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Verfahren und Vorrichtung zur
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Erzeugung von basischem Sauerstoffstahl Die Erfindung betrifft ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von basischem Sauerstoffstahl, wobei
zur Vorwärmung das Abgasprinzip Anwendung findet.
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Die Erfindung befasst sich mit einer Weiterbildung der in der FR-PS
1 312 160 beschriebenen Gegenstände . Bei dem in der genannten Patentschrift beschriebenen
Verfahren wird Schrott mit Hilfe von Vorrichtungen ausserhalb des Stahlerzeugungsofens
vorgewärmt bzw. die Verwendung von zwei Ofen zur Vorwärmung des Schrottes beschrieben,
wobei der eine Ofen zum Frischen und der zweite zum Vorwärmen dient und Vorkehrungen
zur Funktionsumkehr vorgesehen sind, so dass das Vorwärmen auch im ersten Ofen stattfinden
kann, in dem der Stahl gefrisht oder, allgemeiner gesagt, veredelt wird, während
das Frischen oder Veredeln dann in dem anderen Ofen stattfindet, in dem der Schrott
vorgewärmt wurde. In der genannten FR-PS wird also sowohl das Vorwärmen ausserhalb
des Ofens als auch das Vorwärmen innerhalb des Ofens beschrieben.
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Das Vorwärmen des Schrottes ausserhalb des Ofens mit Hilfe des Abgases
wirft die folgenden wesentlichen Probleme auf, nämlich den Wärmeverlust und die
Handhabung und Beschickung des heissen Schrottes nach der Vorwärmung.
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Die Vorwärmung des Schrottes innerhalb des Ofens mit Hilfe des Abgases
führt zu den folgenden Problemen, nämlich der Einführung des verbrannten Abgases
in den Ofen, die sich als nicht wirksam genug erwiesen hat, wie dies durch Fig.
14 der genannten FR-PS erläutert wird, ferner der Auskleidung des Ofens, die durch
die Hitze einer zu starken Beanspruchung unterworfen wird, wie durch die Erfahrung
aus dem Kaldoprozess erklärlich ist; des weiteren der Wartung, die nicht in Betracht
gezogen
wurde, und schliesslich der auSwendigm-tieuauskleidung
des Ofens.
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Sowohl beider ErhitzUnEausserhalb des Ofens als auch innerhalb des
Ofens bleibt bei dem Verfahren nach der obigen FR-t'S eine Kontrolle der Verschmutzung
ausser Betracht.
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Im Hinblick auf die oben genannten Schwierigkeiten hat sich der Erfinder
entschieden, die Vorwärmung ausserhalb des Ofens völlig fallenzulassen und nur die
Vorwärmung innerhalb des Ofens weiter zu entwickeln und die dabei entstehendes Probleme
zu überwinden.
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Der basische Sauerstoff-Stahlerzeugungsprozess, wie er gegenwärtig
praktiziert wird, kennzeichnet sich dadurch, dass eine Beschickung aus 307o Schrott
und 70% geschmolzenem Roheisen vorgesehen wird, während der Ofen schräg gestellt
und in seine senkrechte Stellung gedreht wird, so dass sich das Ofenloch unter einer
Haube befindet. Eine Sauerstofflanze wird durch die Haube in den Ofen abgesenkt,
und reiner Sauerstoff wird mit hoher Geschwindigkeit eingeblasen, während im allgemeinen
während der Anfangsphase dieses Blasvorgangs Zusätze in den Ofen eingefüllt werden.
Die Sauerstoffumsetzung mit dem Silicium, Mangan, Phosphor, Schwefel und Kohlenstoff
in dem geschmolzenen Roheisen führt zu einer solchen exothermen Reaktion, dass die
30% Schrott geschmolzen werden. Während des Blasens werden erhebliche Mengen an
CO in die Haube freigesetzt, und dieses freigesetzte Gas, das sehr heiss ist und
einen Brennstoffwert besitzt, ist als basisches Sauerstoff-Abgas bekannt. In vielen
Werken ,çird das Abgas in der Haube durch Ansaugen von Luft verbrannt, wobei CO
zu COn oxidiert.
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In anderen Werken wiederum, die vornehmlich ausserhalb der vereinigten
Staaten liegen, wird die Luft daran gehindert, in die Haube einzudringen, und das
Gas in eine Sammelvorrichtung gelenkt, um zum Erhitzen von Boilern verwandt zu
werden
oder abgefakelt zu werden. Obgleich der basische Sauerstoff-Erzeugungsprozess vom
Standpunkt des Stahlfrischens effizient ist, besteht sein Hauptnachteil darin, dass
er im Hinblick auf die Verwendung eines grösseren Prozentsatzes Schrott nicht flexibel
ist, und zwar trotz der Tatsache, dass er eine erhebliche Menge an Reaktionswärme
erzeugt, wie dies durch die starke Freisetzung von Energie in der Haube deutlich
wird.
