DE420033C - Electric shaft furnace - Google Patents

Electric shaft furnace

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DE420033C DER56691D DER0056691D DE420033C DE 420033 C DE420033 C DE 420033C DE R56691 D DER56691 D DE R56691D DE R0056691 D DER0056691 D DE R0056691D DE 420033 C DE420033 C DE 420033C
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Description

Hermann Röchling undHermann Röchling and

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. There are already electric shaft ovens known, both in the stove and on one or more suitable points of the shaft heating zones are formed by An-5 Arrangements of equipment that electrically heat the shaft and stove at the same time. Included these facilities are designed in different ways. It has now been found that if the shaft heating is carried out by resistance heating in such furnaces, namely with the use of electrodes or pole plates for the power supply, the Charging in the shaft at every point for the most favorable operation of the furnace just getting desirable temperature. The heating of the stove can be used in a known manner Way done by an arc heater, but you can also run the stove heating as a pure resistance heating, for example in the style of the Röchling-Rodenhauser oven.

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 this case, it is advisable to use the furnace transformers, from which the stove contents are heated in a known manner by induction, on the long sides of the To arrange cooker. If three-phase current is available, furnace transformers can be used Switch to S k ο 11 in the known manner. The induction heating is then j using two single-phase transformers in said circuit through two-phase current causes. Of course, this is only one of the different types of Stove heating by induction, each of which can offer advantages in certain cases, called.

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.In any case, it is desirable to be able to carry out any repairs that may become necessary on the stove independently of the furnace shaft. For the purpose j, the shaft of the furnace is arranged independently of the stove using a suitable support structure and is only connected to it by an easily exchangeable neck piece. It is further stored the cooker with the associated oven Forma gates on wheels, so that the lower part of the furnace for making \ - can be extended on repair work in a simple manner by the hanging shaft.

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.For the electrical heating of the manhole contents only one Wi of the parking heater comes in Question. It can use the same power source as the induction furnace transformers feeds in the stove, as well as any other, e.g. B. also a DC power source can be used. If three-phase or alternating current is used, it is converted by suitable transformers installed near the furnace to those corresponding to the resistance ratios of the current paths in question Brought tension.

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.The power to the inside of the furnace is transferred from the power supply lines through suitable, optionally adjustable power transmission devices, such as. B. carbon electrodes, Further kit, which is placed in suitable chambers, if necessary cooled by water, in the inside of the furnace to be brought in until it touches the load different phases are arranged in the shaft at one or more levels, so that accordingly one or more superimposed Distort the heating zones.

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 nachIt goes without saying that the shaft cross-section adapts to the shape of the stove. Accordingly, both round and square, both elliptical and rectangular cross-sections can be used. In each case, the power supply devices are required in the individual heating zones

Lage und Zahl so über dem Schachtumfang zu verteilen, daß eine möglichst günstigeHeiz-λνΪΓίαιι^ entsteht.To distribute position and number over the shaft circumference so that the most favorable heating λνΪΓίαιι ^ arises.

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.There are particular advantages with rectangular or elliptical cross-sectional shapes, if the power transmission equipment for the shaft heating is not only in the Front or top sides, but also in the long sides of the shaft wall. Then it becomes possible by switching the power supply lines to different ones Electrodes or electrode sets adapt the length of the current paths in the feed to the resistance of the current path, so that z. B. with increasing electrical resistance of the charge shorter, with decreasing Resistance longer current paths can be formed within the feed.

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.The shape of the longitudinal section of the shaft must be adapted to the type of feed. It can Purely cylindrical shaft shapes are just as well used in certain cases, as in other cases forms of truncated cones with more or less steep side walls or finally also unions both forms.

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. |Under certain circumstances it may be desirable or necessary to work with different voltages in the different heating zones of the shaft, taking into account the different resistances caused by the temperature and current path. This is achieved by using different transformers with different voltages or by using individual transformers with taps to be used for different voltages at the same time. Of course, the circuit of the power transmission devices can different circuits in each in electrical engineering known type, ie, for example in series or in parallel, in '_ star or delta effected. Since changes in the feed, changes in temperatures and similar changes in the resistance ratios of the current paths can occur during furnace operation, it is advisable to make the secondary voltage for the shaft heating adjustable within certain limits, for example by Use of regulating or autotransfonnators, induction regulators or other means, \\\ c the electrical engineering makes them available for the purpose. |

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.For large kiln capacities which mständen under) L'a strong reduction of the \ number of periods could cause the furnace transformers, the lower the period numbers can thereby reduce or completely bypass that the furnace transformers except with the primary winding of the stove heating even in known Way are provided with secondary windings, from which the current for the resistance heating in the shaft is taken.

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.Finally, it may be desirable to use induction heating in the cooker sufficient heating of the slag in the hearth using an auxiliary arc heater, working with adjustable electrodes continuously or only temporarily, e.g. B. before and during the slag tapping, is switched on.

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.A shaft furnace according to the present invention is shown in FIGS. 1 to 3, for example given with the express emphasis that this is only one of many possible embodiments the realization of the inventive concept is shown.

Abb. ι ist ein senkrechter Schnitt durch den Ofen nach Linie g-h der Abb. 3.Fig. Ι is a vertical section through the furnace along line gh of Fig. 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.Fig. 2 is a likewise vertical section in a section plane rotated by 90 ° with respect to that of Fig. R, ie along the line ab. Fig. 3 shows horizontal sections, namely in the left half according to cd of Fig. 1 through the shaft and the right half according to ef of Fig. 1 through the hearth.

