DE2951826A1

DE2951826A1 - Metallurgisches schmelzaggregat

Info

Publication number: DE2951826A1
Application number: DE19792951826
Authority: DE
Inventors: Ralph Dipl.-Ing. Sao Paulo Weber; William Charlotte N.C. Wells
Original assignee: KORF INDUSTRIE und HANDEL GMBH+CO KG; Korf Industrie und Handel and Co Kg 7570 Baden-Baden GmbH; Korf Industrie und Handel GmbH and Co KG
Current assignee: Ikosa Industria De Aco Korf Ltda 20241 Rio De J
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2951826C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Schmelzaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Durch die DE-OS 27 29 982 ist ein Verfahren zur Erhöhung des Schrottanteils bei der Stahlerzeugung aus flüssigem Roheisen und Schrott in einem bodenblasenden Sauerstoff-Konverter bekannt geworden, der Düsen zum Einleiten von Sauerstoff mit Kohlenwasserstoffummantelung unterhalb der Badoberfläche sowie in der feuerfesten Konverterausmauerung oberhalb des Stahlbadspiegels Düsen enthält, durch die Sauerstoff und/oder sauerstoffhaltige Gase sowie Kohlenwasserstoffe in den Konverter eingeführt werden.
Um Schrott und vergleichbare Eisenträger wie Eisenschwamm im Konverter relativ schnell vorzuheizen und damit den Schrotteinsatz bei der Stahlproduktion steigern zu können und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, wird der Schrott bzw.
werden die vergleichbaren Eisenträger zusammen mit Koks in den Konverter chargiert und zu der üblichen Kohlenwasserstoffrate für den Düsenschutz zusätzlich Brennstoffe durch die Sauerstoffeinleitungsdüsen in den Konverter geleitet, um den Schrott aufzuheizen. Durch die zusätzlichen Düsen in der Wand des Konverters wird dieser Aufheizprozeß unterstützt und es erfolgt gleichzeitig eine Nachverbrennung des CO-Anteils im Abgas. Nach dem Vorheizen des Schrotteinsatzes wird flüssiges Roheisen chargiert und aus diesem Konvertereinsatz eine Stahlschmelze gefrischt.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein metallurgisches Schmelzaggregat verfügbar zu machen, mit dem der Wirkungsgrad des Schrottvorheizens noch weiter verbessert werden kann und gleichzeitig zum Schutz der in das Schmelzgefäß mündenden Düsen vor mechanischer Beschädigung ein kontrolliertes Schrottchargieren ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem metallurgischen Schmelzaggregat der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schmelzaggregat sitzt auf dem Schmelzgefäß ein weiteres Gefäß und die Innenräume dieser beiden Gefäße sind durch ein- und ausfahrbare Roste getrennt, durch die einerseits eine in das obere Gefäß eingebrachte Schrottcharge oder auch anderes Einsatzmaterial im oberen Gefäß gehalten und andererseits die aus dem unteren Schmelzgefäß aufsteigenden heißen Gase in das obere Gefäß strömen können. Auf diese Weise ist es möglich, im als Vorwärmer dienenden oberen Gefäß eine Charge aus Schrott oder auch anderem Einsatzmaterial,wie Eisenschwamm' durch die heißen Gase aus dem Schmelzgefäß, die bei dem dort ablaufenden Einschmelz- und Frischprozeß entstehen, auf 800 bis 1000 OC vorzuerhitzen und damit die beim üblichen Verfahrensablauf im Schmelzgefäß entstehende Wärme zum Vorwärmen des Einsatzmaterials der nächsten Charge auszunutzen. Hierdurch läßt sich der Gesamtwirkungsgrad wesentlich verbessern.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schmelzaggregates, Fig. 2 teilweise im gebrochenen Zustand die Schnittansicht II-II von Fig. 1, Fig. 3 ' den Rost in der Schnittansicht III-III von Fig. 5, Fig. 4 im Schema eine Anordnung von vier gegeneinander verschiebbaren Rosten.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte metallurgische Schmelzaggregat 21 enthält ein Schmelzgefäß 22, in das unterhalb des durch eine strichpunktierte Linie 23 angedeuteten Schmelzspiegels erste Düsen 24 münden und oberhalb des Schmelzspiegels zweite Düsen 25, die wie Fig. 2 zeigt an vier Stellen des Umfangs durch die Seitenwand des Schmelzgefäßes 22 geführt sind. Während der untere Teil des Schmelzgefäßes 22 gemauert und mit Feuerfestmaterial ausgekleidet ist, ist der obere zurückversetzte Wandabschnitt 26 aus kreisringsektorförmigen Wasserkühlkästen gebildet.
Oberhalb des Schmelzgefäßes 22 ist ein Vorwärmer 27 für das Einsatzmaterial des Schmelzaggregates, im vorliegenden Fall ein Schrottvorwärmer mit einer Haube 28 angeordnet, die in einen Abgaskamin 29 mündet.
Der Boden des Schrottvorwärmers 27 ist durch ein- und ausfahrbare Roste 30 und 31 gebildet, die in jeweils gleicher Weise aufgebaut und durch Hydraulikzylinder 32 ein- und ausfahrbar sind. Durch die Roste läßt sich im eingefahrenen Zustand eine Schrottcharge für das Schmelzgefäb im Schrottvorwärmer 27 halten und wird durch die beim Verfahrensablauf im Schmelzgefäß entstehenden heißen Abgase, die zwischen den einzelnen Stäben des Rostes hindurchströmen, auf die gewünschte Temperatur vorgewärmt. Durch Ausfahren der Roste 30 und 31 mittels der Hydraulikzylinder 32 kann dann der Schmelzofen bereits mit einem auf 800 OC bis 1000 OC vorerwärmten Schrott chargiert werden, so daß die zum Vorwärmen einer kalten Schrottcharge erforderliche Energie entfällt. Da beim Ausfahren der Roste 30 und 31 zunächst in der Mitte ein Spalt gebildet wird, der sich erweitert, fällt der Schrott aus dem Vorwärmer gezielt in das Einschmelzgefäß. Das Maß der oeffnung ist einstellbar. Durch dieses gezielte Chargieren des Schrotts in das Einschmelzgefäß können mechanische Beschädigungen der zweiten Düsen 25 weitgehend vermieden werden. Die ersten Düsen 24 sind zu diesem Zweck und um eine entsprechend lange Lebensdauer zu gewährleisten in einer am Boden des Einschmelzgefäßes 22 vorgesehenen Bank 33 aus Feuerfestmaterial eingebaut. Diese Bank kann nahezu bis zur Mitte des im vorligenden Fall als Rundofen ausgebildeten Einschmelzgefäßes 22 reichen, Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, den Ofen an der Stelle der Düse auszubuchten, um hier eine Bank bzw.
