DE420033C - Elektrischer Schachtofen - Google Patents

Description

Hermann Röchling und

Es sind schon elektrische Schachtöfen bekannt, bei denen sowohl im Herd als auch an einer oder mehreren geeigneten Stellen des Schachtes Heizzonen gebildet werden durch An-5 Ordnungen von Einrichtungen, die gleichzeitig Schacht und Herd elektrisch beheizen. Dabei sind diese Einrichtungen verschiedenartig ausgebildet. Es hat sich nun herausgestellt, daß, wenn man bei derartigen öfen die Schachtheizung durch Widerstandsheizung ausführt, und zwar unter Amvendung von Elektroden oder Polplatten für die Stromzuführung, die Beschickung im Schacht an jeder Stelle die für die günstigste Arbeitsweise des Ofens gerade wünschenswerte Temperatur erhält. Die Heizung des Herdes kann dabei in bekannter Weise durch eine Lichtbogenheizung erfolgen, man kann aber auch die Herdheizung als reine Widerstandsheizung ausführen, beispielsweise nach Art des Röchling-Rodenhauser-Ofens.

In diesem Falle, empfiehlt es sich, die Ofentransformatoren, von denen aus die Heizung des Herdinhaltes in bekannter Weise durch Induktion erfolgt, an den Längsseiten des Herdes anzuordnen. Steht dabei Drehstrom zur Verfügung, so kann man die Ofeutransformatoren in bekannter Weise nach S k ο 11 schalten. Die Induktionsheizung wird dann j unter Verwendung zweier Einphasentransformatoren in genannter Schaltung durch Zweiphasenstrom bewirkt. Selbstverständlich ist hiermit nur eine von verschiedenen Arten der Herdheizung durch Induktion, von denen jede in gewissen Fällen Vorteile bieten kann, genannt.

In jedem Falle ist es wünschenswert, gegebenenfalls erforderlich werdende Ausbesserungen am Herd unabhängig vom Schacht des Ofens vornehmen zu können. Zu dem Zweck j wird der Schacht des Ofens unter Verwendung I einer geeigneten Tragkonstruktion unabhängig vom Herd angeordnet und mit diesem nur ■ durch ein leicht auswechselbares Halsstück verbunden. Es wird ferner der Herd mit den zugehörigen Ofenformatoren auf Rädern gelagert, so daß der untere Teil des Ofens für die Vornahme \^-on Ausbesserungsarbeiten in einfacher Weise unter dem hängenden Schacht ausgefahren werden kann.

Für die elektrische Heizung des Schachtinhaltes kommt nur eine Wi der Standsheizung in Frage. Dabei kann sowohl die gleiche Stromquelle, welche die Induktionsofentransformatoren im Herd speist, als auch jede andere, z. B. auch eine Gleichstromquelle, benutzt werden. Kommt Drehstrom oder Wechselstrom zur Verwendung, so wird er durch geeignete in der Nähe des Ofens aufgestellte Transformatoren auf die den Widerstandsverhältnissen der in Betracht kommenden Stromwege entsprechende Spannung gebracht.

Von den Stromzuführungsleitungen wird der Strom zum Ofeninnern durch geeignete, gegebenenfalls nachstellbare Stromübertragungseinrichtungen, wie z. B. Kohlenelektroden, weitergekitet, die durch geeignete, nötigenfalls durch Wasser gekühlte Kammern in das Ofeninnere bis zur Berührung mit der Beschickung eingeführt werden.· Die Stromübertragungseinrichtungen verschiedener Phasen werden im Schacht in einer oder mehreren Höhenlagen angeordnet, so daß dementsprechend eine oder mehrere ühereinanderliegende Heizzonen entstellen.

Es ist selbstverständlich, daß der Schachtquerschnitt sich der Form des Herdes anpaßt. Dementsprechend können sowohl runde als auch quadratische, sowohl elliptische als auch rechteckige Querschnitte benutzt werden. Dabei sind in jedeniFall dieStromzuführungseinrichtumren in den einzelnen Heizzonen nach

Lage und Zahl so über dem Schachtumfang zu verteilen, daß eine möglichst günstigeHeiz-λνΪΓίαιι^ entsteht.

Besondere Vorteile ergeben sich bei rechteckigen oder elliptischen Querschnittsformen, wenn dabei die Stromübertragungseinrichtungen für die Schachtheizung nicht nur in den Stirn- oder Kopfseiten, sondern auch in den Längsseiten der Schachtwand angebracht werden. Dann wird es nämlich möglich, durch Umschaltung der Stromzuleitungen auf verschiedene Elektroden bzw. Elektrodensätze die Länge der Stromwege in der Beschickung dem Widerstand des Stromweges anzupassen, so daß z. B. bei steigendem elektrischen Widerstand der Beschickung kürzere, bei sinkendem Widerstand längere Stromwege innerhalb der Beschickung gebildet werden können.