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Es ist ein Verdienst des Anmelders, erkannt zu haben, dass die Nutzung
der grossen Energieverluste am Ofenloch des basischen Sauerstoff-Erzeugungsofens
ein dringendes Problem ist, das in dem Batelle Research Organizations Report PB-244097,
betitelt "Potential for Energy Conservation in the Steel Industry" und geschrieben
für die Federal Energy Administration, 3O.Mai 1975, SS.V-V51 aufgegriffen wird.
Der Anmelder hat sich jahrelang mit dem Wert dieser vergeuteten Energie befasst,
wie es auch in der eingangs genannten FR-PS zum Ausdruck kommt und dieses Problem
zur Problemstellung der vorliegenden Erfindung gemacht, wobei unter Einbeziehung
der erwähnten Faktoren und Betrachtungen allgemein das Ziel der Energieeinsparung
durch Verwendung der von einem basischen Sauerstoff-Erzeugungsofen während des Frischens
gelieferten Abgase verfolgt wurde.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, ein praktikables
und wirksames Verfahren sowie eine Vorrichtung zu seiner Durehführung zu entwickeln,
mit dem Energie dadurch gespart wird, dass das Abgas durch Verwendung zweier Ofen
genutzt wird, bei denen in einem ersten das Frischt oder Veredlm stattfindet, während
gleichzeitig das Vorwärmen des Schrottes in dem zweiten Ofen erfolgt. Dies wird
dadurch erreicht, dass das Abgas aus dem ersten Ofen in den zweiten Ofen gelenkt
wird und in diesem zweiten Ofen wirksam verbrannt wird, um den Schrott und/oder
Pellets vorzuwärmen, mit denen dieser Ofen vor Beginn des
Frischens
oder Veredelns in dem ersten Ofen beschickt worden ist.
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Des weiteren soll erfindungsgemäss sichergestellt werden, dass die
Abgase aus dem ersten Ofen, in dem das Frischen stattfindet, in den zweiten Ofen
gelenkt werden, in dem das Vorwärmen oder Vorhitzen stattfindet, so dass im wesentlichen
das ganze Abgas aus dem ersten Ofen in den zweiten Ofen strömt und in diesem wirksam
verbrennt.
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Darüberhinaus soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die den ersten
Ofen mit dem zweiten Ofen verbindet, und zwar mittels einer wassergekühlten Gasleitung,
die vorzugsweise die Form eines umgekehrten J aufweist und im folgenden als "J-Leitung"
bezeichnet wird. Diese leitung hat einen kurzen Schenkel und einen langen Schenkel,
wobei letzterer einen ziemlichen Durchmesser aufweist, um für das wirksame Vorwärmen
in dem zweiten Ofen eine breite Flammenfront zu schaffen. Diese J-Leitung ist mit
dem kurzen Schenkel über dem Ofen angeordnet, in im das Frischen stattfindet, während
sich der lange Schenkel in dem Ofen befindet, in dem das Vorwärmen stattfindet.
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Ferner soll der lange Schenkel der J-Leitung, der in den zweiten Ofen,
in dem das Vorwärmen des Schrottes stattfindet, eingeführt wird, so angeordnet werden,
dass sein Austrittsende über dem Schrott in einer Höhe liegt, die den maximalen
Wirkungsgrad beim Verbrennen des Abgases sicherstellt.
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Darüberhinaus soll durch den kurzen Schenkel der J-Leitung Sauerstoff
in den ersten Ofen zu Frischungszwecken eingeleitet werden, während entweder Luft
oder Sauerstoff, vorzugsweise jedoch Sauerstoff, durch den langen Schenkel der J-I.eitung
in den zweiten Ofen eingeblasen wird, um in diesem zweiten Ofen die in dem ersten
Ofen erzeugten und in den zweiten Ofen gelenkten Abgase zu oxidieren.
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Des weiteren sollen Mittel vorgesehen werden, mit denen die J-Leitung
angehoben und abgesenkt werden kann, um die Wärme der Schrottcharge am wirksamsten
zuführen zu können und in den Schrott so eindringen zu lassen, dass die Verbrennungswärme
flir die Auskleidung des Ofens während der Vorwärmung nicht schädlich ist.
