DE2504106A1

DE2504106A1 - Verfahren und vorrichtung zur stahlherstellung

Info

Publication number: DE2504106A1
Application number: DE19752504106
Authority: DE
Inventors: Trevor Topham
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-31
Publication date: 1975-08-07
Also published as: FR2259907A1; ES433419A1

Description

BRITISH STEEL CORPORATION, 33 Grosvenor Place, LONDON / England

Verfahren und Vorrichtung zur Stahlherstellung

Die Erfindung bezieht sich auf die Stahlherstellung und insbesondere auf eine Stahlherstellung in einem elektrischen Gleichstrom-Lichtbogen-Ofen.

Bei der Stahlherstellung in einem Lichtbogen-Ofen wird eine Schrottcharge im Ofengefäß durch Lichtbogen geschmolzen, die zwischen der Charge und den leitfähigen Elektroden gezogen werden, die durch das Dach des Ofens in das Gefäß einstehen. Dann wird die geschmolzene Charge raffiniert und während dieser Periode wird über die Lichtbogen kontinuierlich Wärme zugeführt. Um die Sohmelzperiode zu verkürzen, ist es zweckmäßig die Schrottcharge vorzuernitzen und bisher geschah dies gewöhnlich in einer getrennten Anlage, die z.B. durch Gas oder öl beheizt wurde. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Schrottchargen dadurch zu erhitzen, daß die Energie ausgenutzt wird, die den heißen Abgasen innewohnet, welche aus dem Stahlofen ausströmen. Alle diese Vorerhitzungsanlagen erfordern jedoch . eine Handhabung des heißen Schrottes zum Zwecke der Beschickung und die Temperatur auf die der Schrott gebracht werden kann, ist begrenzt, da ein örtliches Schmelzen vermieden werden muß, weil andernfalls der geschmolzene Schrott bei der Wiedererstarrung eine Brücke im Schrottkübel oder einem anderen Behälter bilden kann, oder sogar die Beschickungstüren des Kübels verklemmen kann, wodurch eine

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Entladung des Kübels verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stahlherstellung einschließlich der Schrottvorerhitzung zu verbessern und die beschriebenen Nachteile unter voller Ausnutzung der verfügbaren Wärmeenergie zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Gefäße durch einen Kanal verbunden werden und abwechselnd benutzt werden, um im Lichtbogen ein Schmelzen bzw. ein Prischen zu bewirken, während im anderen Gefäß die Schrottcharge vorerhitzt wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß während des Schmelz- und Frisehvorganges in einem Gefäß die heißen Abgase, die hierbei entstehen, über den Kanal nach dem anderen Gefäß geleitet werden, um eine Vorerhitzung der Scnrottladung in diesem Gefäß an verbinden, wobei jedes Gefäß unabhängig zum Zwecke der Abzapfung betätigbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Stahlherstellung, die zwei durch einen Kanal verbundene Gefäße aufweist, wobei der Kanal heiße Abgase von einem Gefäß nach dem anderen überleiten kann und Mittel vorgesehen sind, um abwechselnd den Lichtbogenschmelz- und Prischvorgang bzw. die Schrottbeschickung und Vorerhitzung vorzunehmen und wobei «jedes Gefäß unabhängig von dem anderen entladen werden kann.

Den Gefäßen sind zwei austauschbare Deckel zugeordnet,von denen der eine Elektroden aufnimmt, um den Schmelz- Frischvorgang durchzuführen, während der andere Deckel im wesentlichen eben ist, um die Wärme während der Vorerhitzung am Austreten aus dem Gefäß zu hindern.

In dem die Kanäle verbindenden Kanal kann ein durch Gas oder öl beheizter Brenner angeordnet sein, um die brennbaren Bestandteile im Abgas zu zünden und auf diese Weise die Vorer-

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hitzung zu unterstützen.

Durch die beiden öfen ist ein kontinuierlicher Strömungspfad gerührt, um die Abgase durch den Kanal zu leiten und um einen umkehrbaren Strömungspfad zu bilden, wobei zwei weitere Kanäle auf der dem mittleren Verbindungskanal entgegengesetzten Seite •vorgesehen sind. In diesem Strömungspfad wird stromoberseitig eines Absauggebläses ein umsteuerbares Ventil benutzt, um die Strömungsrichtung festzulegen.

Vorzugsweise liegen die öffnungen der Kanäle in den Gefäßen längs einer gemeinsamen Achse, um die die Gefäße gekippt werden können, um eine Entladung vorzunehmen, so daß unabhängig von der Lage jedes Gefäßes die Abgase abgezogen werden können.

