DE2343051C2

DE2343051C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl aus Schrott

Info

Publication number: DE2343051C2
Application number: DE19732343051
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dr.-Ing. 2820 Bremen Langhammer
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Filing date: 1973-08-25
Publication date: 1976-04-15

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl aus Schrott in einem Schachtofen mit weitgehend gleichbleibendem Querschnitt, wobei die Beschickungssäule von unten her mit einer den größten Teil des Beschickungsquerschnittes beaufschlagenden elek- _so trischen Lichtbogenerwärmung abgeschmolzen und überhitzt wird, insbesondere nach Patent 22 10 467.

Gemäß dem Patent 22 10 467 wird Schrott kontinuierlich im Gegenstrom in der eingangs genannten Art mit Hilfe eines zentral liegenden tellerförmigen Lichtbogens eingeschmolzen, wobei der Lichtbogen mit Hilfe einer Elektrode erzeugt wird, die innerhalb der Achse des Einschmelzgefäßes von unten durch den Boden geführt ist.

Ein tellerförmiger Lichtbogen, der durch eine zentral angeordnete Elektrode erzeugt wird, besitzt jedoch den Nachteil, daß sein Durchmesser nicht beliebig vergrößert werden kann, so daß bei großem Querschnitt des Einschmelzgefäßes die Säule aus Einsatzmaterial nicht auf dem größten Teil ihres Querschnittes durch den Lichtbogen beaufschlagt werden kann. Große Querschnitte des Einschmelzgcfäl.k-s sind aber erstens für eine Erhöhung der Durchsatzleistung wichtig, zweitens ermöglichen sie aber auch die Einbringung sperriger und damit nur geringfügiger aufbereiteter Schrottsorten, da die Charfierölnung des Emschmelzgefaßes dementsprechend vergrößert werden kann.
■ Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schrotteinschmelzverfahren nach dem Patent 2210467, bei dem zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl aus Schrott in einem Schachtofen mit weitgehend gleichbleibendem Querschnitt die Beschikkungssäule von unten her mit einer den größten Teil des Beschickungsquerschnittes beaufschlagenden elektrischen Lichtbogenerwärmung abgeschmolzen und überhitzt wird, in der Weise zu verbessern, daß die Durchsatzleistung erhöht und geringfügig aufbereiteter Schrott verwendet werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren eingangs genannter Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Einsatzmaterial mit einem im wesentlichen schneidbrennerartig ausgebildeten, ringförmigen Lichtbogen abgeschmolzen wird.

Durch die ringförmige Ausbildung des Lichtbogens stützt sich die Schrottsäule im Einschmelzgefäß im Gegensatz zum Patent 22 10 467 nicht am Rande des Gefäßes, sondern in der Mitte auf. Durch entsprechende Anordnung des ringförmigen Lichtbogens oberhalb des abfließenden Schmelzgutes dient sie gleichzeitig zur Überhitzung des eingeschmolzenen Materials, was beispielsweise vorteilhaft für einen eventuellen Zwischentransport zu einem Konverter, Siemens-Martin-Ofen od.dgl. ist.

Zweckmäßigerweise wird das Verhältnis des Querschnittes der Einsatzmaterialsäule zum Querschnitt der beim Einschmelzen verbleibenden Stützsäule aus Einsatzmaterial so groß gehalten, daß die Wärmeableitung durch die Einsatzmaterialsäule die Überhitzung des abfließenden Schmelzgutes nur unerheblich beeinflußt.

Zur Herabsetzung des Liquidus-Punktes kann das flüssige Schmelzgut bereits am Boden des Einschmelzgefäßes beispielsweise durch Einblasen von Kohle aufgekohlt werden, um eine größere Überhitzung des Schmelzgutes zu erreichen. Auch können zusätzliche Mittel zum Überhitzen des Schmelzgutes in Form einer Induktionsspule od. dgl. im Boden des Gefäßes oder in Form eines besonders auf das Schmelzgut gerichteten Lichtbogens vorgesehen sein. Diese können entweder darin bestehen, daß Elektroden vorgesehen sind, die einen schneidbrennerartigen oder tellerförmigen Lichtbogen mit einem nach unten gerichteten Lichtbogenteii erzeugen, oder daß zusätzliche Elektroden angeordnet sind, deren Lichtbogen auf das flüssige Schmelzgut gerichtet sind.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die durch Mittel zum Erzeugen eines im wesentlichen schneidbrennerartig ausgebildeten, ringförmigen Lichtbogens gekennzeichnet ist.

Der ringförmige Lichtbogen kann durch mehrere am Umfang des Einschmelzgefäßes in der Nähe des Bodens des Einschmelzgefäßes verteilte Elektroden erzeugt werden, die zum Boden des Einschmelzgefäßes hin geneigt sind, um das Austreten von flüssigem Schmelzgut aus den zwischen den Elektroden und der Wandung des Einschmelzgefäßes befindlichen Spalten zu vermeiden.