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In diesem Zusammenhang soll die kalte Charge in den ersten Ofen nach
dem Abschluss des Frischens bei der Stahlerzeugung und dem Abstechen der Charge
aus dem ersten Ofen in eine Giessspinne eingefüllt werden, und die geschmolzene
Roheisencharge soll in den zweiten Ofen gefüllt werden, in dem das Vorwärmen während
des vorangegangenen Frischens oder Blasens stattgefunden hat. Es sollen zu diesem
Zweck Mittel vorhanden sein, durch die die Verbindung zwischen den beiden ofen umgekehrt
werden kann, so dass das Frischen in dem zweiten Ofen stattfindet, während das Vorwärmen
dann in dem ersten Ofen vor sich geht. Diese Umkehrung soll dadurch geschehen, dass
der lange Schenkel der J-Leitung sich in dem ersten Ofen befindet, während der kurze
Schenkel der J-Leitung über dem zweiten Ofen angeordnet wird.
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Es werden deshalb erfindungsgemäss zwei J-Leitungen vorgesehen, deren
lange Schenkel oder kurze Schenkel nebeneinander so angeordnet sind, dass die Umkehrung
vom Frischen auf das Vorwärmen oder vom Vorwärmen auf das Frischen durch wahlweise
Benutzung einer der J-Leitungen erfolgt, um das Abgas vom dem ersten Ofen in den
zweiten Ofen oder von dem zweiten Ofen in den ersten Ofen zu lenken, und zwar in
Abhängigkeit davon, ob gefrischt oder vorerwärmt wird.
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In diesem Zusammenhang sollen die beiden J-Leitungen auf getrennten
Uberkopf-Transportschlitten befestigt werden, die mit Aufzugseinrichtungen ausgestattet
sind, um das rasche Umschalten des Abgases von dem ersten Ofen zum zweiten Ofen
und vom zweiten Ofen zum ersten Ofen zu ermöglichen. Des weiteren
sollen
Führungseinrichtungen in jedem dieser Schlitten vorgesehen werden, durch die die
J-Leitung in die ofen hinein und aus ihnen herausgeführt werden kann, um dadurch
die richtige Anordnung zu gewährleisten. Dazu kommt, dass Sauerstoff oder Luft in
die Ofen eingeblasen werden soll, und zwar entweder von oben mit Hilfe einer Lanze
oder von unten aus. Darüberhinaus sind Wasserdichtungen vorgesehen, die das Einsaugen
von Aussenluft in das System beschränken. Auch soll die Eintrittsstelle der J-Leitung
in die Haube über dem Frischofen mit Hilfe eines Deckels abgedichtet werden können,
um alle Ofen bei der Erneuerung der Auskleidung isolieren und den Vorwärmprozess
abschalten zu können.
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Dazu kommt, dass während der Beschickung, während des Abstechens und
Abziehens der Schlacke entweder am ersten oder am zweiten Ofen eine Verschmutzungssteuer-Einrichtung
vorgesehen werden soll, indem eine unter Unterdruckstehende Kammer benutzt wird,
und das Beschicken sowohl der Schlacke als auch des geschmolzenen Roheisens unabhängig
von einer Kranvorrichtung mit Hilfe eines Gerätes erfolgt, das mit einem Ladebaum
versehen ist, so dass sowohl die Schlackenbeschickung als auch die Roheisenschmelzenbeschickung
vollständig unter dieser Kammer stattfindet, um dadurch die Emission von flüchtigen
Bestandteilen zu vermeiden.