Die Form des Schachtlängsschnittes ist der Art der Beschickung anzupassen. Es können dabei rein zylindrische Schachtformen in gewissen Fällen ebensogut in Anwendung kommen, wie in anderen Fällen Formen von Kegelstümpfen mit mehr oder weniger steilen Seitenwänden oder schließlich auch Vereinigungen beider Formen.

Unter Umständen kann es wünschenswert oder notwendig sein, in den verschiedenen Heizzonen des Schachtes mit Rücksicht auf die durch Temperatur und Stromweg bedingten verschiedenen Widerstände mit verschiedenen Spannungen zu arbeiten. Das wird erreicht durch Verwendung verschiedener Transformatoren mit unterschiedlichen Spannungen oder auch durch einzelne Transformatoren mit gleichzeitig zu benutzenden Anzapfungen für verschiedene Spannungen. Selbstverständlich kann die Schaltung der Stromübertragungseinrichtungen verschiedener Stromkreise in jeder in der Elektrotechnik bekannten Art, d. h. z. B. hintereinander oder parallel, in '_ Stern oder in Dreieck erfolgen. Da während des Ofenbetriebes unter Umständen durch .Wechsel in der Beschickung, durch Änderung der Temperaturen u. dgl. Änderungen in de τ Widerstandsverhältnissen der -Stromwege eintreten können, empfiehlt es sich, die Sekundärspannung für die Schachtheizung in bestimmten Grenzen regelbar zu machen, beispielsweise durch Verwendung von Regel- oder Autotransfonnatoren, Induktionsreglern oder anderen Mitteln, \\\c sie die Elektrotechnik für den Zweck zur \'"erfügung stellt. |

Bei großen Ofenleistungen, welche unter ) L'mständen eine starke Herabsetzung der \ Periodenzahl in den Ofentransformatoren bedingen könnten, läßt sich die Erniedrigung der Periodenzahlen dadurch verringern oder ganz umgehen, daß die Ofentransformatoren außer mit der Primärwicklung für die Herdheizung auch noch in an sich bekannter Weise mit Sekundärwicklungen versehen werden, denen der Strom für die Widerstandsheizung im Schacht entnommen wird.

Schließlich kann es wünschenswert sein, bei im Herd angewandter Induktionsheizung für die genügende Erhitzung der Schlacken im Herd eiueHilfslichtbogenheizunganzuwendeu, die mit verstellbaren Elektroden arbeitend dauernd oder nur zeitweilig, z. B. vor und während des Schlackenabstiches, eingeschaltet wird.

Ein Schachtofen räch vorliegender Erfindung ist durch die Abb. 1 bis 3 beispielsweise gegeben unter ausdrücklicher Betonung, daß damit nur au einer von vielen möglichen Ausführungsformen die Verwirklichung der Erfmdungsgedanken dargestellt wird.

Abb. ι ist ein senkrechter Schnitt durch den Ofen nach Linie g-h der Abb. 3.

Abb. 2 ist ein ebenfalls senkrechter Schnitt in einer um 90° gegen diejenige der Abb. r verdrehten Schnittebene, d. h. nach Linie a-b. Abb. 3 stellt wagerechtc Schnitte, und zwar in der linken Hälfte nach c-d der Abb. 1 durch <len Schacht und der rechten Hälfte nach e-f der Abb. 1 durch den Herd dar.

Es ist angenommen, daß für. den Ofen nach den Zeichnungen 1 bis 3 Zweiphasenstrom zur Verfugung steht, derbeispielsweisenach S ko tt geschaltet an Drehstrom angeschlossenen Einphasentransformatoren entnommen werden könnte. Dementsprechend sind mit A¹ und A^z die Ofentransformatoren für die Induktionsheizung des Herdes bezeichnet, zwischen denen der Hauptherd des Ofens B umgeben von ge- . eigneten feuerfesten Mauer- oder Stampfwerk C gebildet wird. An den Hauptherd schließen sich beiderseits die bei Induktionsöfen üblichen Heizkanäle oder Heizrinnen D an, die allseits geschlossen sind und unterhalb des tiefsten Schmelzgutstandes im Herd liegen, so daß Schlacke in dieselbe nicht eindringen kann. Der Herd B ist an den beiden Stirnseiten durch Gewölbe £ abgedeckt, welche 105" in der Mitte des Herdes eine dem Hals des Schachtes entsprechende öffnung für den Eintritt des aus dem Schacht nachsinkenden Beschickungsgutes frei lassen. Die Verbindung zwischen Herd und Schacht wird durch einen Halsring F hergestellt, der leicht beseitigt u:d wieder eingefügt werden kann, da er von dem Gewicht des von geeigneter Säulenkonstruktion getragenen Schachtes, wie aus den Abb. 1 und 2 deutlich erkenntlich, nicht belastet wird. Dadurch wird es möglich, den Herd im Fall erforderlich werdender Ausbesserungs- oder Erneueruugsarbeiten an der feuerfesten Zustellung unter dem Schacht herauszufahren. Zu dem Zweck ist der ganze Unterofen gemäß Abb. ι und 2 auf Rollen gelagert. Für den Abstich von Eisen und Schlacke sind in ge-

