DE3215119A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschickung von elektrischen schmelz- oder reduktionsoefen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur beschickung von elektrischen schmelz- oder reduktionsoefenInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von elektrischen Schmelz- oder Reduktionsofen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung
von elektrischen Schmelz- oder Reduktionsofen. Sie bezieht sich insbesondere
auf solche öfen, bei denen sich ein Beschickunqsrohr abwärts durch
die Rauchhaube eines offenen Ofens oder durch das Gewölbe bzw. den Deckel eines geschlossenen Ofens erstreckt.
Üblicherweise werden die Chargen des Beschickungsmaterials durch feststehende
oder drehbare Rohre aufgegeben, die sich abwärts in den Ofenraum erstrecken und über dem Füllstand des bereits eingebrachten Beschickungsguts enden. Die Beschickungsrohre sind deshalb ständig extremer Hitze ausgesetzt
und infolgedessen ist ihre Lebensdauer verhältnismäßig kurz.
Es ist bekannt, die Lebensdauer dadurch zu erhöhen, daß die thermische Beanspruchung
durch Kühlung des unteren Teils des Beschickungsrohrs vermindert wird. Die Wärmeeinwirkung auf den unteren Teil des Beschickungsrohrs
ist jedoch so groß, daß es schwierig ist, ausreichende Mengen an Kühlmittel in Umlauf zu bringen, um die Auswirkungen der starken Hitze abzuschwächen.
Außerdem besteht die Gefahr von Schaden an den Kühlleitungen und von Leckagen, bei denen Kühlmittel in den Ofenraum gelangt.
Bei bekannten Beschickungseinrichtungen, bei denen die Beschickungsrohre
zur Atmosphäre hin offen sind, dringt Luft in den Ofen ein und Ofendampf und -rauch kann durch die Beschickungsrohre in die Umgebung entweichen.
Die Anordnung der Beschickungsrohre und das Eindringen von Luft in den Ofen vermindern die Leistungsfähigkeit eines offenen Ofens und kann den
Verbrauch des als Reduktionsmittel verwendeten Kohlenstoffs erhöhen, da dieser mit der Luft in Berührung kommt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile der bekannten
Beschickungseinrichtungen zu beheben. Erfindungsgemäß wird das Beschikkungsgut durch ein Beschickungsrohr zugeführt, das in eine erste Stellung
hochgezogen wird, in der es die neue Charge aufnimmt und gleichzeitig
-έ-
•S.
gegenüber der Rauchhaube bzw. dem Ofendeckel abgedichtet ist und dann in
eine zweite Stellung abgesenkt wird, in der die Charge in den Ofen entleert wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Beschickungsrohr teleskopartig an der Rauchhaube eines offenen Ofens angeordnet. Am
unteren Ende des Beschickungsrohrs befindet sich eine Platte, die sich seitlich zur Längsachse des Rohrs erstreckt und dessen unteren Abschluß
bildet. Unmittelbar über dieser Abschlußplatte befinden sich eine oder mehrere öffnungen in der Rohrwandung., die zur Einführung des Beschickungsguts in den Ofenraum dienen. Vorzugsweise ist jede von diesen öffnungen
verschließbar, so daß die Charge im Rohr zurückgehalten werden kann, bis
der EntleerungsVorgang beginnen soll."
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Beschickungsrohr zuerst in
eine obere Stellung gebracht, bei der die öffnungen sich innerhalb der
Rauchhaube befinden und somit die Rauchhaube die Öffnungen verschließt.
Vorzugsweise ist das Beschickungsrohr teleskopartig in einem in der Rauchhaube
angeordneten Führungsrohr verschiebbar. Mit Vorteil hat aieses Führungsrohr
an seinem unteren Ende einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Beschickungsrohrs, so daß ein größerer Querschnitt
entsteht. Sobald das Beschickungsrohr abgesenkt wird, begünstigt dann die vergrößerte Querschnittsfläche den Beginn der Vertikalbewegung
der Charge.
Die Bodenplatte des Beschickungsrohrs hat vorzugsweise eine runde Querschnittsfläche
und bildet den unteren Verschluß mit dem Führungsrohr, sobald sich der untere Rohrteil in seiner oberen Stellung befindet.