Durch die Erfindung werden beträchtliche Energiekosteneinsparungen gewährleistet, indem die Abgase zuvor Erhitzung ausgenutzt werden, und es wird außerdem der Vorteil erreicht, daß keine spezielle Vorerhitzungsanlage mit der Notwendigkeit einer mechanischen Behandlung der vorerhitzten Charge notwendig ist* Außerdem sind zusätzlich zu den Installationen herkömmlicher Lichtbogenöfen keine weiteren Anlagen erforderlich. Es wird nur ein einziger Transformator und eine einzige Grußße von Elektroden für die beiden öfen benötigt, und bei zusammengeführten Austrittskanälen ist nur ein einziges Absauggebläse und eine einzige Gasreinigungsanlage erforderlich. Da das Verfahren praktisch kontinuierlich durchgeführt werden kann, ist eine sehr viel bessere Ausnutzung der verfügbaren elektrischen und, mechanischen Behandlungseinrichtungen und der zugeordneten Steueranlagen möglich.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 bis 5 einen gemäß der Erfindung ausgebildeten

Zwillingslichtbogen-Ofen, wobei die einzelnen Figuren die Aufeinanderfolge der Arbeitsgänge eines vollständigen Zyklus erkennen lassen.

Die Anlage weist zwei einander identische Ofentlause 1 und 2 auf, von denen jeder mit einem Abzug 3 bzw. 4 in jenen Seitenwänden versehen ist, die diametral einander gegenüberliegen und auf einer gemeinsamen Achse befindlich sind. Die öfen sind unabhängig von einander in herkömmlicher Weise schwenkbar zum Zwecke der Entnahme, wobei die Schwenkung über die erwähnte geraeinsame Achse erfolgt. Zwischen den inneren aufeinander ausgerichteten Abzügen 3 und 4 ist ein zentraler Verbindungskanal 5 angeordnet, und weitere Leitungen 6, J schließen an die äußeren Abzüge an und stehen mit nicht dargestellten Leitungen in Verbindung, in denen ein umsteuerbares Ventil benutzt wird, um die Strömungsriehtung in der noch zu beschreibenden Weise zu ändern. Die Ofendeckel 8,9 sind austauschbar und der eine Deckel 8 weist Löcher 10 auf, die drei Elektroden 11 in herkömmlicher Weise aufnehmen, während derandere Deckel die Gestalt eines flachen Domes besitzt. In der zentralen Verbindungsleitung 5 sind Hilfsbrenner 12 angeordnet, die durch Gas oder öl beheizt werden können.

Bei der Beschreibung der Arbeitsweise eines solchen Ofens ist es üblich, mit der Folge zu beginnen, nachdem.der Frischvorgang im Ofengefäß 1 gerade vollendet ist und eine Schrottcharge Ij5 in das Ofengefäß 2 eingebracht ist, um vorerhitzt zu werden. (Figur 1) Ein Sauggebläse in dem gemeinsamen Leitungssystem (nicht dargestellt) bewirkt einen Absaugstrom durch die öfen über den Kanal 7 in der in Figur 1 dargestellten Pfeilrichtung, wobei Luft über die offenen Gelenke der Entladungsverbindungen eingesaugt wird.

509832/0765 ./,

Eine zusätzliche Erhitzung wird durch die Brennstoff brenner.

12 in dem mittleren "Verbindungskanal 5 bewirkt, so daß die heißen Gase, die aus dem Ofen 1 ausgestoßen werden, einer weiteren Erhitzung ausgesetzt sind, bevor sie durch die Charge

13 hindurchtreten und diese vorerhitzen.

Am Ende dieser Verfahrensstufe wird die Schmelze im Ofen 1 abgestochen. Die Deckel 8 und 9 werden dann geschwenkt und gegeneinander ausgetauscht, wie das aus Figur 2 ersichtlich ist und die Brenner 12 werden während dieser Periode gelöscht« Der Schmelzvorgang wird dann im Ofen 2 fortgesetzt, nachdem die erforderlichen Einstellungen der Eelktroden getroffen wurden«

Bevor in den Ofen 1 eine neue kalte Schrottcharge eingebracht wird (Figur 3) wird dieser abgeputzt. Dann wird das Abgasventil umgeschaltet, so daß die Strömungsrichtung der Gase wie in Preilrichtung gemäß Figur J5 ersichtlich verläuft, und die Gase durch den Kanal 6 abgezogen werden. Die Brenner 12 werden erneut gezündet. Die Abschmelzung in dem Ofen 2 setzt sich fort, während die Schrottladung im Ofen 1 jetzt vorerhitzt wird* Es kann sich eine weitere Beschickung mit Schrott im Ofen 2 erforderlich machen, wenn das Schmelzverfahren fortschreitet.

Nach Vollendung des Schmelzverfahrens wird eine Stahlfrischung im Ofen 2 unter Zuhilfenahme von Sauerstoff durchgeführt, der über eine Lanze 14 (Figur 4) eingeführt wird. Es werden dann die Brenner gelöscht und die Vorerhitzung setzt sich wie oben im Ofen 1 fort.

Nach Vollendung des Frischvorganges werden die Brenner 12 wiederum gezündet und die Vorerhitzung wird im Ofen 1 vollendet bevor die Charge vom Ofen 2 abgestochen wird.

