DE2526815A1

DE2526815A1 - Verfahren zum automatischen entschlacken eines kupolofens

Info

Publication number: DE2526815A1
Application number: DE19752526815
Authority: DE
Inventors: Louis Chaze
Original assignee: Centre Technique des Industries de la Fonderie
Current assignee: Centre Technique des Industries de la Fonderie
Priority date: 1974-06-27
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1976-01-15
Also published as: GB1507918A; LU72819A1; IT1038865B; NL7507726A; BE830772A; NL173997C; FR2276385B1; NL173997B; DE2526815C2; US4057231A; FR2276385A1

Description

Ba 3276

CENTRE TECHNIQUE DES INDUSTRIES DE LA FONDERIE, Paris,

Frankreich

Verfahren zum automatischen Entschlacken eines

Kupolofens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Entschlacken eines Kupolofens mit intermittierendem Schmelzabstich. Die Erfindung betrifft ferner einen Kupolofen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die bisher bekannten Kupolöfen mit intermittierendem Schmelzabstich besitzen den Vorteil, daß sie die Schmelze zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abstichvorgängen im Schmelzraum "heiß" halten. Diese Kupolöfen besitzen in ihrer Seitenwand ein Schmelzabflußloch, das in den Schmelzraum etwa auf der Höhe des Bodens einmündet. Dieses Loch ist normalerweise durch einen feuerfesten Stopfen verschlossen. Soll Schmelze abgezogen werden, so entfernt die Bedienungsperson diesen Stopfen, woraufhin Schmelze austritt und durch einen Abflußkanal abgezogen wird.

Die bekannten Kupolöfen enthalten ferner zwischen diesem Schmalzabflußloch und den im oberen Bereich des Schmelzraumes vorgesehenen Lufteinblasrohren wenigstens ein Schlackanabzugsloch, das im Normalbetrieb gleichfalls durch einen feuerfesten Stopfen verschlossen

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ist. Da sich die Schlacke in dem Maße auf der Schmelze bildet, wie der Schmelzvorgang voranschreitet, muß die Schlacke von Zeit zu Zeit durch intermittierende Abstiche entfernt werden.

Dieser Schlackenabstich erfolgt bisher manuell. Wird dieser Vorgang richtig durchgeführt, so tritt die Schlacke stoßartig aus, wobei jedoch ihre Granulation unter einem Wasserstrahl unmöglich ist (die Granulation erleichtert bekanntlich die Handhabung der Schlacke und verbessert die Arbeitsbedingungen am Kupolofen). Tatsächlich wird jedoch der Schlackenabstich häufig sehr schlecht ausgeführt; er dauert infolgedessen lang, und aus dem Schlackenabzugsloch treten in beträchtlicher Menge Gase aus dem Schmelzraum aus, was den Betrieb des Kupolofens beeinträchtigt.

Hinzu kommt, daß der häufig sehr heftige, projektionsähnliche Schlackenaustritt in einer von der Bedienungsperson nicht vorhersehbaren Richtung die Arbeit am Kupolofen gefährlich macht und erschwert. Wenn ferner die Bedienungsperson nicht besonders aufmerksam ist oder wenn das Schlackenniveau aus irgendwelchen Gründen schwierig zu steuern ist, so besteht die GeJfahr, daß Schlacke in die Lufteinblasrohre eindringt und sie mehr oder weniger verstopft.

Nachteilig ist ferner, daß zum Verschließen des Schlackenabzugsloches die Luftzufuhr abgeschaltet werden muß^ was theoretisch zwar nur wenige Minuten, in der Praxis jedoch oft mehr als 10 Minuten erfordert. Es liegt auf der Hand, daß der Betrieb des

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Kupolofens auch aus diesem Grunde beträchtlich gestört wird.

Die Stärke der Schlackenschicht im Schmelzraum schwankt andererseits zwischen 0 und 300 mm, was die Qualität der Schmelze beeinflußt.

