DE2526220C3

DE2526220C3 - Verfahren zur Herstellung von Stahl in einem Gleichstrom-Lichtbogenofen und Lichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2526220C3
Application number: DE2526220A
Authority: DE
Inventors: Sven-Einar Dipl.-Ing. Voesteraas Stenkvist (Schweden)
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1978-04-06
Also published as: FR2276388B1; DE2526220B2; JPS5538009B2; US3999000A; DE7518767U; GB1501964A; SE7408235L; DE2526220A1; FR2276388A1; JPS5114808A; SE382828B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stahl in einem mit Gleichstrom gespeisten Lichtbogenofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Lichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, Stahl mittels Gleichstrom-Lichtbogenöfen herzustellen. Eines dieser bekannter. Verfahren besteht darin, in einem Ofengefäß mit mindestens einer als Kathode geschalteten Lichtbogenelektrode und

65 einer als Anode geschalteten Startelektrode durch Kontakt mit dem chargierten festen Material einen Lichtbogen zu erzeugen, durch den dieses Material geschmolzen wird, wobei sich allmählich eine gewisse Bodenschmelze im Gefäß ansammelt. Nachdem sich eine ausreichende Schmelzenmenge am Boden angesammelt hat, wird entweder der Strom zur Startelektrode abgeschaltet und der positive Pol der Stromquelle an eine Schmelzkontaktelektrode geschaltet, oder es wird eine solche bewegliche Schmelzkontaktelektrode in den unteren Teil des Ofengefäßes eingeführt, welche Elektrode an die positive Stromquelle angeschlossen ist oder wird. Die Startelektrode wird im Zusammenhang mit der Übernahme des Stromes durch die Schmelzkontaktelektrode vom Kontakt mit der Charge abgehoben. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man Schalter zum Umschalten der sehr hohen Ströme zwischen der Starteiektrode und der Schmelzkontaktelektrode anordnen muß. Dies hat zur Folge, daß dieses bekannte Verfahren nur bei kleineren und mittelgroßen Öfen, jedoch nicht bei großen Öfen mit Erfolg angewendet werden kann. Ähnliche Schwierigkeiten treten auf beim Anordnen einer beweglichen Schmelzkontaktelektrode.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren derart weiterzuentwickeln, daß sie auch für große Öfen in wirtschaftlicher Weise Verwendung finden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genanntem Art vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist im Anspruch 2 genannt.

Der Erfindung liegt zugleich die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zu entwickeln.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Ofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3 vorgesclilagen, der die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 genannten Merkmale enthält. Vorteilhafte Ausbildungen des Ofens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 und S genannt.

Die Erfindung ermöglicht es, auf Schalter zum Umschalten zwischen der Startelektrode und der Schmelzkontaktelektrode zu verzichten. Das Verfahren kann daher auch für große öfen erfolgreich verwendet werden. Gleichzeitig entfällt durch die Erfindung die Notwendigkeit der Steuerung einer beweglichen Schmelzkontaktelektrode, die ein großes Problem darstellt. Der Schmelzprozeß kann bei der Erfindung in Gang gesetzt werden, ohne in der Elektrodentasche reinigen und nachbeschicken zu müssen, und man nutzt im übrigen die Vorteile bei der Herstellung von Stahl mittels Gleichstrom aus, die in der Technik bekannt sind.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels eines Ofens nach der Erfindung soll diese näher erläutert werden.

Die Figur zeigt ein Ofengefäß 1 mit einem Gewölbe 2, durch welches eine oder mehrere Lichtbogenelektroden 3 aus Grafit oder des Söderbergtyps geführt sind. Diese Lichtbogenelektroden 3 sind als Kathode geschaltet, d. h. sie sind mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle 4 verbunden. Durch das Gewölbe 2 ist ferner eine Startelektrode 5 geführt, welche mittels nicht gezeigter Steuervorrichtungen gehoben und gesenkt werden kann. Statt durch das Gewölbe 2 kann diese Startelektrode auch durch die Wand des Ofengefäßes I

geführt werden. Die Startelektrode ist an den positiven Pol der Stromquelle 4 angeschlossen. Unten am OfengefäO ist eine Schmelzkontaktelektrode 6 angeordnet, die ebenfalls an den positiven Pol der Stromquelle 4 angeschlossen ist. Die Schmelzkontaktelektrode kann, kurzgefaßt, aus einem oder mehreren Stahlrohlingen bestehen, die in direktem Kontakt mit der Schmelze stehen. Diese Stahlrohlinge 7 sind von einer Gießmasse 8, z. B. Magnesitmasse, umgeben, in weiche sie eingegossen sind. Diese Schmelzkontaktelektrode sowie ihre Kontaktvorrichtung 9 werden auf geeignete Weise gekühlt. Die Schmelzkontaktelektrode ist, wie gezeigt, an einem Bodenabschnitt des Ofengefäßes fest angeordnet. Die zuerst gebildete Schmelze soll mit der Stahlelektrode 7 dieser Schmelzkontaktelektrode 6 in Kontakt kommen. Das Ofengefäß wird mit Schrott 10 mittels nicht gezeigter Beschickungsvorrichtungen beschickt, und während des Betriebs soll die Lichtbogenelektrode 3 (Kathode) den Schrott nicht berühren. Die senkrecht verstellbare Startelektrode die auch Schrottkuniakleiektrode genannt wird, wird zu Beginn des Prozesses bis auf den Schrott hinuntergetührt. Die Startelektrode 5 kann auf verschiedene Art ausgebildet sein; es kann z. B. eine normale Grafitelektrode sein, die durch das Gewölbe 2 in den Ofen eingeführt wird und die mit einer gewissen Anpreßkraft auf die Charge 10 gesetzt wird und somit keinen Lichtbogen zieht. Diese Startelektrode wird normalerweise aus der Charge herausgezogen, wenn der Lichtbogenslrom von der Schmelzkontaktelektrode 6 übernommen wird; sie kann auch völlig aus dem Ofenraum herausgezogen werden. In gewissen Fällen kann man die Startelektrode jedoch auf der Charge stehenlassen, wenn die Schmelzkontaktelektrode den Lichtbogenstrom übernommen hat. Eine Regelung der Startelektrode im herkömmlichen Sinne ist nicht erforderlich, sondern lediglich eine Bedienungsvorrichtung, die hydraulisch, pneumalisch oder elektromechanisch arbeiten kann.