Nachdem der Ofen 2 abgestochen ist, werden die Deckel wieder

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ausgetauscht und die vorerhitzte Charge im Ofen 1 wird niedergesohmolzen und es wird das Abputzen beendet, wodurch der Zyklus abgeschlossen ist.

Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf eine bestimmte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch klar,' daß verschiedene Abwandlungen getroffen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. So könnte die Anlage beispielsweise so abgewandelt werden, daß eine kontinuierliche Beschickung mit einem speziellen eisenhaltigen Material erfolgt, so daß eine Beschickung mit vorbestimmten Quanten nicht erforderlich ist. Gemäß der beschriebenen Ausführungsform wird Luft durch die Spalte angesaugt, jedoch kann die Verbrennungsluft stattdessen auch in diesen Bereich geblasen werden· Außerdem ist die Austauschbarkeit der Deckel nicht erforderlich, sondern es könnten lediglich die Elektroden austauschbar gemacht werden, wobei beide Deckel Löcher zur Aufnahme der Elektroden aufweisen müssen. Die öffnungen in dem Vorheizofendeckel werden durch ein Gas oder durch mechanische Stopfen abgedichtet wenn lediglich die Elektroden von einem Deckel nach dem anderen bewegbar angeordnet sind. Es kann jedoch auch jeder Deckel ständig mit einem Satz von Elektroden ausgestattet sein, wobei diese beiden Gruppen abwechselnd entsprechend den jeweiligen Verfahrenssohritt,der in dem Gefäß durchgeführt wird, erregt werden.

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Stahlherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch einen Kanal (5) verbundene Ofengefäße (1,2) abwechselnd für das Lichtbogenschmelz- bzw.-frischverfahren und das Sehrottbeschickungs- bzw. Vorerhitzungsverfahren benutzt werden, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß während der Durchführung des Schmelz- Frischvorganges in dem einen Ofen die heißen Abgase aus diesem Ofengefäß über den Kanal nach dem anderen Gefäß überführt werden, um eine Vorerhitzung der darin befindlichen Schrottcharge zu bewirken, wobei die beiden Ofengefäße unabhängig voneinander zum Zwecke der Entladung betätigbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase weiter zur Schrottvorerhitzung durch Brenner (12) in dem Verbindungskanal (5) erhitzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (8,9) der beiden Ofengefäßje austauschbar sind, um das Schmelz- Frisch Verfahren einerseits und die Schrotterhitzung andererseits zu bewirken.

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4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeiehn et, daß eine Gruppe von Elektroden zwischen den Deckeln der beiden Ofengefäße austauschbar ist, um den Schmelz-Frischvorgang in dem betreffenden Gefäß durchführen zu können.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch einen Verbindungskanal (5) verbundene Ofengefäße (1,2) vorgesehen sind, wobei der Verbindungskanal heiße Abgase von dem einen Gefäß nach dem anderen überführt und daß Mittel vorgesehen sind, um abwechselnd den Schmelz- Frischvorgang und die Schrottbeladung-Erhitzung in den beiden Gefäßen durchzuführen, wobei jedes Gefäß unabhängig von dem anderen zum Zwecke der Entladung betätigbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Brenner (12) in dem Verbindungskanal (5) angeordnet sind, um die Abgase zusätzlich zu erhitzen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlicher Strömungspfad durch die beiden Kanäle vorgesehen ist, um die Abgase durch den Kanal zu leiten und daß zwei weitere Kanäle (6,7) auf gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind, die auf den Verbindungskanal (5) ausgerichtet sind, und daß ein umstellsteuerbares

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Ventil im Strömungspfad stromoberseitig eines Abzugsgebläses angeordnet ist, um die Strömungsrichtung zu bestimmen.

8. Vorrichtung naoh Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen der Kanäle (5,6,7) in den Gefäßen auf einer gemeinsamen Achse liegen, um die die Gefäße zum Zwecke der Entladung schwenkbar sind. .

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gefäße mit austauschbaren Deckeln (8,9) versehen sind, und daß der eine Deckel (8) eine Gruppe von Elektroden (11) aufnimmt, um den Schmelz-Frisch-Vorgang durchzuführen und der andere Deckel (9) abgedichtet ist, um das betreffende Gefäß gegen Entweichen der Hitze zu schützen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel der beiden Gefäße je mit einer Elektrodenhalterung versehen sind, und daß eine einzelne Elektrodengruppe austauschbar von dem einen Deckel in den anderen einsetzbar ist, in Abhängigkeit von dem Verfahrensschritt, der in dem jeweiligen Gefäß durchgeführt wird.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, . dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Deckel der Gefäße mit je einer Elektrodenguppe ausgestattet sind, und daß jeweils die Gruppe von Elektroden erregt wird, die dem Gefäß zugeordnet ist in dem der Schmelz-Prisch-Vorgang stattfindet.

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