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 Az 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-It is believed that for. The furnace according to the drawings 1 to 3 is available with two-phase current, which could be taken from single-phase transformers connected to three-phase current, for example, switched to S ko tt. Correspondingly, A 1 and A z denote the furnace transformers for the induction heating of the stove, between which the main stove of the furnace B is surrounded by ge. Suitable refractory masonry or stamping works C is formed. On both sides of the main hearth , the heating channels or heating troughs D customary in induction furnaces are connected, which are closed on all sides and are below the deepest melt level in the hearth, so that slag cannot penetrate into the hearth. The hearth B is covered on the two front sides by vaults, which 105 "in the middle of the hearth leave an opening corresponding to the neck of the shaft free for the entry of the load sinking out of the shaft. The connection between hearth and shaft is made by a neck ring F , which can easily be removed and reinserted, since it is not burdened by the weight of the shaft supported by a suitable column construction, as can be clearly seen in Figs necessary repair or renewal work on the refractory lining under the shaft. For this purpose, the entire lower furnace is mounted on rollers as shown in Fig. 1 and 2.

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.A suitable height tap holes G 1 and G 2 are provided, and in the event that difficulties arise when tapping the slag due to excessive viscosity and the heavy liquid caused by it, auxiliary electrodes H are available, which are inserted into the stove in the usual way with arc heating and are easily adjustable.

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.The shaft / is rectangular according to the illustrations ίο. It is reinforced with iron in the usual way and, in particular, provided in the lower part with a suitable armor, which is also designed as part of the supporting structure for the shaft if possible at the same time. Current transmission devices are built into the shaft wall at different heights and are designated with V, L 2 and U in the figures for the individual layers. The upper end of the shaft is a bell bell M with suitable gas discharge N. In addition, as indicated in the drawing, platforms are arranged at different heights of the shaft, so that the operation and especially the accessibility to the power transmission devices as much as possible we make it easier.

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.The economic advantages of the electric shaft furnace according to the present invention consist primarily in the fact that in the shaft at each point the desired Temperature can be generated and that thereby the reduction is intensified quite significantly.

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.The furnace according to the invention offers, for example, an electric blast furnace for the reduction of ores has the advantage that it allows the exclusive use of coke and that after the previously carried out Also try exclusively queasy ores, such as gravel burns etc., without prior Briquetting can be processed, but at least very considerable quantities.

Claims (1)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: 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.I. Electric shaft furnace, in which both in the hearth and on one or several points of the shaft heating zones are formed by arranging suitable, for shaft and stove of various devices for electrical heating, characterized in that the Shaft heating is carried out by resistance heating using electrode or pole plates for the power supply. - 2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herdbeheizung in bekannter Weise eine Lichtbogenheizung angewandt wird.- 2. Oven according to claim 1, characterized in that that an arc heating is used for the stove heating in a known manner. 3. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdheizung nach dem Prinzip des Induktionsofens, also beispielsweise nach Art des Röchling-Rodenhauser-Ofens, erfolgt.3. Shaft furnace according to claim 1, characterized in that the hearth heater according to the principle of the induction furnace, for example like the Röchling-Rodenhauser furnace, he follows. 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.4. Shaft furnace according to claim 1 and 3, characterized in that the two On each side of the stove a single-phase transformer, possibly using three-phase current, in a Scottish circuit is arranged, from which the stove is heated by induction. 5. Ofen· nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd mit den zugehörigen Ofentransformatoren ausfahrbar unter dem hängenden Schacht angeordnet wird.5. Oven · according to claim 1 and 3, characterized in that the stove with The associated furnace transformers are arranged so that they can be pulled out under the hanging shaft will. 6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die Widerstandsheizung im Schacht auf im wesentlich horizontaler Strombahn erfolgt.6. Furnace according to claim 1, characterized in that. indicates that the resistance heating takes place in the shaft on a substantially horizontal current path. 7. Ofen nach Anspruch 1 und S, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtquerschnitt sich an die Form eines Rechtecks oder einer Ellipse anlehnt.7. Furnace according to claim 1 and S, characterized in that the shaft cross section is based on the shape of a rectangle or an ellipse. 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.8. Oven according to claim 1, 5 and 6, characterized in that in the shaft wall Suitable power supply devices at the level of one, several or all of the heating zones Not only attached to the front, but also to the long sides of the shaft in such a way that it can be switched over are that with increasing electrical resistance of the charge shorter current paths, with decreasing resistance longer current paths can be formed within the feed. 9. Ofen nach Anspruch 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Stromquellen für die Widerstandsheizung regelbar ist.9. Oven according to claim 1 and 5 to 7, characterized in that the voltage the power sources for the resistance heating can be regulated. 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.10. Oven according to claim 1 to 3 and 5 to 8, characterized in that the Electricity for resistance heating in whole or in part special secondary wind- 10, lungs is taken, which are housed on the induction furnace transformers for the stove heating. 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.11. Oven according to claim 1 and 3, characterized marked, (. leave an auxiliary heating in the form of an arc heater in the stove with carbon electrodes primarily to facilitate slag tapping is arranged. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
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