Als Alternative zu der beschriebenen Startelektrodcnkonstrukiion kann diese so ausgeführt werden, daß sie durch die Seite des Ofengefäßes 1 auf den Schrott (Charge) 10 geführt wird.

Auch kann die Startelektrode (Schrottkontaktelektrode) 5 aus einer kleineren Menge zerkleinerten Schrottes oder eines anderen geeigneten, einheitlichen Beschickungsmaterials bestehen, das mit einem durch die Seite des OfengefäBes 1 (nicht gezeigt) geführten,

S hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch angetriebenen Kolbens gegen die ungeschmolzene Ofencharge 10 gepreßt wird. Zweckmäßigerweise wird dieser Kolbenmechanismus mit einer Zuführungsanordnung für zerkleinerten Schrott kombiniert, so daß man

ίο bei Bedarf einfach einen neuen Satz einfüllen kann, der vom Kolben gegen die Charge gepreßt wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läuft wie folgt ab. Man beschickt den Ofen mit festem Schrott 10 und preßt die Startelektrode auf diesen Schrott. Die Startelektrode 5 ist an den positiven Pol der Gleichstromquelle 4 angeschlossen, und die eine oder mehreren Lichtbogenelektroden 3 sind an den negativen Pol angeschlossen. Zwischen dem mit der Startelektiode 5 in Kontakt stehenden Schrott 10 und

ίο der Lichtbogenelektrode 3 entsteht Λη Lichtbogen, und die Charge wird erwärmt, wobei im Ofeagefäß sich eine gewisse Bodenschmelze 11 ansammelt. Diese Bodenschmelze wächst mit dem Schmelzvorgang an, so daß der Lichtbogenstrom allmählich automatisch von der Starte! cktrode 5 zur Schmelzkontaktelektrode 6 kommutiert, und zwar ohne daß ein Schalter betätigt zu werden braucht. Die Kommutierung erfolgt also völlig selbsttätig, und nachdem sie stattgefunden hat, wird die Startelektrode 5 vorzugsweise von der Charge abgehoben und eventuell ganz aus dem Ofen herausgezogen. Die Startelektrode 5 wird während des Betriebs vorzugsweise gegen Hochziehen verriegelt, bis die Kommutierung stattgefunden hat, wonach die Startelektrode, beispielsweise mittels der erwähnten Bedienungsvorrichtungen, hochgehoben wird. Die Steuerung dieser Bedienungsvorrichtungen kann aufzweckmäßige Art durch an sich bekannte elektronische Steuervorrichtungen geschehen.

Das beschriebene Verfahren kann im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens in vielfacher Weise abgewandelt werden. So kann beispielsweise das Chargieren ganz oder teilweise mit bereits geschmolzenem Material erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Stahl in einem mit Gleichstrom gespeisten Lichtbogenofen, der mit mindestens einer Lichtbogenelektrode, einer Startelektrode und einer Schmelzkontaktelektrode ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode, die mit dem Piuspol einer Gleichstromquelle verbunden wird, nach dem Beschicken des Ofens mit Schrott in Kontakt mit diesem Schrott gebracht wird, daß zwischen dem Schrott und der an den Minuspol angeschlossenen Lichtbogenelektrode (Kathode) ein Lichtbogen zündet, daß die im unteren Teil des Ofens ,₅ angebrachte Schmelzkontaktelektrode an den Piuspol angeschlossen ist, und daß, nachdem unter der Wirkung der sich bildenden Bodenschmelze ein wesentlicher Teil des Lichtbogenstromes von der Startelektrade zur Schmelzkontaktelektrode kornmutiert hat, die Starteiektrode vorzugsweise vom Schrott kontakttrennend abgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode bis zum wesentlichen Abschluß der Kommutierung gegen Hochhe- ben verriegelt wird und anschließend über eine vorzugsweise elektronisch gesteuerte Hubeinrichtung hochgezogen wird.

3. Gleichstromlichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einer oder mehreren Lichtbogenelektroden, die an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen sind, einer Starteiektrode und einer Schmelzkontaktelektrode, die an den positiven Pol derselben Gleichstromquelle angeschlossen sind, sowie mit einem Ofengefäß, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkontaktelektrode (6) fest am unteren Teil des Ofengefäßes (1) angeordnet und permanent an den positiven Pol angeschlossen ist und daß die Starteiektrode (5) auf bekannte Weise hochgehoben werden kann und an den positiven Pol angeschlossen ist.

4. Gleichstromlichtbogenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode aus einer kleineren Menge zerkleinerten Schrotts oder aus einem anderen geeigneten, einheitlichen Beschickungsmaterial besteht, das gegen die ungeschmolzene Ofencharge (10) preßbar ist, beispielsweise mittels einer hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch arbeitenden Vorrichtung. J₀

5. Gleichstromlichtbogenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkontaktelektrode (6) (Badeelektrode) an der Seite des Ofengefäßes (1) angeordnet ist.

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