Es läßt sich jedenfalls feststellen, daß bei dem manuellen Schmelzabstich und dem gleichfalls manuellen Schlackenabzug die Qualitäten der Bedienungsperson und ihre etwaigen Unzulänglichkeiten entscheidend dafür sind, ob optimale Betriebsbedingungen erreicht werden; im allgemeinen sind mehr oder weniger große Störungen und Schwankungen im Betrieb des Kupolofens aus den geschilderten Gründen unvermeidlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile ein Verfahren zur automatischen Entschlackung (sowie einen nach diesem Verfahren arbeitenden Kupolofen) zu schaffen, wobei der Schlackenabzug ohne Einflußnahme des Personals frei erfolgt und in seiner Zeitdauer verhältnismäßig lang gestreckt ist (50 bis 60% der gesamten Betriebszeit), so daß evtl. eine Granulation erfolgen kann, ohne daß die Gefahr eines Erstarrens der Schlacke besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man den Bodenbereich des Schmelzraumes ständig mit der Atmosphäre über einen Siphon in Verbindung stehenläßt, dessen Verbindungskante im Niveau so gewählt ist, daß die zwischen Schmelze und Schlacke vorhandene Grenzfläche zeitweise oberhalb und zeitweise unterhalb dieser Verbindungskante liegt.

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Bel einem nach diesem Verfahren arbeitenden erfindungsgemäßen Kupolofen sind vorgesehen:

- In an sich bekannter Welse einerseits ein Schmelzabflußloch, das auf Bodenhöhe3n den Schmelzraum einmündet und durch einen Stopfen verschließbar ist und andererseits in den oberen Bereich des Schmelzraumes hineinreichende Lufteinblasrohre,

- und ein Siphon, der mit dem Schmelzraum über einen Kanal in Verbindung steht, dessen untere Kante nahe dem Boden des Schmelzraumes liegt und dessen obere Kante (Verbindungskante) unterhalb des maximal zulässigen Schmelzniveaus liegt, das durch das Niveau des Siphon-Überlaufwehres bestimmt 1st, wobei das maximal zulässige Niveau der Schlacke seinerseits unter den Lufteinblasrohren liegt.

Ein AusfUhrungsbeispiel eines Kupolofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. Die Pig. I bis 6 zeigen den unteren Teil eines erfindungsgemäßen Kupolofens in verschiedenen Phasen des Betriebes.

Der dargestellte Kupolofen enthält In seinem unteren Teil einen Schmelzraum 1 mit einem Boden 2 und einer Seitenwand 3» wobei eine feuerfeste Auskleidung den metallischen Mantel schützt.

Die Seltenwand 3 ist mit einem Schmelz-Abflußloch versehen, das Im Innern in HOhe des Bodens 2 ausmündet und außen in einen Abfluß 5 übergeht. Das Loch 4 ist durch einen Stopfen 6 in den Zeiten abgeschlossen, in denen keine Schmelze 7 abgezogen werden soll; während dieser Zelten sammelt sich die Schmelze somit im Schmelz-

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- 5 raum 1 In dem Maße, wie die Charge schmilzt.

Die Seitenwand 3 enthält ferner im oberen Teil des Schmelzraumes 1 öffnungen 8, die in gleichmäßiger Winkelteilung am Umfang des Schmelzraumes angeordnet sind und eine leichte Neigung nach innen-unten aufweisen. Diese öffnungen sind zur Aufnahme von Lufteinblasrohren bestimmt, die an einen den Kupolofen umgebenden Windkasten angeschlossen sind.

Die Seitenwand 3 ist ferner gegenüber dem Schmelzabflußloch 4 mit einem Durchbruch 9 versehen, dessen Unterkante 10 in Höhe des Bodens 2 verläuft und dessen Oberkante 11 relativ zu dem maximalen Niveau 12 bzw. der Schmelze 7 bzw. der Schlacke 14 derart liegt, daß die Schlacke 14 durch diesen Durchbruch 9 abfließen kann, wenn das Niveau der Schmelze bei einem Abstich gesenkt wird, daß dagegen die Schlacke während zwei aufeinanderfolgenden Abstichen nicht erreicht, sondern sich über dem Niveau der Oberkante 11 des Durchbruches 9 bildet und ansammelt.