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Sowohl der erste als auch der zweite Ofen soll in einem Ofentrakt
angeordnet sein, so daß siejederzeit während des Bl æ ns, Frischens, Beschickens,
der Probeentnahme, Temperaturmessung, des Anzapfens und der Schlackenbeseitigung
sich unter Saughauben befinden. Schliesslich soll für die Uberkopf-Transportschlitten
der J-Leitungen ausreichend Platz vorgesehen werden, um eine Behinderung der Sauerstofflanzen-Einrichtung
zu vermeiden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht
der beiden ofen, aus der der erste Ofen A und der zweite Ofen B ersichtlich sind,
über denen sich je eine Haube befindet, wobei der Ofen A sich im Zustand des Frischens
und der Ofen B im Vorwärmzustand befinden, und wobei die J-Leitung den Ofen A mit
dem Ofen B so verbindet, dass das Abgas vom Ofen A zum Ofen B geführt wird und sich
der Schlitten, der die J-Leitung befördert, über kopf befindet, Fig. 2 eine Teilschnittansicht
des Betriebs, die den Ofen A in der Ofenhalle zur Sammlung von flüchtigen Emissionen
und in einer Stellung zeigt, in der er die kalten Beschickungsbestandteile aufnimmt,
nachdem seine Charge entleert worden ist, wobei auch das System der Rauchsammlung
sowie die Maschine zur Beschickung dargestellt sind, wobei letztere das Ofenloch
des Ofens A erreicht, Fig. 3 eine Teilschnittansicht des Betriebs, aus der der Ofen
B ersichtlich ist, der sth ebenfalls in der Ofenhalle zur wirksamen Sammlung von
flüchtigen Emissionen und in einer Stellung befindet, in der das geschmolzene Roheisen
mit dem in ihm befindlichen vorgewärmten Schrott übernommen wird, wobei ebenfalls
das Systems zur Rauchsammlung sowie die Beschickungsmaschine dargestellt sind, die
das Ofenloch des Ofens B mit der Giessofänne erreicht, Fig. 4 eine Schnittansicht
des Betriebs, aus der der Ofen B in der senkrechten Stellung ersichtlich ist, in
der das Frischen stattfindet, wobei die das geschmolzene Roheisen aufnehmende Pfanne
leer ist und zurückgezogen ist, so dass sie von dem Heissmetall-Kran von
der
Beschickungsmaschine für das geschmolzene Roheisen abgehoben werden kann, Fig. 5
eine Vorderansicht des Ofens B während des Frischens und des Ofens A während des
Vorheitzens, wobei sich der Schlitten Bb für die J-Leitung über kopf befindet und
ein zweiter Uberkopf-Schlitten Aa für die andere J-Leitung auf der linken Seite
positioniert ist und zur Umsteuerung des Abgases von A nach B dient, Fig. 6 eine
teilweise geschnittene Vorderansicht des Ofens A während des Frischens und des Ofens
B während des Vorheitzens, wobei sich der Schlitten Aa für die J-Leitung über kopf
befindet und ein zweiter Uberkopf Schlitten Bb für die andere J-Leitung auf der
rechten Seite zur Umsteuerung des Abgases von B nach A angeordnet ist, Fig. 7 eine
Teilansicht des Ofens B, wobei Luft oder Sauerstoff vom Boden aus eingeleitet wird,
Fig. 8 eine Draufsicht des Leitungssystems für das Blasen und die Hauben für die
flüchtigen Bestandteile mit geeigneten Drossel- oder Schiebevorrichtungen zur Steuerung,
und Fig. 9 eine Teilansicht eines Deckels für die Haube, der während des Frischens
verwendet wird, wenn kein Vorwärmen stattfindet.
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In Fig. 1 ist mit A der eine Ofen und mit B der zweite Ofen bezeichnet.
Der Ofen A und der Ofen B stellen die beiden eingangs erwähnten Ofen dar. Sie ergänzen
sich, wenn das Abgas verwendet wird. Wenn jedoch dieses Abgas nicht benutzt wird,
wie dies dann der Fall ist, wenn einer der Öfen zu Ausbesserungszwecken abgeschaltet
ist, dann werden die Gase von dem sich in Betrieb befindenden Ofen, der wie ein
herkömmlicher basischer Sauerstoffofen und unabhängig betrieben wird, in der üblichen
Weise behandelt.
Beide ofen A und B entsprechen dem herkömmlichen
Typ, und der Ofen A weist einen Antrieb 10 auf, während der Ofen B mit einem Antrieb
10a versehen ist, durch den der Ofen A bzw.
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der Ofen B gedreht werden. Über dem Ofen A und dem Ofen B befinden
sich VerkleidungsrinÆ 11 bzw. lla, die über das Loch jedes Ofens gestülpt sind,
also der Verkleidungsring 11 über dem Ofen A und der Verkleidungsring lla über dem
Ofen B, und die Aufgabe haben, das Eindringen von Luft in das System zu unterbinden.
Die Verkleidungsringe 11 und lla sind mit Mechanismen 12 und 12a zum Anheben und
Absenken von bzw. auf die Haube 13 bzw. 13a versehen. Die Rauchhaube 13 ist über
dem Ofen A und die Rauchhaube 13a über dem Ofen B angeordnet.
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Beide Hauben 13 und 13a haben die Form von Krümmern, wie dies in den
Fig. 2,3 und 4 dargestellt ist. Zum Anheben von den Hauben 13 und 13a dienen Verlängerungen
14 bzw. 14a als Eintrittsstellen für die ofen A und B durch die Hauben 13 bzw. 13a.
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Die Leitung 15, die die Form eines umgekehrten J aufweist, verbindet
den Ofen A mit dem Ofen B durch die Eintrittsstellen 14 und 14a. Diese Leitung ,
im folgenden J-Leitung 15 genannt, weist einen kurzen Schenkel 16 und einen langen
Schenkel 17 auf. Der kurze Schenkel ist seinerseits mit einer Gaseintrittsöffnung
bei 18 und einer Gasaustrittsöffnung bei 19 versehen.