Diese Elektroden können so ausgebildet werden, daß eine unterschiedliche Beaufschlagung, d. h. eine

individuelle Veranlassung des Wärmeangebotes in Segmenten ermöglicht wird, was vorteilhaft ist, wenn infolge ungleichmäßiger Schrottverteilung oder bei ungleichmäßiger Abschmelzgesciiwindigkeit bestimmte Bereiche unterschiedlich beaufschlagt werden sollen. In gleicher Weise können durch Veränderung der Lichtbogenrichtung und der Lichtbogenform Bereiche erfaßt werden, in denen sich langsamer schmelzende Ansätze gebildet haben. Auch kann eine entsprechende Ausbildung der Lichtbogenform zur Überhitzung des flüssigen Schmelzgutes ausgenutzt werden.

Bei Verwendung von mehreren einzelnen Elektroden darf die Beaufschlagung jedoch nicht zur Bildung einzelner unabhängiger kavernenartiger Hohlräume führen. Die Elektroden müssen so beaufschlagt werden, daß sich in jedem Fall eine im wesentlichen scheibenförmige Gesamtfläche einstellt, die bis auf den inneren Stützbereich keine toten, d. h. ungeschmolzenen Bereiche aufweist, die ein ungehindertes, gleichmäßiges Absinken der Schrottsäule verhindern könnten.

Die periphere Anordnung eines Elektrodensystems erleichtert vorteilbsit die Wartung und die unmittelbare Beobachtung von Defekten. Die einzelnen Elektroden können in Richtung der Gefäßachse oder auch in mehr tangentialer Richtung zur Gefäßwandung brennen. Auch ist eine Kombination beispielsweise mit einer von unten durch den Boden des Einschmelzgefäßes geführten Elektrode möglich, wobei sich dann ein ringförmiger Stützbereich für die Einsatzmaterialsäule ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den unteren Teil eines Einschmelzgefäßes gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie U-II von Fig. 1.

Das allgemein mit I bezeichnete Einschmelzgefäß, das einen sich leicht nach unten vergrößernden Innendurchmesser besitzen kann und im wesentliehen zylinderförmig ausgebildet ist, wird über eine Chargieröifnung, beispielsweise mit Hilfe eines Beschickungsbandes, mit Schrott kontinuierlich beschickt. Dieses Einsatzmaterial 2 wird von unten durch eine Reihe von am Umfang des Einschmelzgefäßes angeordneten, zum Boden des Einschmelzgefäßes hin geneigten Elektroden 4, die einen im wesentlichen ringförmigen schneidbrennerartigen Lichtbogen 6 erzeugen, beaufschlagt. Durch den Lichtbogen 6 wird ein rotationssymmetrischer, scheibenförmiger Hohlraum erzeugt. Das aufgeschmolzene Material 8 fließt zunächst auf den Boden des Gefäßes 1 und dann über einen Abfluß 9 in ein Auffanggefäß.

Der Ausfluß 9 ist erhöht in der Wandung 13 des Gefäßes 1 angebracht und bewirkt, daß das flüssige Schmelzgut nicht sofort durch den Ausfluß 9 abfließen kann, sondern eine bestimmte Zeit auf dem Boden des Einschmelzgefäßes I verbleibt, um durch den Lichtbogen 6 überhitzt zu werden.

Durch ringförmige Schlitze 5 um die Elektroden 4 kann reduzierendes Gas wie Methan od. dgl. eingeführt werden. Über eine Abgasleitung werden die Abgase entfernt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl aus Schrott in einem Schachtofen mit weitgehend gleichbleibendem Querschnitt, wobei 5 die Beschickungssäule von unten her mit einer den größten Teil des Beschickungsquerschnittes beaufschlagenden elektrischen Lichtbogenerwärmung abgeschmolzen und überhitzt wird, insbesondere nach Patent 2210 467, dadurch ge- "> kennzeichnet, daß das Einsatrmaterial mii einem im wesentlichen schneidbrennerartig ausgebildeten, ringförmigen Lichtbogen abgeschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ¹S kennzeichnet, daß das Verhältnis des Querschnittes der Einsatzmaterialsäule zum Querschnitt der beim Einschmelzen verbleibenden Stützsäuie aus EinsatzmateriaJ so groß gehalten wird, daß die Wärmeableitung durch die Einsatzmaterialsäule die Überhitzung des abfließenden Schmelzgutes nur unerheblich beeinflußt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Schmelzgut am Boden des Einschmelzgefäßes aufgekohlt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß langsamer schmelzende Ansätze der Einsatzmaterialsäule durch unterschiedliche Beaufschlagung des Lichtbogens abgeschmolzen werden.
5. Schachtofen mit weitgehend gleichbleibendem Querschnitt, mit unter der Beschickungssäule im Ofen angeordneten Elektroden zur Beaufschlagung der Beschickungssäule mit einem Lichtbogen von unten zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch am Umfang des Ofens (1) verteilten, zum Boden des Ofens hin geneigten Elektroden (4).