Der Durchbruch 9 stellt eine ständige Verbindung her zwischen dem unteren Bereich des Schmelzraumes 1 und dem aufsteigenden Inneren Kanal 15 eines Siphon 16, dessen Überlaufwehr 17 oberhalb der Oberkante 11 und auf einem Niveau liegt, das das maximale Niveau 13 der- Schlacke 14 unter den durch die öffnungen 8 eingeführten Luftelnblasleitungen bestimmt, ebenso wie die maximale Schichtstärke der Schlacke.

Im folgenden wird anhand der Fig. 1 bis 6 die Wirkungsweise der Vorrichtung zur automatischen Entschlackung beschrieben.

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Vor einem Abstich (Pig. 1) befindet sich die Schmelze 7 auf ihrem maximalen Niveau 12; unter der Wirkung des inneren Druckes stellt sich im Siphon 16 ein höheres Schmelz-Niveau ein, das das Überlaufwehr 17 erreicht.

Wird nun ein Abstich durchgeführt, so fließt die Schmelze 7 aus dem Loch 4 aus, dessen Stopfen 6 zu diesem Zweck entfernt wurde (Fig. 2). Das Niveau der Schmelze sinkt im Schmelzraum 1 um den gleichen Betrag wie im Siphon 16. Sobald die Schlacke 14 das Niveau der Oberkante 11 des Durchbruches 9 erreicht, ergibt sich ein Überströmvorgang vom Schmelzraum 1 in den Kanal 15 des Siphons 16 (vgl. Fig. 2 und 3).

Ist das Abziehen der Schmelze beendet, so wird ein neuer Stopfen 6 in das Loch M eingeführt (Fig. 3); am Boden des Schmelzraumes 1 ist dann noch eine Schmelzschicht geringer Stärke vorhanden.

Bei weiterer Luftzuführung bildet und sammelt sich dann erneut Schmelze, deren Niveau steigt und die damit die gleichzeitig dicker werdende Schlackenschicht nach oben schiebt (Fig. ¹J). Erreicht die Schlackenschicht das Niveau des über lauf wehre s 17 (Fig. ¹O, so fließt die Schlacke frei und kontinuierlich ab, was eine Granulation ermöglicht.

Wenn dann das Niveau der Schmelze 7 beim weiteren Ansteigen die Oberkante 11 des Durchbruches 9 erreicht, wird die Verbindung zwischen der im Schmelzraum 1 vorhandenen Schlacke IM und der im Siphon 16 befindlichen Schlacke unterbrochen. Es ist damit gewährleistet, daß

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im Schmelzraum 1 eine ausreichende Schlackenschicht verbleibt, die für einen einwandfreien Schmelzvorgang notwendig ist (vgl. Fig. 5).

Das Niveau der Schmelze steigt dann weiter sowohl im Schmelzraum 1, wobei es die darüber befindliche, sich verstärkende Schlackenschicht weiter nach oben drückt, als auch im Siphon 16, wobei die darin noch befindliche Restschlacke über das Überlaufwehr 17 ausgetragen wird (Fig. 6).

Erreicht dann die Schmelze das Überlaufwehr 17 (Fig. 6), so ist das maximale Niveau 12 der Schmelze im Schmelzraum 1 erreicht und ebenso auch das maximale Niveau 13 der Schlacke I¹I. Die Luftzufuhr kann nun erforderlichenfalls abgeschaltet werden, damit Schmelze nicht über das Überlaufwehr 17 austritt. Im allgemeinen ist jedoch eine solche Luftabschaltung nicht erforderlich, sondern es erfolgt einfach ein neuer Abstich. Dieser Abstich muß genügend groß bemessen sein, so daß die Schlacke bis unter die Oberkante 11 des Durchbruches 9 abgesenkt und eine entsprechende Schlackenmenge dann in der erläuterten Weise durch den Siphon 16 abgeführt wird; die Vorrichtung muß dabei so dimensioniert sein, daß die Schlacke den Austritt von Luft durch den Durchbruch 9 (unterhalb der Oberkante 11) zum Siphon 16 hin verhindert.

