgefahren werden. Für das Auf- und Abbewegen der Stochvorrichtung 20 ist ein im wesentlicher senkrecht eingebauter Arbeitszylinder 24 (Fig.3) vorgesehen. Das seitliche Hin- und Herschwenken des Stocherarms wird mit einem im wesentlichen waagerechten Arbeitszylinder 25 (F i g. 2) vorgenommen. Die Arbeitszylinder sind an beiden Enden allseitig schwenkbar gelagert, so daß die Stocherstange in die jeweils gewünschte Stellung gebracht werden kann.

Die Segmente 18 sind außerdem mit Beobachtungsund Beleuchtungsvorrichtungen 28 (F i g. 4 und 5) versehen. Die Beobachtungs- und Beleuchtungsvorrichtung 28 besteht aus einem Schutzglas 27 und einem Schieber 26 zum Verschließen der Öffnung, in der das Schutzglas eingesetzt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung ist seitlich verschwenkbar. Wenn das Schutzglas 27 gereinigt werden soll, muß vor dem Wegschwenken des Glases der Schieber 26 geschlossen werden.

An dem drehbeweglichen Gefäßdeckelteil 9 sind Luftzufuhrrohre 29 mit einer Regelklappe vorgesehen (F i g. 2 und 6). Die Rohre 29 dienen zur kontrollierten Falschluftzufuhr für die Verbrennung des Ofengases innerhalb des Ofenraums oder auch zur Abführung des Reduktionsgases bei Gasrückgewinnung oder Gasverbrennung außerhalb des Gebäudes. Die Regelklappe wird bei Gasrückgewinnung oder Gasverbrennung außerhalb des Ofengebäudes geschlossen. Soll aber das Gas innerhalb des Deckelgasraumes unterhalb der Gefäßdecke mit einem Minimum an Falschluft verbrannt werden, wird die Regelklappe reguliert geöffnet.

Zur Versorgung der einzelnen Vorrichtungen mit elektrischer Energie ist unterhalb der Bühne 8 eine Stromzuführungsleitung, gegebenenfalls eine Schleifleitung 30 angeordnet (F i g. 3). Die Stromzuführung zu dem verfahrbaren Gefäßdeckelteil 9 erfolgt über eine getrennte Stromabnahmevorrichtung 31.

Die Ausmauerung des Ofendeckels wird nur in dem Fall angewendet, wenn das Gefäßdeckelteil 9 durchgehend in beiden Richtungen verfahren wird. Wird das verfahrbare Gefäßdeckelteil nicht durchgehend, sondern nur in einem bestimmten Winkel, z. B. 60° verfahren, kann die gesamte Ausführung des Deckels, d. h. sowohl das feststehende als auch das verfahrbare Teil 9 als eine hohlwandige Konstruktion ausgeführt sein, wie in F i g. 6 dargestellt ist. Die einzelnen Teile bzw. Segmente 18 des verfahrbaren Deckelteils 9 werden dann an einen nicht dargestellten Kühlwasser-Kreislauf mit Hilfe von biegsamen Leitungen angeschlossen.

Bei der Ausführung gemäß F i g. 7 und 8 ist das drehbewegliche Gefäßdeckelteil als ein verhältnismäßig schmaler Ring 109 ausgeführt und an den Mantel des festen Gefäßdeckelteils 101 angeschlossen. Analog den in den F i g. 1 bis 6 dargestellten Ofenausführungen ist der Ring 109 mit einem Laufkranz 112 fest verbunden, der die Rollen 111 trägt Am oberen Teil des Rings 109 sind die Stützrollen UO angeordnet Die Rollen 111 verfahren auf Laufschienen 113. Der drehbare Ring 109, der aus Segmenten 118 besteht, trägt Stochvorrichtungen 120 und Luftzufuhrrohre 129 mit Regelvorrichtungen. Auf dem festen Deckelteil 101 sind Elektroden 102 mit Durchführungen sowie Beschickungs- und Korrekturrohre 103 angeordnet Die Sandtassen 105 und 115 sind an dem feststehenden Deckelteil 101 befestigt

Wie aus F i g. 8 ersichtlich, ist der bewegbare Dekkelteil in einem Winkel von 60 pendelnd drehbar. D flexiblen Anschlußleitungen 132 für Strom und für Kühlwasser 133 sind strichpunktiert gezeichnet.

Im übrigen ist die konstruktive Anordnung die gleiche wie bei den Ausführungen gemäß F i g. 1 bis 6.

Die Arbeitsweise des in den F i g. 1 bis 8 dargestellten Reduktionsofens ist wie folgt:

Über die Fläche des Gefäßdeckelteils 1 bzw. 101 verteilt sind Wärmefühler 134 angeordnet, die die kontinuierlich gemessene Temperatur und deren Verteilung über den gesamten Ofenraum aufzeichnen. Die Stochvorrichtung 20 bzw. 120 wird dann nach dem höchsten Temperaturgradienten der aufgezeichneten Temperaturverteilung eingesetzt.

