-
Kippbarer Herdofen mit Windfrischvorrichtung und Regenerativ-Gasfeuerung
und Verfahren zum Betriebe desselben. Die Herstellung von bestimmtem, eng begrenztem
Qualitätsmaterial hat bisher in den Thomasstahlwerken häufig S,-hwierigkeiten bereitet.
da man die einzelnen in der Birne erblasenen Schmelzungen keiner längeren Nachbehandlung
zur Erreichung einer genau abgegrenzten Qualität unterziehen kann, wie dies beim
Herdofen sicher und leicht zu erreichen ist. Die Entkohlung und Entphosphorung ist
jedoch in der Birne schnell und gründlich in etwa 15 Minuten durchgeführt,
und außerdem ist das 'Windfrischen in der Gründlichkeit der Frischung dem Herdfrischen
überlegen, das zudem für jede Schmelzung 5 bis 6 Stunden erfordert.
-
Beim Herdfrischen wird nämlich nur die oberste Schicht des Schmelzbades
von .der frischenden Flamme erfaßt, und es müssen deshalb zur Erreichung einer leidlichen
Durchfrischung besondere Mittel angewendet
werden, um die unteren
Schichten des Schmelzbades nach oben an die Frischflamme zu bringen.
-
Ist die Frischung im Herdofen beendet, so läßt man das Bad noch einige
Zeit unter schwacher Feuerung abstehen, damit die Entschlackungs- und Härtemittel
in der .für die einzelnen Qualitäten erforderlichen Weise wirken können.
-
Die Erfindung bezweckt die Vereinigung der Vorteile des Windfrisch-
und Herdofenverfahrens durch Schaffung eines geeigneten Ofens, dessen Betrieb eine
gegenseitige Ergänzung der Vorzüge beider Verfahren ermöglicht. Denselben Zwecken
dienende Vorschläge sind schon früher gemacht worden.
-
W ü r t e n b e r g e r z. B. wandte im Jahre 1879 im Martinwerk der
Hütte Phönix in Duisburg-Laar im sauern Herdofen die Windfrischung an, indem er
mittels eines mit feuerfestem Material umkleideten Düsenapparates mit zwei bis drei
Düsen von den Herdofentüren aus Luft in das Schmelzbad einblies, um größere Mengen
weißstrahligen Roheisens zu verarbeiten, die Entkohlung zu beschleunigen, einen
möglichst homogenen Stahl und weiter auch ein möglichst weiches Flußeisen zu erzeugen.
-
Auch die Patentschrift 2356 der Firma Fried. Krupp in Essen
zeigt einen Windfrischherdofen mit Blaseboden in Konverterform mit gemeinsamer Ausblase-
und Ausgußschnauze von elliptischem Querschnitt, in dessen Verbundherd die Oberfläche
des Schmelzbades imWinkel von etwa 9o° verstellt werden kann, um die Windlöcher
des Blasebodens nach Beendigung des Blasens frei zu machen. Durch diese Form und
Stellung würden aber die sich deckenden Stellen der Herdflächen auch einem doppelten
Verschleiß unterworfen werden. Durch.den starken, einseitigen Verschleiß an den
sich deckenden Stellen des Verbundherdes ist weiter ein Einstürzen des übrigen Ofenmauerwerkes
zu befürchten.
-
Im wesentlichen denselben Windfrischherdofen schlug E y e r m a n
.n in .der Zeitschrift Stahl und Eisen. Jahrgang i goo, Seite 3 i o vor.
-
Praktische Anwendung haben diese Vorschläge bisher nicht gefunden.
Dies gilt auch von dem weiterhin zu erwähnenden Ofen %=on Alexander Tropenas, der
ebenfalls ein Windfrischherdofen mit elliptisch-eiförmigem Konverter ist. Das abschmelzende
lIetall läuft in einen an den Konverter nach unten abnehmbar angebrachten schachtartigen,
runden oder eiereckigen Kasel. Über der Oberfläche des Schmelzbades in diesem angehängten
Kessel sind in dessen MVandungen Düsen neben- und übereinander unabhängig voneinander
in zwei Reihen angeordnet, welche den Wind nur über die Oberfläche des Schmelzbades
blasen. Nach dem Blasen wird das Schmelzbad durch Wenden der eiförmigen Birne um
etwa 9o bis ioo° in deren seitlichem Bauch durch Beiheizung fertig gemacht.
-
In den letzten Jahrzehnten hat man weiter versucht, -\`'indfrisch-
und Herdofenverfahzen miteinander zu verbinden, indem man zuerst in der Birne die
Schmelzung vorfrischte und dieselbe dann durch Umfüllung dem Herdofen zur -\Veiterverarbeitung
und zur Fertigstellung übergab. In neuerer Zeit wurde auch -der Elektrostahlofen
an Stelle des Herdofens benutzt, indem man eine in der Windfrischbirne vorgefrischte
Schmelzung im Elektrostahlofen weiterverarbeitete. Diese beiden Verfahren haben
aber die zeitraubende, umständliche Umfüllung von der Birne in den Herdofen als
unangenehme Beigabe, die auch Wärmeverluste durch Strahlung mit sich bringt. ' Endlich
sind Nachbehandlungen der Schmelzungen in der Birne durch Einführung von Elektroden
durch die Birnenmündung oder den Konv erterbauch oder Anwendung von Gas- bzw. Ülbrennern
vorgeschlagen worden, wobei jedoch wegen der Bärenbildung in der Birnenmündung ein
brauchbares Ergebnis nicht gezeitigt wurde.