Das Beschickungsrohr hat an seinem unteren Ende innereine geneigte Fläche,
durch die das'Beschickungsgut zu einer horizontalen Bewegung durch die
öffnung in der Rohrwandung abgelenkt wird. Wenn das Beschickungsrohr drehbar
in der Rauchhaube angeordnet ist, kann das Beschickungsgut in jeder gewünschten Richtung in den Ofenraum eingegeben werden, so daß man regelbar
eine gleichmäßige Verteilung im Ofenraum einhalten kann.
Während des Betriebs wird eine Charge des Beschickungsguts in das Beschikkungsrohr
eingebracht, während sich dieses in seiner oberen und verschlossenen
Stellung befindet. Nach der Beladung wird das Beschickungsrohr schnell in den Ofenraum in seine untere Stellung abgesenkt, wo die Charge
frei in den Ofen fließt, worauf das Beschickungsrohr wieder zur neuen Beladung in seine obere Stellung gebracht wird. Das Beschickungsrohr kann
auch abgesenkt werden, ohne daß sich eine Charge in ihm befindet. Es dient dann als Kanal zur direkten Beschickung des Ofens.
Mit Vorteil wird das Beschickungsrohr mit hoher Geschwindigkeit abgesenkt,
so daß es der in ihm befindlichen Charge eine abwärts gerichtete Bewegung gibt. Vorzugsweise wird das Beschickungsrohr unmittelbar nach seiner Entleerung
in den Ofen wieder in seine obere, geschlossene Stellung zurückgebracht.
Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß die Notwendigkeit der
Kühlung der unteren Hälfte des Beschickungsrohrs ganz bedeutend vermindert ist. Da ein Beschickungsrohr gemäß der Erfindung den größten Teil der Zeit
in geschützter Stellung ist, braucht man nur die Bodenplatte zu kühlen.
Da ferner die Rauchhaube bzw. der Ofendeckel durch das Beschickungsrohr
abgedichtet ist - mit Ausnahme der Zeit, in der abgesenkt ist - kann nur eine begrenzte Luftmenge durch das Rohr in den Ofen eindringen und dies
passiert nur während der Beschickungsperiode, so daß Luftführung und Saugung kaum beeinträchtigt werden. Bei geschlossenen öfen wird bei Verwendung
einer erfindungsgemäßen Beschickungseinrichtung verhindert, daß Rauchgase in die Umgebung entweichen.
Fig. 1 zeigt ein Beschickungsrohr, das in einem typischen offenen Ofen
angeordnet ist.
Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch den mittleren Teil eines erfindungsgemäßen
Beschickungsrohrs.
Gemäß Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Beschickungsrohr 1 in einem elektrischen
Schmelzofen angeordnet. Der gesamte Ofen ist nicht dargestellt. Üblicherweise umfaßt ein solcher Ofen einen Ofenraum, darüber eine Rauchhaube
2 und eine Mehrzahl von in Elektrodenfassungen gehaltenen Elektroden.
In der Zeichnung ist nur eine Elektrode 3 mit ihrer Elektrodenfassung 4
dargestellt. Die weiteren nicht zur Erfindung gehörenden Teile des Ofens sind nicht dargestellt und beschrieben. Bei einem geschlossenen Ofen wird
der Ofenraum anstelle der Rauchhaube mit dem Ofendeckel abgeschlossen. Da die Erfindung in beiden Fällen in gleicher Weise anwendbar ist, wird
sie im folgenden nur in Bezug auf einen offenen Ofen beschrieben.
Das Beschickungsrohr 1 hat einen unteren Rohrteil 5 und einen oberen Rohrteil
6. Der untere Rohrteil 5 ist konzentrisch zum oberen Rohrteil 6 und nach außen gleitbar bzw. verschiebbar.
Mit Vorteil ist ein umgebender Schutzschild 7 vorgesehen, der mit dem
unteren Rohrteil 5 fest verbunden ist. Der Schutzschild 7 verhindert eine übermäßige Erwärmung des Beschickungsrohrs 1 durch Induktionsströme, die
durch die Stromführung zur Elektrode 3 entstehen.
Der untere Rohrteii 5 ist verschiebbar in einem Führungsrohr 8 angeordnet,
das vorzugsweise als integrierter Teil der Rauchhaube 2 ausgebildet ist. An oberen Ende des Führungsrohrs 8 ist die Dichtung 9 als gleitfähige Abdichtung
des unteren Rohrteils 5 vorgesehen. Gegebenenfalls können zusätzliche
Dichtungen am unteren Teil des Führungsrohrs 8 angeordnet sein. Im dargestellten Fall ist das Führungsrohr 8 durch Rippen 10 verstärkt.