eine geböschte Ausmauerung ausreichender Länge (gesehen in Axialrichtung der Düsen 24) vorsehen zu können. Sollen mehr Düsen unterhalb des Schmelzspiegels angeordnet werden, dann können mehrere Ausbuchtungen vorgesehen werden. Im vorliegenden Fall ist jeweils eine Düsenbank 33 zu beiden Seiten der Abstichrinne vorgesehen (siehe Fig. 2).
Die Haube 28 ist zwecks Chargierung auf der Ofenbühne seitlich verfahrbar oder kippbar. Der Abgaskamin ist als Venturi-Kamin ausgebildet, durch den die Abgase aus dem Schmelzgefäß durch den Schrottvorwärmer hindurch gesaugt werden. In dem Abgaskamin 29 kann ein Wärmetauscher vorgesehen werden, durch den die für den Prozeß im Einschmelzgefäß erforderlichen Gase, insbesondere Verbrennungsluft, vorgewärmt werden können.
Wie die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Schnittansichten von Fig. 1 zeigen, enthält jeder der Roste 30 bzw. 31 mehrere parallel zueinander angeordnete Roststäbe 34, die in einem Rahmen 35 gehalten sind. Der Rahmen 35 ist von der Ofenmitte aus gesehen aus einem vorderen oberen Querbalken 36, aus einem hinteren unteren Querbalken 37 und zwei seitlichen Trägern 38 und 39 aufgebaut. In den seitlichen Trägern sind an den Stellen 40 bis 43 (siehe Fig. 2) jeweils Radpaare 44 gelagert, die durch Schienen 45 bzw. 46 geführt sind. Durch die Hydraulikzylinder 32, die einerseits am ortsfesten Schrottvorwärmer 27 und andererseits am Rahmen 35 angelenkt sind, läßt sich der Rahmen längs der Schienen j und 46 bewegen, wobei durch die Ausbildung der Schienen in Form eines H-Profils dafür gesorgt ist, daß auch die durch das Einsatzmaterial über die Roststäbe auf den Rahmen 35 ausgeübten Kräfte durch die Schienen 45 und 46 aufgenommen werden können.
Die im Rahmen 35 befestigten Roststäbe 34 haben jeweils einen trapezförmigen, sich nach unten verjüngenden Querschnitt und weisen Kanäle für das Kühlmittel auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Roststäbe hohl ausgebildet und innen jeweils durch einen senkrechten Steg 47 verstärkt, der in Längsrichtung der Roststäbe nicht ganz bis zur Spitze reicht, so daß zwei Kanäle 48 und 49 gebildet werden, die an der dem Ofeninneren zugewandten Spitze der Roststäbe miteinander in Verbindung stehen. Das Kühlmittel wird am anderen Ende der Roststäbe dem einen Kanal zu-und aus dem anderen Kanal abgeführt. Es können auch zwei Längsstege 47a und 47b im Hohlraum des Roststabes vorgesehen werden, wie dies bei einem Roststab in Fig. 3 angedeutet ist.
In diesem Fall erfolgt die Zuleitung des Kühlmittels zweckmäßigerweise durch den zentralen Kanal und die Rückleitung durch die beiden äußeren Kanäle. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Roststäbe auf beiden Seiten gleichmäßig und in dem thermisch am meisten beanspruchten Bereich am stärksten gekühlt werden.
Um zu verhindern, daß die aus dem Schmelzgefäß aufsteigenden heißen Gase zwischen den Roststäben austreten können, sind an der Durchtrittsstelle der Roste 30 und 31 durch die Wandung des Schmelzaggregates Platten mit einem Profil vorgesehen, durch das die freien Zwischenräume zwischen den einzelnen Roststäben verschlossen werden. Derartige Platten können beispielsweise auf den wassergekühlten oberen Randbereich 50 des Schmelzgefäßes 26 aufgesetzt werden und trapezförmige Profile mit sich nach oben verjüngendem Querschnitt aufweisen, die in die Zwischenräume zwischen die Roststäbe eingreifen.
In Fig. 4 ist ein weiteres System von Rosten schematisch dargestellt. Hier sind Roste 51 bis 54 jeweils um 900 gegeneinander versetzt und jeweils in axialer Richtung über Zapfen 55 bis 58 hin- und herverschiebbar.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 sind zweite Düsen 25, die als Brenner eingesetzt werden, durch die Seitenwand des Schmelzgefäßes 22 geführt.
Anstelle dieser Düsen oder zusätzlich zu diesen Düsen können weitere Düsen im Bereich des Vorwärmers 27 durch die Wand dieses Vorwärmers geführt werden. Hierdurch kann das Einsatzmaterial zusätzlich vorgewärmt werden, wenn die betreffenden Düsen als Brenner betrieben werden.
Obwohl das Schmelzgefäß 22 des Schmelzaggregates in Form eines Konverters oder eines Elektroofens ausgebildet sein kann, hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das Schmelzgefäß in Form eines Rundofens auszubilden, bei dem das Verhältnis von Innendurchmesser zu Höhe größer als 1 ist. Als Einsatzmaterialien eignen sich besonders Schrott und/oder Eisenschwamm, wobei der Vorwärmer 27, insbesondere aber die Roste 30 und 31, auf das verwendete Einsatzmaterial abgestimmt werden sollten.
Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Roste jeweils längsverschiebbar ausgebildet sind, kann ein öffnen und Schließen der Roste auch durch eine Kippbewegung dieser Roste erreicht werden. Die Roste brauchen auch nicht zu fluchten. Sie können zum Beispiel zur Mitte des Schmelzaggregates hin schwach nach unten geneigt sein.
Leerseite

