DE2557176C3 - Vorrichtung zur Beschickung von elektrischen Schmelzöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschikkung von elektrischen Schmelzofen, insbesondere von elektrothermischen Reduktionsofen, der im Oberbeg-iff des ersten Anspruchs angegebenen Gattung.

Eine derartige Beschickungsvorrichtung ist aus der US-PS 36 66 871 für geschlossene Elektroöfen bekannt: von deren trichterförmig ausgebildeter Verteilereinrichtung, die oberhalb des Elektroofens und von der Ofenmitte nach einer Seite versetzt angeordnet und über eine Rutsche beschickbar ist, gehen drei schräg nach unten verlaufende, in je einem Krümmer endende Beschickungsrohre unterschiedlicher Länge aus. Die Endabschnitte dieser unsymmetrisch angeordneten Beschickungsrohre münden jeweils unter einem Winkel zur Oberfläche der Ofencharge etwa radial von außen zur Ofenmitte hin verlaufend in symmetrisch zur Ofenmitte im Ofendeckel angeordnete Durchlässe. Innerhalb dieser Endabschnitte münden Druckluftleitungen, um das Beschickungsgut in vorgegebener Richtung gegen die Chargenoberfläche einzublasen und die Schlacke durchsetzend einzutragen, damit Anhäufun- 6Q gen von Beschickungsgut auf der Chargenoberfläche vermieden und auch eine gewisse gerichtete Schlackenströmung sowie eine gewisse Wärmeabschirmung erreicht v/erden. Nicht zu vermeiden ist hierbei indessen, daß sich ein aus hinsichtlich Gewicht und/oder Volumen" unterschiedlichen Bestandteilen zusammengesetztes Beschickungsgtit auf dem Weg vom Bunker zur Verteilereinrichtung entmischt und von dort in unterschiedlicher Zusammensetzung den einzelnen Aufgabestellen zuströmt. Ein hinsichtlich Menge und Zusammensetzung des Beschickungsguts gleichmäßiger Zulauf zu und Auslauf aus den einzelnen Beschickungsrohren ist nicht sichergestellt. Dies führt zu Unregelmäßigkeiten beim Ofenbetrieb und beim Schmelzprodukt.

Eine andere Beschickungsvorrichtung für Elektroöfen, bei der das Beschickungsgut in entsprechend dem Bedarf im Ofen nachrutschenden bzw. sich absetzenden Material- bzw. Schüttgutsäulen selbsttätig zugegeben wird, ist aus der DE-AS 11 26 626 bekannt; dabei ist oberhalb des Elektroofens und zwischen den Elektroden angeordnet ein über ein zentrales Fallrohr von einem Bunker beschickbarer zentraler Veneilerbunker vorgesehen. Vom Bodenbereich dieses Verteilerbunkers gehen etwa strahlenförmig die oberen Abschnitte mehrerer abgeknickter Beschickungsrohre aus, deren untere Abschnitte im wesentlichen vertikal verlaufend im Elektroofen münden. Zur quantitativ gleichmäßigen Aufteilung des Beschickungsguts auf die einzelnen Beschickungsrohre ist ein Verteiierkegei im Verteüerbunker angeordnet. Eine Parallel-Segregation im Beschickungsgut tritt bei der hier vorgegebenen, eine vergleichsweise große Bauhöhe bedingenden, vertikalen Anordnung von Reservebunker, Fallrohr und Verteilerbunker praktisch nicht und allenfalls in den oberen geneigten Abschnitten der Beschickungsrohre auf. Da jedoch die Beschickungsrohre stets mit Beschickungsgut gefüllt sind, welches in Form einer Materialsäule auf Grund der Schwerkraft und entsprechend der Absenkung der Charge im Ofen selbsttätig nachrutscht, und keine Ab- bzw. Verzweigungen zu mehreren Aufgabestellen aufweisen, führt auch diese etwaige Parallel-Segregation nicht zu qualitativ unterschiedlichen Zugaben an den Aufgabestellen. Zwar ist die Anordnung von Verteilerbunker und Beschickungsrohren symmetrisch, so daß eine etwa quantitativ gleichmäßige Zuteilung des Beschickungsguts zu den Aufgabestellen angenommen werden kanri, doch bestehen wegen der nicht gerade geführten Beschickungsrohre die Gefahr von Stockungen der Materialsäulen in den Beschikkungsrohren, Beschränkungen hinsichtlich der Führung und Ausbildung der Beschickungsrohre oder Schwierigkeiten bei der Ansteuerung geeigneter und für den Ofenbetrieb günstiger Aufgabestellen. Auch ist eine etwa kurzzeitig erwünschte unterschiedliche Zuteilung von Beschickungsgut an einzelnen Aufgabestellen wegen der großen Materialansammlungen in den einzelnen Abschnitten der Beschickungsvorrichtung nicht möglich.