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Ein Aufzug 20 ist vorzugsweise mit Seilen ausgerüstet, die an den
Stellen 21 der J-Leitung 15 befestigt sind, so dass diese Leitung angehoben und
abgesenkt werden kann.
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Der Aufzug 20 ist ferner vorzugsweise auf einem Schlitten 22 befestigt,
welcher auf Laufrädern 23 entlang der Bahn 47 rollt.
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Führungen 24 stellen das senkrechte Aufziehen und Absenken der J-Leitung
15 bei passender Ausrichtung sicher. Dies geschieht mit Hilfe eines Blockes 25 auf
der J-Leitung 15, der mit den Führungen 24 in Berührung steht. An den Krümmern des
kurzen Schenkels 16 und des langen Schenkels 17 sind intrittsstellen
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für die J-Leitung 15 vorgesehen, durch die Sauerstofflanzen 27 und 27a eingeführt
werden können. Beide Lanzen sind mit dem in Fig. 4 gezeigten Aufzugmechanismus 28
ausgestattet.
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Dichtungen 31 und 31a sind für die Lanzen 27 und 27a vorhanden und
dienen zur Abdichtung der Eintrittsstellen 26 der J-Leitung 15. Die J-Leitung 15
besitzt des weiteren an jedem Schenkel eine ringförmige Umkleidung 29, die in Wasserdichtungen
30 und 30a eintaucht, welche sich an der Verlängerung 14 bzw. 14a befinden. Die
Umkleidungsringe 11 und lla, Hauben 13 und 13a, ferner die J-Leitung 15 und die
Sauerstofflanzen 27 und 27a werden wassergekühlt.
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Der Ofen A und der Ofen B sind von einem Gehäuse 32 bzw. 32a umgeben,
und jedes dieser Gehäuse weist einen Uberkopfraum auf, so also das Gehäuse 32 den
Uberkopfraum 33 und das Gehäuse 32a den Raum 33a. Diese Uberkopfräume befinden sich
unter Unterdruck, wenn die Ofen aus der Blasposition gedreht werden, so dass Emissionen,
die aus dem Loch des Ofens A oder Ofens B entweichen, gesammelt werden, und auch
Vorsorge dafür getroffen ist, dass alle flüchtigen Bestandteile, die während des
Betriebs jedes Ofens, einschliesslich der Beschickung und des Blasens, sich bilden,
gesammelt werden können.
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In den Fig. 2 und 3, die Teilschnitte des Betriebs zeigen, ist ein
Kran 34 dargestellt, der auf einer Laufbahn läuft und zur Bedienung der Schrottbeschickungsmaschine
35 und der Beschickungsmaschine 36 für geschmolzenes Roheisen dient. Die Beschickungsmaschine
35 ist mit einer teleskopartig ausfahrbaren Schurre 37 versehen, die den Mund oder
das Loch des Ofens A erreicht, während die Maschine 36 mit einem teleskopartig ausfahrbaren
Schlitten versehen ist, um der £Pfanne 39 zu ermöglichen, das Loch des Ofens B zu
erreichen. Beide Maschinen 35 und 36 laufen
auf Schienen, die in
dem Beschickungsboden 40 eingebettet sind, um beiden Maschinen zu ermöglichen, beide
ofen A und B zu bedienen. Die Stahlpfanne 41 und das Schlackengefäss 42 bedienen
den Ofen A und den Ofen B. Die Haube 13 ist an den Funkenkasten 43 und die Haube
13a an den Funkenkasten 43a angeschlossen.
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Die Temperatur der Gase wird in den Kästen 43 und 43a in Abhängigkeit
davon gemessen, welcher Ofen sich gerade im Vorwärmzustand befindet. Am Austrittspunkt
des Funkenkastens 43 befindet sich der Schieber 44, während am Austritt des Funkenkastens
43a der Schieber 44a vorgesehen ist. Diese Schieber oder Drosseln steuern den Unterdruck,
der wahlweise über dem Loch der Ofen A und B herrscht. Die Kammer 33 ist mit dem
Schieber 45 ausgestattet, während die Kammer 33a den Schieber 45a aufweist.
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In Fig. 8 sind beide Hauben 13 und 13a und beide Kammern 33 und 33a
an die gemeinsame Leitung 46 angeschlossen, wobei allerdings die Hauben 13 und 13a,
die auch als Abzug bezeichnet werden könnten, durch den Funkenkasten 43 bzw. 43a
laufen, bevor sie in die gemeinsame Leitung 46 eintreten, die dann zu dem Gaswäscher
oder Gasabscheider führt, welche nicht dargestellt sind und zur Reinigung des Gases
dienen.