Am oberen Ende des unteren Rohrteils 5 sorgt die Dichtung 13 für eine Abdichtung
zwischen dem unteren Rohrteil 5 und dem oberen Rohrteil 6.
Die starre Verbindung zwischen dem Schutzschild 7 und dem unteren Rohrteil
5 wird durch beliebige bekannte Mittel hergestellt. Vorzugsweise werden diese Verbindungsmittel zusätzlich als Befestigungspunkte für die
Kolben 15 einer Mehrzahl von Hydraulikzylindern 14 genutzt bzw. ausgebildet.
Die Hydraulikzylinder 14 sind zwischen dem Schutzschild 7 und dem oberen Rohrteil 6 angeordnet und dienen zum Anheben und Absenken des Rohrteils
5. Ein Ende des Hydraulikzylinders 14, der von üblicher Bauart sein
kann, ist starr mit dem oberen Rohrteil 6 verbunden, während der zugehörige Kolben 1 5an seinem unteren Ende mit dem Verbindungsmittel zwischen
Schutzschild 7 und Rohrteil 5 verbunden ist. Am unteren Ende des Rohrteils
6 ist zwischen den Rohrteilen 5 und 6 ein Führungsring 16 angeordnet. Die Dichtung 9 dient zusammen mit der Dichtung 13 und dem Führungsring 16
zur Führung des unteren Rohrteils 5 während seiner Vertikal bewegung.
Vorzugsweise sind der untere Rohrteil 5, der obere Rohrteil 6 und der
Schutzschild 7 zusammen als eine Einheit drehbar. Die Verbindungsmittel zwischen den Rohrteilen 5 und 6, die eine solche Rotationsbewegung ermöglichen,
sind nicht dargestellt. Nur die führende Dichtung 9 ist dazu bestimmt, einer relativen Rotationsbewegung ausgesetzt zu werden. Die Rota-'
tion kann durch bekannte Mittel in Gang gesetzt werden, z.B. mittels eines von dem Motor 17 angetriebenen Ritzels 18 und eines Zahnrads 19 am
oberen Ende des Rohrteils 6.
Zur Zuführung des Beschickungsguts zum Beschickungsrohr 1 kann eine
Schwingrinne und/oder ein KlappenventilN am oberen Ende des Rohrteils 6 vorgesehen sein.
Im unteren Rohrteil 5 ist eine öffnung 23 gegenüber einer geneigten Fläche
25 vorgesehen. Letztere wird zweckmäßig aus Rippengliedermgebildet,
es kann ebenfalls eine von Rippengliedern gehaltene Platte sein.
Ervindungsgemäß braucht nur der untere Teil 12 des Rohrteils 5 gekühlt zu
werden. Zweckmäßig hierfür sind nicht dargestellte Kühl leitungen in der Wandung^des Rohrteils 5. Es können übliche Kühlmittel, wie öl oder Wasser,
tlurchgeleitet werden.
Fig. 2 Zeigt im Vertikalschnitt weitere Einzelheiten des obe_ren Rohrteils
6 und des Schutzschilds 7. Die Leitungen 21 und 22 sind die Zufluß- und Rückflußleitungen für die hydraulische Flüssigkeit der Hydraulikzylinder
14 zum Anheben und Absenken des Rohrteils 5. Die Leitungen 21 und 22 sind in üblicher Weise mit einer nicht gezeigten hydraulischen Druckpumpe verbunden.
Während des Betriebs wird das Beschickungsgut chärgenweise in den Ofenraum
eingebracht. Zu Beginn ist das Beschickungsrohr in seine obere, geschlossene Stellung angehoben, wie dies die gestrichelten Linien in
Fig. 1 andeuten. Da in dieser Stellung der Rohrteil 5 in die Rauchhaube 2 hineingezogen ist, bildet das Führungsrohr 8 einen äußeren Verschluß für
die öffnung 23. Das Beschickungsgut ist in das Beschickungsrohr 1 einge-
.9.
füllt und verbleibt darin bis eine neuerliche Beschickung des Ofenraums
stattfinden soll. Hierzu wird dann das Beschickungsrohr 1 mittels des Motors 12 in die Stellung gedreht, aus der das Beschickungsgut aus der Öffnung
23 in der gewünschten Richtung in den Ofenraum austritt. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung in den Zylindern wird der untere Rohrteil 5
in seine untere Stellung abgesenkt, in der das BescMckungsgut in den
Ofenraum austritt.