Eine aus der DD-PS 94 887 bekannte Beschickungsvorrichtung für einen geschlossenen elektrothermischen Rechteckofen, bei der zwischen den Elektroden Verteilerbunker angeordnet sind, die jeweils über einen Schwingförderer von einem Bunker beschickt werden, und von denen stets mit einer Materialsäule gefüllte Fallrohre als vertikale Beschickungsrohre ausgehen, weist ähnliche Nachteile auf. Außerdem stellt sich hier zudem noch ein Entmischungseffekt bei der Beschikkung des Yerteilerbunkcrs ein mit der Folge, daß die davon ausgehenden, vertikalen Beschickungsrohre je nach ihrer Anordnung um Einlaß für den Beschikkungsgutstrom mit Beschickungsgut unterschiedlicher Zusammensetzung gefüllt werden und somit von daher durch die daraus nachrutschenden Materialsaulen unterschiedlich zusammengesetzte Aufschüttungen um die Elektroden im Ofen entstehen.

Auch ist es zur Beschickung von Elektroofen bekannt

(DE-OS 17 58 842 und DE-OS 21 15 329), eine Vielzahl separater, jeweils mit einem eigenen Bunker in Verbindung stehender, im wesentlichen vertikal verlaufender Beschickungsrohre sowie zur Befüllung der Bunker zum einen (DE-OS 17 58 842) einen drehbaren Ring mit mehreren über die Bunker-Einlaßöffnungen bewegbaren, durch Verteilerkegel verschließbaren Beschikkungstrichtern, die ihrerseits über einen von einem Förderband beschickbaren Einlaufstutzen befüllt werden, und zum anderen (DE-OS 21 15 329) einen über den Bunker umlaufenden Ringtaschenförderer, dessen Taschen von einem Bandförderer befüllt werden, vorzusehen. Dabei ist bei der DE-OS 17 58 842 jeweils eine vom Bunker über die Beschickungsrohre in den Ofen reichende Materialsäule vorgesehen, die dem Bedarf im Ofen entsprechend selbsttätig in den Ofen nachrutschen kann, und bei der DE-OS 21 15 329 jeweils eine vom Bunker bis zu Schiebern in einem das Beschickungsrohr mit dem Bunker verbindenden Auslaßstutzen reichende Materialsäule vorgegeben, die durch öffnen der Schieber über das Beschickungsrohr in de:i Ofen gelangen kann. Diese Beschickungsvorrichtungen vermeiden zwar eine Aufteilung des über das Förderband bzw. den Bandförderer zugeführten und möglicherweise entmischten Beschickungsguts in Teilströme unterschiedlicher Zusammensetzung und deren Weiterleitung zu den Aufgabestellen im Ofen, sind jedoch insbesondere wegen der zur Füllung des Bunkers vorgegebenen Füllmittel mit einer Vielzahl von rotierenden und sich bewegenden Bauteilen überaus kompliziert und aufwendig gestaltet. Damit ist neben Störanfälligkeit ein hoher Bauaufwand und Platzbedarf im Ofenbereich verbunden.

Der Erfindung liegt sonach die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungsvorrichtung der einleitend angegebenefl Gattung zu schaffen, bei der — ohne deren Platzbedarf im Ofenbereich zu erhöhen — das eingespeiste Beschickungsgut ohne größere Materialansamm'iungen in der Beschickungsvorrichtung strömen und an geeigneten Aufgabestellen im Ofen jeweils in praktisch derselben Zusammensetzung abgegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Beschickungsvorrichtung der einleitend genannten Gattung gemäß den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1, vorzugsweise in Verbindung mit denen des Anspruchs 2, gelöst.

Damit ist eine raum- und platzsparend im Ofenbereich anordenbare Beschickungsvorrichtung für elektrische Schmelzofen gegeben. Sie kann von einem einzigen Bunker kontinuierlich gespeist werden, und sie eriaubt es weitgehend ohne die Gefahr von Stockungen im Materialfluß, die für einen optimalen Ofenbelrieb geeigneten Aufgabestellen im Ofen, ohne Beschränkungen seitens der Führung und Verlegung der Beschikkungsrohre zu haben, vorzugeben und an diesen Stellen Beschickungsgut in einer durch die Öffnungszeiten der Schieber einstellbaren Menge aufzugeben, das hinsichtlich seiner Zusammensetzung im wesentlichen derjenigen des in die Verteilereinrichtung eingespeisten Beschickungsguts entspricht. Eine an sich unerwünschte Komponentenaufteilung des Beschickungsguts auf dem Weg zu den Aufgabestellen wirkt sich an allen Aufgabestellen in praktisch derselben Weise aus und ist sonach unwesentlich geworden; eine unerwünschte Zugabe lediglich einer der Komponenten des Beschickungs-Stroms in einer ΟΓεη^οηε, so daß beispielsweise in einer Ofüiuone ein Überschuß an Reduktionsmittel und in einer anderen ein Mangel an Reduktionsmittel besteht.