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Anstatt Sauerstoff oder Luft durch die J-Leitung 15 zu leiten bzw.
in diese Leitung einzuführen, ist, wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert wird,
der Ofen A mit einem an seinem Boden liegenden Eintrittspunkt 48 für das Einführen
von Sauerstoff oder Luft zur Verbrennung des Abgases innerhalb des Ofens zwecks
Vorwärmung versehen. Der Eintritt des Oxidationsmittels vom Boden aus stellt eine
andere Methode zur Sauerstoffzufuhr dar, die dazu dient, Sauerstoff mit dem Abgas
zu vermischen, das durch die gestrichelt dargestellte J-Leitung 15 eingeleitet wird.
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Die Ofen müssen periodisch ausgebessert werden, und während dieser
Zeitspanne kann keine Vorwärmung stattfinden . Der Deckel 49 dient zum Verschliessen
des Eintrittspunktes 14, um den Ofen A ohne Vorwärmung zu verwenden, während der
Ofen B repariert wird, oder in Verbindung mit dem Ofen B, während der Ofen A repariert
bzw. ausgebessert wird, wobei dann ebenfalls die Vorwärmstufe entfällt, so lange
der Ofen A der Reparatur unterzogen wird. Der Deckel 49 weist eine Führung 50 und
einen Eintrittspunkt 51 zur Führung der Lanze 27 auf, die in den Ofen, in dem das
Frischen stattfindet, eingesteckt wird.
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In den Fig. 2, 3 und 4 sind auf der Abstichseite Tore 52 und auf der
Beschickungsseite Tore 53 in den Gehäusen 32 bzw.32a vorhanden, die den Zugang ermöglichen.
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Im folgenden wird das Verfahren durch nähere Beschreibung des Ofenbetriebs
beispielshalber im einzelnen erläutert.
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In Fig. 1 soll angenommen werden, dass der Ofen A sich im Zustand
des Frischens befindet, während der Ofen B vorgewärmt wird, da Sauerstoff aus der
Lanze 27 in den Ofen A eingeblasen wird, Das im Ofen A erzeugte Abgas verlässt das
Loch des Ofens A und gelangt in die Haube 13, von wo aus es in die J-Leitung 15
durch den Eintrittspunkt 18 des grossen Schenkels 16 einströmt. Auf diese Weise
wird das Gas durch den waagrechten Abschnitt der J-Leitung 15 und im langen Schenkel
17 abwärts geführt und tritt im Ofen B aus der Stelle 19 aus. Dieses Abgas, das
eine Temperatur von 22150C aufweisen kann, vermischt sich mit dem in den langen
Schenkel der J-Leitung 15 mit Hilfe der Lanze 27a eingeführten Sauerstoff und verbrennt
wirksam mit einer weissen Flamme über dem Schrott und/oder den Pellets im Ofen B
und in den Schrott bzw. die Pellets hinein. Das Abgas, das CO erhält, verbrennt
zu C02 im Ofen B, wodurch erhebliche Energiemengen frei werden und auch grosse Mengen
sensibler
Wärme aus dem Gas auf den Schrott übertragen werden,
und zwar zusätzlich zur Verbrennungswärme, die freigesetzt wird, wenn CO zu C02
oxidiert. Um sicherzustellen, dass das Abgas aus dem Ofen A in den Ofen B gefördert
wird, wird der Umkleidungsring 11 über das Ofenloch des Ofens A abgesenkt, um dadurch
das Einsaugen von Luft zu kontrollieren. Die Dichtung in der Verlängerung 14 verhindert
Leckage aus dem kurzen Schenkel 16 der J-Leitung 15 dadurch, dass die ringförmige
Umkleidung 29 in die Wasserdichtung 30 eingetaucht wird. Der Eintrittspunkt der
J-Leitung 15 für die Lanzen 27 und 27a wird durch 31 und 31a abgedichtet, und der
Eintrittspunkt 14a der Haube 13a für den langen Schenkel 17 der J-Leitung 15 wird
durch die Wasserdichtung 30a abgedichtet. Das Abdichten dieser verschiedenen Verbindungen
stellt sicher, dass Abgas aus dem Ofen A in den Ofen B strömt, so dass die Verbrennung
im Ofen B mit dem besten Wirkungsgrad stattfinden kann und die Wärmeenergie über
und innerhalb des Schrottes freigesetzt wird. Wenn die Oxidation des Abgases stattfindet,
entwickelt sich im Ofen B eine Stichflamme, die einen breiten Bereich abdeckt und
sich in den Schrott einbohrt, wo sie einenKrater bildet. Dadurch kann die J-Leitung
15 weiter in die Feststoffcharge hinein abgesenkt werden, um den Wärmeübergang auf
den Schrott noch wirksamer zu machen und die Auskleidung während des Vorwärmens
zu schützen.