Die beschriebene Vorrichtung zum automatischen Schlackenabzug weist zahlreiche Vorteile auf:

- das Abziehen der Schlacke erfolgt automatisch ohne irgendeine Tätigkeit der Bedienungsperson des Ofens;

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da dieser Schlackenabzug kontinuierlich erfolgt und auf die Zeit verteilt ist, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden, durch das Steigen der Schmelze bewirkten Unterbrechungen liegt, kann die Granulation der Schlacke auf einfache Weise erfolgen;

indem das Schlackenabzugsloch durch einen Siphon ersetzt ist, wird ein Luftdurchtritt durch dieses Loch vermieden und damit eine Störung im Betrieb des Kupolofens ausgeschlossen; außerdem entfällt dadurch das notwendige Abstöpseln dieses Loches, und es kommen auch die sehr heftigen Schlackenergüsse in Fortfall, wodurch die Arbeitsbedingungen verbessert und die Betriebssicherheit erhöht werden;

es besteht nicht mehr die Gefahr, daß Schlacke in die Lufteinblasrohre eindringt, da jetzt eine visuelle Information vorliegt, daß die Schlacke ihr maximal zulässiges Niveau erreicht hat; wenn nämlich Schmelze am Überlaufwehr des Siphons erscheint und nicht unverzüglich ein Abstich erfolgt, muß die Luftzufuhr abgeschaltet werden;

die Stärke der Schlackenschicht wird geregelt, indem periodische Schlackenabzüge durch den Siphon über die Änderungen des Schmelzniveaus erfolgen; auf diese Weise wird der Betrieb des Ofens besser stabilisiert und die Qualität der Schmelze verbessert;

der Ofen kann halbautomatisch betrieben werden; ist nämlich der Siphon in Betrieb, so genügt es, ein mechanisches "Verschlußsystem für das Schmelzabflußloch (Stopfensystem Guillamon) zu verwenden, ferner selbstentschlackende Rohre mit automatischer Inversion.

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Es versteht sich, daß für einen einwandfreien Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewisse Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen:

- der Schlacken-Siphon muß wärmeisoliert und beheizt sein;

- die Lage der Oberkante 11 des Durchbruches 9 und das Überlaufwehr 17 müssen für den betreffenden Ofen zweckmäßig gewählt sein;

- die Schmelzabstiche müssen in zeitlich und mengenmäßig gleichmäßiger Verteilung erfolgen.

Zusammenfassend ist damit festzustellen, daß sich die erflndungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft einsetzen läßt, um bei Schmelzöfen mit intermittierendem Schlackenabzug (durch Abstich) eine automatische Entschlackung zu bewirken.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Verfahren zum automatischen Entschlacken eines Kupolofens mit intermittierendem Schmelzabzug durch Abstich, dadurch gekennzeichnet , daß man den Bodenbereich des Schmelzraumes ständig mit der Atmosphäre über einen Siphon in Verbindung stehen läßt, dessen Verbindungskante im Niveau so gewählt ist, daß die zwischen Schmelze und Schlacke vorhandene Grenzfläche zeitweise oberhalb und zeitweise unterhalb dieser Verbindungskante liegt.

2. Kupolofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand des Ofens vorgesehen sind:

- in an sich bekannter Weise einerseits ein Schmelzabflußloch, das auf Bodenhöhe in den Schmelzraum einmündet und durch einen Stopfen verschließbar ist und andererseits in den oberen Bereich des Schmelzraumes hineinreichende Lufteinblasrohre,

- und ein Siphon, der mit dem Schmelzraum über einen Kanal in Verbindung steht, dessen untere Kante nahe dem Boden des Schmelzraumes liegt und dessen obere Kante (Verbindungskante) unterhalb des maximal zulässigen Schmelzniveaus liegt, das durch das Niveau des Siphon-Überlaufwehres bestimmt ist, wobei das maximal zulässige Niveau der Schlacke seinerseits unter den Lufteinblasrohren liegt.

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