-
Der in. den Abb. i, z und 3 dargestellte ZVindfrischherdofen besteht
aus einer drehbaren, zwciherdigen, zylindrischen Frischtrommel a, «-elche auf zwei
kräftigen Rollenlagerböcken b um ihre Längsachse gelagert ist. Die Frischtrommel
besitzt einen kräftigen Mantel c, wie die neuzeitlichen Rollmischer-und Birnenmäntel;
sie ist innen mit einer entsprechenden Ausstampfung und Ausmauerung aus Radialformsteinen
versehen unter Bildung von zwei einander gegenüberliegenden Herden d und
e. In dem Herde d sind zwei oder drei auswechselbare Blaseböden f
mit einer gemeinsamen Windzuführung g eingebaut. Aüch können die Blaseböden durch
-eine größere Anzahl in geeigneter Weise beiderseits gegeneinander versetzt angeordneter,
auswechselbarer Düsen lt (Abb. .l und 5) ersetzt werden. Die Ofenzustellung kann
entweder ganz basisch oder für den Windherd basisch und für den zweiten Herd sauer
sein. Die Abstichrinne sitzt in der Mitte des Ofens an der üblichen Stelle. Die
Ofentüren sind durch geeignete Sicherungen gehalten, damit sie beim Wenden der Trommel
dicht schließen. Die Windzuführung geschieht durch ein oder zwei biegsame Schlauchrohre.
mit Drehgelenken oder durch ein entsprechendes, feststehendes oder drehbares Kreisrohr
mit Verschiebeventil.
-
Für die Zuführung des flüssigen Roheisens
ist eine
-esonderte Einfüllrinne vorgesehen, welche durch die Türöffnungen des Ofens eingeführt
werden kann: ebenso ist ein besonderer Schlackenabstich i in der Mitte des Ofens
angeordnet.
-
als 'N\-ärmequelle für die Weiterverarbeitun- der Schmelzung auf dem
zweiten Herd ist an erster Stelle die Regenerativ-Gasfeuerung vorgesehen, wobei
die Abhitzc des vorausgegangenen Windfrischverfahrens durch die Wärmespeicher aufgefangen
und beim Frischen auf dem z«-eiten Herd wieder nutzbar gemfcht wird.
-
Die Arbeits«-eise ist folgende: Zuerst wird Stahlwerkskalk und die
sonstigen basischen Zuschläge auf dem Flammofenherd e mit dem festen oder flüssigen
Roheisen eingefüllt. Dann läßt man die Gasfeuerung wirken, bis der Kalk eingeschmolzen
und reaktionsfähig geworden ist und das Schmelzbad die - Oxydationstemperatur für
die Fremdkörper erreicht hat. Darauf wird die Ofentrommel gewendet, die -Vindfrischung
vorgenommen, und nach deren Beendigung wird der Ofen zurückgewendet und das Bad
auf dem Flammofenherd fertiggemacht. Nach dieser Arbeitsweise verläuft die Windfrischung
sehr schnell und gründlich, auch wird man infolge der Leichtflüssigkeit des Schmelzbades
mit einer geringen Windpressung und kurzer Blasedauer auskommen können.
-
Der Winddruck ist durch Beobachtung an den Schaulöchern k der Ofentüren
leicht so zu regeln, daß die Schmelzung gut durchgeblasen wird, ohne daß sich Auswurf
bildet, der die Ofenzüge und Regeneratoren verstopfen würde. -Nachdem dann die Windfrischung
beendet ist, wird die Trommel zurückgewendet, der Wind abgestellt und sofort abgeschlackt.
Während des Blasens ist das Luft- und Gasventil auf die Mitte gestellt, so daß die
Abgase durch beide Regeneratoren abziehen. Nach dem Abschlacken kann dann weiter
der Herdofenprozeß durchgeführt werden. Der höhere Raum der beiden Herde wird dabei
nicht ins Gewicht fallen. weil die Hauptarbeit und die Hauptwärme durch das Blasen
geliefert wurde, so daß nur noch durch Nachfeuerung die sogenannte Abstehhitze aufrechtzulialten
ist.
-
Auch ist die Z\-ärmestrahlung der Innenwände eine günstige, da der
Ofen einen zylindrischen Innenraum hat und die Wärmestrahlen im _1littelpunkt des
Ofens unmittelbar über der Mitte des Metallbades sich vereinineii. Bei sehr heißgehenden
Schinclzungen kann zur Abkühlung des Schmelzbades Schrott zugesetzt werden. Der
Schrottzusatz kann überhaupt nach Belieben vorgenommen werden, da man den Schrott
auch weiter durch Nachfeuern einschmelzen kann.
-
Da die meisten Chargen in diesem Ofen sehr heißgehen, so kann man
sehr gut eine Vergütung von Flußeisen und Stahl zu Edelstahl in der 'Weise vornehmen,
daß man einer heißgehenden, fertig abgeschlackten Schmelzung geeignete Stoffe, wie
sie für die gewünschte Edelstahlqualität erforderlich sind, zusetzt und dieselben
bei Absperrung der Regeneratoren und des Kamins und der Schlitze am Anschluß der
Ofenköpfe durch Ventilringe sowie durch Verschmieren der Ofentüren mit Ton unter
Luftabschluß wirken läßt : in derselben Weise wie in den luftverschlossenen Tiegeln
der Tiegelstahlschmelzöfen. Hierbei ist noch der Vorteil vorhanden, daß die Schwierigkeit
der Strahlunterbrechung beim Ausgießen der kleinen einzelnen Tiegel bei diesem '\Vindfrischofen
wegfällt und sehr schnell große Mengen Edelstahl erzeugt werden können.