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Während des Absenkens der J-Leitung 15 bleiben die Dichtungen in ihrer
Funktion erhalten, so dass sichergestellt wird, dass das Abgas aus dem Ofen A in
den Ofen B gelangt. Die J-Leitung 15 wird vorzugsweise auf dem Schlitten 22 gelagert,
der mit einem geeigneten Führungs- und Aufzugsmechanismus zur richtigen Anordnung
der J-Leitung 15 in bezug auf den Ofen A und den Ofen B versehen ist sowie zur Aufrechterhaltung
der richtigen Höhe der J-Leitung 15, so dass die Leitung von dem vorstehenden Schrott
nicht beschädigt wird und über dem Schrott und/oder den Pellets so abgesenkt werden
kann, dass die wirksamste
Wärmeübertragung der oxidierten Abgase
in den Schrott und/ oder in die Pellets hinein stattfinden kann. Die Abgase entweichen
nach der Verbrennung im Ofen B rund um den Umfang des langen Schenkels 17 der J-Leitung
15 am Loch des Ofens R llnd werden in die Krümmerhaube 13a eingesaugt, um von dort
zu dem Funkenkasten 43a zu gelangen, wie in Fig. 8 dargestellt, wo die Temperatur
des Gases fällt, woraufhin die Gase in die gemeinsame Leitung 46 strömen, die ständig
unter Unterdruck steht.
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Um das Eindringen von Luft in die Haube 13a auf ein Mindestmass zu
beschränken, wird der Umkleidungsring 11 auf die richtige Höhe eingestellt. Am Ende
der Frischungsperiode im Ofen A wird die Lanze 27 aus dem Ofen A herausgehoben,
und auch der Umkleidungsing 11 wird angehoben, so dass der Ofen A gedreht werden
kann. Der Schieber 45 wird geöffnet, und der Schieber 44 wird geschlossen, um in
der Kammer 33 einen negativen Zug, also einen Unterdruck, zu erzeugen, so dass flüchtige
Bestandteile während der Temperaturmessung und Probenentnahme und während des Abzapfens
und Abschlackens in dem Gehäuse 32 gesammelt und in die gemeinsame Leitung 46 gelenkt
werden. Nachdem die Temperatur gfflessen und die Proben des gefrischten Stahls im
Ofen A genommen worden sind und festgestellt wurde, dass die Charge die vorgeschriebene
Zusammensetzung aufweist, wird die Charge aus dem Ofen A in die Pfanne 41 abgestochen,
während die Schlacke in das Gefäss 42 ausgegossen wird, wie in den Fig. 2 und 3
darges4ellt ist. Anstatt Sauerstoff zur Vorwärmung in den Ofen B einzublasen, um
das Abgas zu oxidieren, kann auch Luft verwendet werden. Sobald der Frischungszyklus
im Ofen A und der Vorwärmzyklus im Ofen B abgeschlossen und die Charge aus dem Ofen
A entleert worden ist, befindet sich der Ofen A in der Position, in der er die kalte
Charge aufnehmen kann, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
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Während der Beschickung des reparierten Ofens A mit dem Schrott und/oder
den Pellets werden die flüchtigen Emissionen in die Kammer 33 gesaugt und von dort
in die gemeinsame Leitung 46 gelenkt, und am Schluss der Schrott- und/oder Pelletsbeschickung
werden beide Sauerstofflanzen 27 und 27a mit Hilfe des Aufzugs 28 vollständig herausgehoben
und durch den Lanzenschlitten 53 in die in Fig. 4 gestrichelt dargestellte Lage
gebracht. Die J-Leitung 15 wird ebenfalls mit Hilfe des Überkopfschlittens 22 angehoben,
der sich in der in Fig. 5 gezeigten Position befindet. Der Schlitten 22 kann dann
frei in die in Fig. 6 gezeigte Position Aa bewegt werden, während ein zweiter Schlitten
22, der in Fig. 5 in Position BB gezeichnet dargestellt ist und eine zweite J-Leitung
15 trägt, die gegenüber der J-Leitung 15 angeordnet ist, welche sich in der Position
Aa befindet, sich selbst über den ofen A und B positioniert, um die in Fig. 6 gezeigte
Position Bb einzunehmen.
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Die J-Leitung 15 wird so abgesenkt, dass ihr langer Schenkel sich
im Ofen A befindet, während der kurze Schenkel über dem Ofen B angeordnet ist.