Die Auslösung des Stochvprgangs in einem bestimmten Ofenabschnitt kann von Hand oder auch automatisch durch Integration der Temperaturgradienten erfolgen.

Es können auch Beobachtungsgeräte, die nicht dargestellt sind, weil sie nicht den Gegenstand der Erfindung bilden, angewendet werden, die auf Wärmestrahlung ansprechen und die die Temperaturverteilung an der Mölleroberfläche mit Hilfe eines Bildschirmes sichtbar machen. Auf Grund dieser Beobachtungen kann der Stochvorgang entweder wieder von Hand oder automatisch ausgelöst werden. Als Beobachtungsgeräte kommen beispielsweise Infrarotkameras od. dgl. in Betracht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, die ganze Gefäßoberfläche bei vollkommener Abdichtung des Ofenraumes gegen die Außenatmosphäre mit Stocheinrichtungen zu bestreifen. Somit wird ein gleichmäßiger Prozeßverlauf gewährleistet Durch die am drehbeweglichen Gefäßdeckelteil angeordneten Beobachtungsvorrichtungen kann die gesamte Möller-Oberfläche laufend kontrolliert werden.

Da der Prozeß in einem vollkommen geschlossenen und gegenüber der Außenatmosphäre abgedichteten Raum verläuft ist eine Gasrückgewinnung möglich. Das abgesaugte Rohgas kann aber auch abgeführt und innerhalb oder außerhalb des Gebäudes verbrannt werden. In diesem Fall kann die Regelvorrichtung am Luftzuführrohr so weit geöffnet werden, daß das anfallende CO und CO2 innerhalb des Gasraumes unter der Dekkenkonstruktion verbrannt wird. Dabei macht die Falschluftmenge das 4- bis 5fache des anfallenden CO aus.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche: 23 104

1. Geschlossener Reduktionsofen mit einem Ofengefäß sowie einem gasdichte Elektrodendurchführungen, Gasabzugsrohre und Beschickungsvorrichtungen tragenden Ofengefäßdeckel, dem um den Ofen verfahrbare, räumlich bewegbare Stochvorrichtungen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofengefäßdeckel aus einem ortsfesten Teil (1) besteht, an welchem mindestens ein beweglicher, in allen Betriebsstellungen gegenüber dem ortsfesten Teil abgedichteter Teil (9) angeordnet ist, welcher eine gasdichte Durchführung für die Suchvorrichtung (20) aufweist is

2. Reduktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (9) zu dem rund ausgebildeten ortsfesten Gefäßdeckelteil (t) konzentrisch angeordnet ist

3. Reduktionsofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (9) den ortsfesten Teil (1) in Form eines Zylindermantels umgibt.

4. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche Gefäßdekkelteil (9) gegenüber dem ortsfesten Gefäßdeckelteil (1) sowie dem Ofengefäß (16) mit Hilfe von an sich bekannten Sandtassen (5,15) abgedichtet ist.

5. Reduktionsofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche Gefäßdekkelteil (9) Laufrollen (11) trägt, die auf an der Ofenbühne (14) angebrachten Schienen (13) verfahrbar sind.

6. Reduktionsofen nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den drehbeweglichen Gefäßdeckelteil (9) gegenüber dem ortsfesten Gefäßdeckelteil (1) abdichtende Sandtasse (5, 105) an dem ortsfesten Gefäßdeckelteil (1,101) angeordnet ist.

7. Reduktionsofen nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den drehbeweglichen Gefäßdeckelteil (9) gegenüber dem Ofengefäß (16) abdichtende Sandtasse (15) auf der Ofenbühne (14) angeordnet ist.

8. Reduktionsofen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche Gefäßdekkelteil (9) eine Skelettkonstruktion aufweist.

9. Reduktionsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Skelettkonstruktion durchgehend ausgemauert ist.

10. Reduktionsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Skelettkonstruktion einzelne ausgemauerte Segmente (18) eingesetzt sind.

11. Reduktionsofen nach Anspruch 2 bis 10, dadurch gekennzeichne*, daß der drehbewegliche Gefäßdeckelteil (9) in beiden Drehsinnen durchgehend verfahrbar ist.

12. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche Gefäßdekkelteil (9) in beiden Drehsinnen pendelnd verfahrbar ist.

13. Reduktionsofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche Gefäßdekkelteil (9) hohlwandig ausgeführt und an einen Kühlwasserkreislauf mit Hilfe von biegsamen Leitungen angeschlossen ist.

14. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stochvorrichtung (20) an dem drehbeweglichen Deckelteil (9) zweidimensional bewegbar angeordnet ist

15. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Stochvorrichtung (20) mit Hilfe von am Laufkranz (12) angelenkten, durckmittelbetätigten Arbeitszylindern (24, 25) bewegbar ist

16. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche Gefäßdekkelteil als schmaler Ring (109) ausgeführt ist.

17. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem drehbeweglichen Gefäßdeckelteil (9) Beobachtungsvorrichtungen (28) angeordnet sind.

18. Reduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem drehbeweglichen Gefäßdeckelteil (9) Luftzufuhrrohre (29) mit einer Regelvorrichtung angeordnet sind.