Die besten Ergebnisse erzielt man, wenn das Beschickungsrohr plötzlich
nach unten stößt. Das Beschickungsgut hat dann eine Bewegungsenergie, daß es sich über eine größere Fläche ausbreitet.
Nach der Entleerung wird der untere Rohrteil 5 mittels der Hydraulik unmittelbar
wieder emporgehoben und es wird eine neue Charge eingefüllt. Erfindungsgemäß befindet sich also das Beschickungsrohr den größten Teil
der Betriebszeit in einer geschützten Stellung. Man kann jedoch auch
die Beschickung zuführen nachdem das Beschickungsrohr in den Ofen abgesenkt ist. Für diese direkte Beschickung wird das Rohr für die Beschikkungszeit
abgesenkt und sofort danach wieder hochgezogen.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Systems ist, daß es als Fühler
arbeiten kann, um den Füllspiegel im Ofenraum festzustellen. Wenn der
Rohrteil 5 so weit abgesenkt ist, daß er auf die im Ofen befindliche Beschickung
stößt, kann der Fdllspiegel direkt mittels eines Anzeigeinstruments
26 abgelesen werden oder es kann ein Signal an einen Computer zur Überwachung der Beschickungsgeschwindigkeit gegeben werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform
beschränkt.
Leerseite
Claims (13)
1) Verfahren zur Beschickung von elektrischen Schmelz- oder Reduktionsöfen
mittels Beschickungsrohren, die durch die Rauchhaube bzw. den Ofendeckel in den Ofenraum geführt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß ein vertikal verschiebbares Beschickungsrohr
so weit hochgezogen wird, daß seine untere seitliche Öffnung durch ein in der Rauchhaube vorgesehenes Führungsrohr verschlossen ist, daß in dieser
Stellung eine Charge des Beschickungsguts in das Beschickungsrohr eingefüllt wird, daß dann das Beschickungsrohr in den Ofenraum abgesenkt wird,
so daß die untere Öffnung frei wird und die Charge in den Ofenraum ausfließt, worauf das Beschickungsrohr wieder in seine Ausgangsstellung hochgezogen
wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsrohr mit solcher Geschwindigkeit abgesenkt wird, daß die in ihm enthaltene
Charge eine erhöhte abwärts gerichtete Bewegungsenergie erhält.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den
aufeinanderfolgenden Chargen das Beschickungsrohr jeweils um seine Längsachse gedreht wird, so daß die ausfließende Charge an verschiedene Stellen
des Ofens gelangt.
4) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Rauchhaube (2) bzw. im Ofendeckel vertikal verschiebbares Beschickungsrohr (1) einen oberen Rohrteil (6)
und einen unteren Rohrteil (5) aufweist,'wobei zumindest der untere Rohrteil
(5) in den Ofen absenkbar und hochziehbar ist und in abgesenktem Zustand eine öffnung (23) zum Austritt der im Beschickungsrohr (1) befindlichen
charge freigibt.
5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschikkungsrohr
(1) im Ofen um seine Längsachse drehbar ist.
6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung .
des Beschickungsrohrs (1) ein Motor (7) mit Ritzel (18) und ein am Beschickungsrohr
(1) angeordnetes Zahnrad (19) vorgesehen ist.
7) Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am
unteren Ende des Beschickungsrohrs (1) im Bereich der seitlich gelegenen öffnung (23) eine von innen nach außen geneigte Fläche (25) vorgesehen ist.
8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der untere Rohrteil (5) des Beschickungsrohrs (1) zum oberen Rohrteil (6) konzentrisch und in diesem verschiebbar ist.
9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem oberen Rohrteil (6) und dem unteren Rohrteil (5) eine
Dichtung (13) vorgesehen ist.
10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß für den unteren. Rohrteil (5) ein in der Rauchhaube (2) bzw. im Ofendeckel angeordnetes Führungsrohr (8) vorgesehen ist, das an seinem oberen
Ende eine Dichtung (9) aufweist und dessen Höhe mindestens der Höhe der öffnung (23) entspricht.
11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bewegung des unteren Rohrteils (5) eine hydraulische Einrichtung (14, 15, 21, 22) vorgesehen ist.
12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß am oberen Ende des Beschickungsrohrs (1) bzw. des oberen Rohrteils (6) ein Klappenventil (20) vorgesehen ist.
13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Anzeigeninstrument (26) zum Anzeigen der Stellung des unteren
Kohrteils (5) vorgesehen ist.
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