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Der Schieber 45 der Kammer 33 wird geschlossen, und der Schieber 45a
der Kammer 33a wird geöffnet. Der Ofen B wird dann zur Aufnahme der geschmolzenen
Roheisencharge aus der Maschine 36 in der in Fig. 3 gezeigten Weise schräg gestellt.
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Die während der Beschickung mit geschmolzenem Roheisen erzeugten Emissionen
werden in die Kammer 33a gesaugt und in die gemeinsame Leitung 46 gelenkt, und am
Ende der Beschickung mit geschmolzenem Metall wird die Pfanne für das geschmolzene
Roheisen, die im allgemeinen für eine kurze Zeit nach Beendigung der Beschickung
weiter raucht, unter der Kammer 33a belassen, während der Ofen B in seine aufrechte
Lage gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt sind beide ofen A und B in ihrer aufrechten
Lage, und die Umkleidungsringe 11 und lla sind auf die Ofenlöcher der ofen A und
B abgesenkt. Die J-Leitung 15 wird, wie aus Fig. 6 hervorgeht, so abgesenkt, dass
der lange Schenkel der J-Leitung 15 sich innerhalb des Ofens A befindet, während
kurze
Schenkel über dem Ofen B sitzt. Die richtige Abdichtung wird bei 30 bzw. 30a aufrechterhalten.
Die Lanzen 27 und 27a werden abgesenkt, und Sauerstoff wird in den Ofen B eingeblasen,in
dem die Charge in dem vorangegangenen Zyklus vorgewärmt worden ist, woraufhin das
Abgas vom Ofen B in den Ofen A gelenkt wird, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.
Auf diese Weise findet das Frischen im Ofen B und das Vorwärmen im Ofen A statt,
bevor jedoch das Einblasen von Sauerstoff mit Hilfe der Lanze 27 und 27a in Fig.
6 beginnt, wird der Schieber 45a geschlossen und der Schieber 44a geöffnet. Diese
beiden Schieber sind in Fig. 3 und Fig. 8 dargestellt. An chluss des Frischungszyklus
im Ofen B und des Vorwärmzyklus im Ofen A wird, wie aus Fig.6 ersichtlich, der Prozess
durch Abstechen des Ofens B und Beschicken dieses Ofens nut kaltem Schrott und/oder
Pellets und Bewegen des Schlittens 22 in die Position Bb in Fig. 5 umgekehrt, während
der Schlitten 22 in Fig. 6 aus der Position Aa in die Position über dem Ofen A und
dem Ofen B gelangt, wie in Fig. 5 dargestellt ist, und geschmolzenes Roheisen über
den heissen Schrott im Ofen A gegossen wird, so dass das Frischen dann im Ofen A
stattfindet, während das Vorwärmen im Ofen B erfolgt.
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Durch diese Verfahrensweise erfolgt die Umsteuerung oder Umkehrung
von Ofen zu Ofen rasch und der vorgewärmte Schrott braucht nicht bewegt zu werden,
da der Stahl mit dem an Ort und Stelle vorgewärmten Schrott erzeugt werden kann.
Durch diese Verbesserung unter Verwendung des Abgases aus den basischen Sauerstoff-Stahlerzeugungsöfen
werden folgende Vorteile erreicht.
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a) Die Wärme wird in höchst wirksamer Weise zurückgewonnen und unmittelbar
dem schmolzenen Roheisen zugeführt, hilft also damit, dessen grossen Energiebedarf
zu decken,
b) die Vorrichtung zur Lenkung des Abgases von dem einen
Ofen zu dem anderen kennzeichnet sich durch minimalen Abgasverlust und verhindert,
dass die Abgastemperatur sinkt, c) der basische Sauerstoff-Stahlerzeugungsprozess
wird flexibel, d) der Thermoschock, dem die Ofenausgleitungen unterliegen, wird
auf ein Mindestmass beschränkt und e) eine Kontrolle der Verschmutzung durch flüchtige
Emissionen wird ermöglicht.
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Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle der Abdichtung des das Frischen
besorgenden Ofens mit Hilfe des Umkleidungsrings 11 oder lla zur Beschränkung des
Lufteinsaugens auf ein Mindestmass beide Umkleidungsringe auch weggelassen werden
könnten, und das Frischen mit einer offenen Haube erfolgen könnte, um das CO zu
CO2 innerhalb der über dem Frischungsofen befindlichen Haube zu verbrennen, wobei
dann das verbrannte Abgas dem Ofen zugeführt würde, der das Vorwärmen besorgt, ohne
dass Sauerstoff oder Luft in den letztgenannten Ofen eingeleitet werden.