Claims

Metallurgisches Schmelzaggregat Patentansprdche 1. Metallurgisches Schmelzaggregat mit einem Schmelzgefäß und mit Vorwärmung wenigstens eines Teils des Einsatzmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Schmelzgefäßes (22) ein Vorwärmer (27) für das Einsatzmaterial angeordnet ist, dessen Boden durch zwangsgekühlte Roste (30, 31; 51 bis 54) gebildet ist, die geschlossen uns geöffnet werden können und durch die auch im geschlossenen Zustand die Abgase des Schmelzgefäßes in den Vorwärmer strömen können.
2. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Roste (30, 31) vorgesehen sind, die aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar sind.
3. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier jeweils um 900 versetzte Roste (51 bis 54) vorgesehen sind.
4. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprdche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Roststäbe (34) jeweils Kanäle (48, 49) für das Kühlmittel aufweisen.
5. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Roststäbe (34) einen sich nach unten verjüngenden trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.
6. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Roststäbe (34) hohl ausgebildet und durch Stege (47) verstärkt sind.
7. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (27) für das Einsatzmaterial eine vollständige Charge des Schmelzgefäßes (22) faßt.
8. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (27) für das Einsatzmaterial einen Abgaskamin (29) in Form eines Venturikamins aufweist.
9. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Brenner (25) vorgesehen ist.
10. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (25) durch die Seitenwand (26) des Schmelzgefäßes (22) geführt ist.
11. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schmelzspiegels (23) mindestens eine Düse (24) vorgesehen ist.
12. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Vorwärmer (27) für das Einsatzmaterial verfahrbar oder schwenkbar angeordnet ist.
13. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Roste (30, 31; 51 bis 54) des Vorwärmers im Hinblick auf Schrott und/oder Eisenschwamm als Einsatzmaterialien ausgebildet sind.
14. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß (22) in Form eines Rundofens ausgebildet ist, bei dem das Verhältnis von Innendurchmesser zu Höhe größer als 1 ist.
15. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß in Form eines Konverters ausgebildet ist.
16. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß in Form eines Elektroofens ausgebildet ist.
17. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Innendurchmesser zu Höhe höchstens 2,5 vorzugsweise höchstens 2,0 ist.