eigneter Höhe Abstichlöcher G¹ und G² vorgesehen, und für den Fall, daß beim Abstich der Schlacken durch zu große Zähigkeit und dadurch bedingte Schwerflüssigkeit Schwierigkeiten erwachsen, stehen Hilfselektroden H zur Verfügung, die in der bei Lichtbogenheizung üblichen Weise in den Herd eingeführt werden und leicht verstellbare sind.

Der Schacht/ ist nach den Abbildungen ίο rechteckig ausgebildet. Er wird in auch sonst üblicher Weise mit Eisen armiert und namentlich im unteren Teil mit einer geeigneten Panzerung if versehen, die möglichst gleichzeitig auch als Teil der Tragkonstruktion für den Schacht ausgebildet wird. In die Schachtwand sind in verschiedenen Höhenlagen Stromübertragungseinrichtungen eingebaut, die in den Abbildungen den einzelnen Lagen entsprechend mit V, L² und U bezeichnet sind. Den oberen Abschluß des Schachtes bildet eine Gichtglocke M mit geeigneter Gasabführung N. Im übrigen sind, wie in der Zeichnung angedeutet, Bühnen in verschiedenen Höhenlagen des Schachtes angeordnet, so daß die Bedienung und namentlich die Zugäng-Hchkeit zu den Stromübertragungseinrichtungen so sehr als nur möglich erleichtert wir.d.

Die wirtschaftlichen Vorteile des elektrischen Schachtofens nach vorliegender Erfindung bestehen in erster Linie darin, daß auch im Schacht an jeder Stelle die gerade gewünschte Temperatur erzeugt werden kann und daß dadurch die Reduktion ganz wesentlich verstärkt wird.

Der Ofen nach der Erfindung bietet beispielsweise als Elektrohochofen für die Reduktion von Erzen den Vorteil, daß er die ausschließliche Verwendung von Koks gestattet und daß nach den bisher durchgeführten Versuchen auch ausschließlich mulmige Erze, wie Kiesabbrände usw., ohne vorherige Brikettierung verarbeitet werden können, mindestens aber sehr beträchtliche Mengen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Elektrischer Schachtofen, bei dem sowohl im Herd als auch an einer oder mehreren Stellen des Schachtes Heizzonen gebildet werden durch Anordnung geeigneter, für Schacht und Herd verschiedenartiger Einrichtungen für die elektrische Heizung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schachtheizung durch Widerstandsheizung unter Anwendung von Elektroden- oder Polplatten für die Stromzuführung erfolgt.

   - 2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herdbeheizung in bekannter Weise eine Lichtbogenheizung angewandt wird.

   3. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdheizung nach dem Prinzip des Induktionsofens, also beispielsweise nach Art des Röchling-Rodenhauser-Ofens, erfolgt.

   4. Schachtofen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Längsseiten des Herdes je ein Einphasentransformator, evtl. unter Verwendung von Drehstrom, in Skottscher Schaltung angeordnet ist, von dem aus die Heizung des Herdes durch Induktion erfolgt.

   5. Ofen· nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd mit den zugehörigen Ofentransformatoren ausfahrbar unter dem hängenden Schacht angeordnet wird.

   6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die Widerstandsheizung im Schacht auf im wesentlich horizontaler Strombahn erfolgt.

   7. Ofen nach Anspruch 1 und S, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtquerschnitt sich an die Form eines Rechtecks oder einer Ellipse anlehnt.

   8. Ofen nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schachtwand in der Höhe einer, mehrerer oder aller Heizzonen geeignete Stromzuführungseinrichtungen nicht nur an den Stirn-, sondern auch an den Längsseiten des Schachtes derart umschaltbar angebracht sind, daß bei steigendem elektrischen Widerstand der Beschickung kürzere, bei sinkendem Widerstand längere Stromwege innerhalb der Beschickung gebildet werden können.

   9. Ofen nach Anspruch 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Stromquellen für die Widerstandsheizung regelbar ist.

   10. Ofen nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch- gekennzeichnet, daß der Strom für die Widerstandsheizung ganz oder zum Teil besonderen Sekundär wick- 10, lungen entnommen wird, welche auf den Induktionsofentransformatoren für die Herdheizung untergebracht sind.

   11. Ofen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, (.laß im Herd eine Hilfsheizung in Form einer Lichtbogenheizung mit Kohlenelektroden in erster Linie für die Erleichterung des Schlackenabstiches angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.