ist somit ausgeschlossen. So ist insbesondere in Verbindung mit einer zur Ofenmitte symmetrischen Anordnung von Verteilereinrichtung mit einer vergleichsweise einfachen Programmsteuerung der Schieber eine gleichmäßige und homogene Charge über die Ofenfläche darstellbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 1 und 2 sind in den Ansprüchen 3 bis 5 ■ enthalten.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen schematisch

F i g. 1 einen elektrischen Schmelzofen im Schnitt mit Beschickungsvorrichtung von der Seite gesehen,

Fig.2 den elektrischen Schmelzofen mit Beschikkungsvorrichtung nach F i g. 1 von oben gesehen,

Fig.3 in prinzipieller Darstellung die Trennung des Beschickungsguts in zwei Komponenten in der Zuleitung und die Aufteilung der Komponenten in den Ableitungen einer Rohrverzweigung eines Beschikkungsrohrs,

F i g. 4 in prinzipieller Darstellung d·" η Strom des Beschickungsguts in einer Rohrverzweigung eines Beschickungsrohrs mit jeweils einem Schieber in den beiden Ableitungen und

F i g. 5 in prinzipieller Darstellung den Strom des Beschickungsguts in der Rohrverzweigung nach Fig.4 kurz nach der Umsteuerung der Schieber in den Ableitungen.

In den Fig. 1 und 2 ist in schematischer Weise ein elektrischer Schmelzofen mit Ofenwanne 1 und Auskleidung 2 und mit drei Elektroden 3 in Dreiecksanordnung dargestellt Oberhalb des elektrischen Schmelzofens ist ein Bunker 4 angeordnet, der über eine Zufuhrrutsche 5 konzentrisch in eine zentral über dem Schmelzofen angeordnete Verteilereinrichtung 6, einen als Rohrverzweigung für wenigstens drei Rohre ausgebildeten Verteiler, speist. Von dieser Verteilereinrichtung 6 wird das zugespeiste Beschickungsgut :n von der Verteilereinrichtung 6 abzweigende zur Vertikalen geneigt verlaufende Beschickungsrohre 7, und zwar wenigstens ein Beschickungsrohr pro Elektrode, sowie hier auch in ein zentrales von der Verteilereinrichtung 6 zur Ofenzone zwischen den Elektroden 3 führendes Beschickungsrohr 8 geleitet. Die geometrische Ausgestaltung des Beschickungsrohrsystems ist so gewählt, daß das Beschickungsgut an drei Stellen zugeführt wird, die symmetrisch um jede Elektrode angeordnet verteilt sind. Jedes der Beschickungsrohre 7 verzweigt sich hier wieder in Ableitungen 9. Der Bunker 4 und die Verteilereinrichtung 6 sind dabei so bemessen, daß sich keine zu großen Volumenansanimlungen an diesen Stellen bilden.

FaM¹; nun sogenannte Parallelsegregation, d. h. eine Segregation bzw. Trennung von Komponenten des Beschickungsguts, tc\ welcher die Trennfläciien mit der Strömungsrichtung des Beschickungsguts parallel laufen, oberhalb der Verteilereinrichtung 6 in der Zufuhrrutsche 5 auftritt, indem sich die leichteren und/oder größere.. Komponenten des Beschickungsguts im oberen Bereich des Beschickungsstroms konzentrieren, so kann sich diese Segregation bis in das darunter angeordnete Rohrsystem fortpüanzen. Eine derartige Parallelsegregation in der Zufuhrrutsche 5 kann leicht entstehen, wenn eine aus konstruktiven Gründen vergleichsweise lange Zufuhrrutschc 5 vorn Bunker 4 schräg bzw. geneigt — vgl. Fig.! von rechts oben nach links unten — zur zentral angeordneten

Verteilereinrichtung 6 verlegt ist.

Um dieser oder anderweitig bedingter Segregation entgegenzuwirken, ist jedes der unterhalb der Verteilereinrichtung 6 abgehenden Beschickungsrohre 7, 8 und sind gegebenenfalls auch die Ableitungen 9 mit einem automatisch steuerbaren Schieber 10 versehen. Dabei ist die Steuerung der Schieber 10 so vorgesehen, daß jeweils eines der Beschickungsrohre offen ist, so daß sich der Gesamtbeschickungsstrom in einem vorbestimmten Zeitraum nur auf einem Wege bewegt. In Zeitintervallen, die beispielsweise von einem Zeitrelais oder dergleichen gesteuert werden, wird zwischen den Beschickungsrohren bzw. den Abzweigungen nach einem festgesetzten Zyklus umgeschaltet.

Das dem Ausgleich des Beschickungsgiits, d. h. der Behebung bereits entstandener Segregation bzw. Entmischung, nach der Erfindung zugrundeliegende Prinzip wird anhand der Fig.3, 4 und 5 gezeigt. Nach diesen Figuren ist jeweils eine Rohrverzweigung dargestellt, wobei in den Fig.4 und 5 die Ableitungen 11,12 mit Schiebern 13,14 ausgestattet sind.

In F i g. 3 ist gezeigt, wie sich ein extrem entmischtes Beschickungsgut theoretisch auf die beiden Ableitungen der Rohrverzweigung aufteilen und getrennt weggeführt werden kann. In F i g. 4 ist die Situation dargestellt, die sich einstellen wird, wenn das gesamte Beschikkungsgut für einige Zeit lediglich die eine Ableitung 11 passiert, da die andere Ableitung 12 durch deren Schieber 14 gesperrt ist.

Wenn nun die Stellung der Schieber 13, 14 umgesteuert wird, so strömt das gesamte Beschickungsgut in die Ableitung 12 hinein und hinunter. In F i g. 5 ist diese Umsteuerung gerade vorgenommen worden. Man sieht, daß der Strom aus vergleichsweise groben Bestandteilen von einem Volumen (schraffiert) von vergleichsweise feinen Bestandteilen unterbrochen wird. Dieses Volumen V bedeutet eine Unterbrechung in dem sonst homogenen Strom. Man ist daher bestrebt, das Volumen V so klein wie möglich zu halten. Auch sollte jeder Schieber so lange in geöffneter Stellung sein, daß dieses Volumen Vbzw. die Menge im Verhältnis zur Materialmenge, welche in einer Offnungsphase eine Ableitung passiert, gering ist.

Das beschriebene System kann auf jede beliebige von der Verteilereinrichtung abgehende Anzahl von Beschickungsrohren angewendet werden. Bei mehr als zwei Beschickungsrohren ist jedes Beschickungsrohr mit einem Schieber auszurüsten und lediglich ein Schieber darf in jedem Zeitabschnitt in geöffneter Position sein. Das zentrale Beschickungsrohr kann ebenfalls mit einem Schieber versehen sein.

Es werden auf diese Weise insgesamt kürzere Rohrlängen und ein mehrfaches Steuerungssystem erreicht, da nur ein Bunker mit einer Niveauanzeige auszurüsten ist, die allein die ganze Beschickung steuert.

Dadurch, daß die Schieber in den Beschickungsrohren nach einem vorausbestimmbaren und programmierbaren 7yklus geöffnet und geschlossen werden, wird eine besser» Verteilung des Beschickungsguts und somit ein günstigerer Ofenbetrieb und eine konstante Produktqualität erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Beschickung von elektrischen Schmelzöfen, insbesondere von elektrotherrnischen Reduktionsöfen, in der Beschickungsgut ohne größere Materialansammlungen über eine an einen Bunker angeschlossene Zufuhrrutsche in eine Verteilereinrichtung strömt und von dort in von der Verteilereinrichtung ausgehenden Beschickungsrohren Aufgabestellen im Elektroofen zuströmt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umsteuerung des in die Verteilereinrichtung eingespeisten Beschickungsgutstroms in den von der Verteilereinrichtung (6) ausgehenden Beschickungs- is rohren (7; 8) jeweils ein Schieber (10) angeordnet ist, von welchen Schiebern (10) nach einem Programm steuerbar jeweils ein Schieber (10) in Offenstellung und die jeweils anderen Schieber (10) in Schließs;e^lJung bringbar sind.

2. Vorrichtung nach Ansprucn i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung (6) und die Beschickungsrohre (7; 8) symmetrisch zur Ofenmitte angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich du; Beschickungsrohre (7) weiter in Ableitungen (9) verzweigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ableitungen (9) jeweils ein Schieber (10) vorgesehen ist, von welchen Schiebern (10) nach _inem Programm steuerbar jeweils ein Schieber (10) in Offenstellurj und die jeweils anderen Schieber (10) in Schließstellung bringbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsrohr (8) zentral zum Ofen geführt ist.