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Verfahren zum Betriebe von elektrischen Öfen mit heb- und senkbaren
Elektroden Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betriebe von elektrischen
Ofen, die mit gegen das Bad gerichteten heb- und senkbaren Elektroden versehen sind
und in welchen eine metall-, insbesondere eisenhaltige Beschickung unter Bildung
von Metallen oder Metallegierungen, insbesondere Eisen und Schlacke, gegebenenfalls
in Zusammenhang mit einer Reduktion oder nach derselben verschmolzen wird.
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Die Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die Beschickung
geschmolzen ist und das am Boden des Ofens angesammelte flüssige Metall durch die
beim Schmelzen gebildete Schlacke überlagert wird, das Metall und die Schlacke abgezapft
werden. so daß der Ofen praktisch leer wird, worauf eine das Ofenfutter nicht angreifende
Schlacke in den Herd des Ofens eingeführt und in geschmolzenem Zustand darin gehalten
wird, bis die neue Schmelzung beginnt. `'Nenn der Ofenboden nach dem Entleeren des
Ofens eine Ausbesserung erfordern würde, wird eine solche in bekannter Weise ausgeführt,
ehe Schlacke wieder eingeführt wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere für Prozesse,
bei welchen während der Schmelzung die Beschickung nach und nach eingeführt wird
und somit am Anfang der Schmelzung der Ofenboden nicht von einer hinreichenden Menge
Beschickung bedeckt ist.
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Die Vorteile der Erfindung sind die folgenden: Am Anfang einer Schmelzung
wird der Ofenboden, wenn der Ofen leer ist, einer sehr starken Beeinflussung der
gegen den Ofenboden gerichteten Lichtbögen ausgesetzt, wenn der Boden nicht gegen
die unmittelbare Einwirkung dieser Lichtbögen gemäß der Erfindung geschützt wird.
Es entstehen z. B. leicht große Aushöhlungen im Ofenfutter unterhalb der Elektroden.
Diese fressende Einwirkung der Lichtbögen wird durch die eingeführte Schlacke beseitigt,
die den Ofenboden unterhalb der Elektroden deckt und die Lichtbögen daran hindert,
gegen den Ofenboden anzustoßen. In gewöhnlichen Fällen ist Schlacke von einer vorhergehenden
Schmelzung am zweckmäßigsten, denn dadurch wird der Ofen schon von Anfang an in
den Zustand gebracht, der eintritt, nachdem eine Menge Beschickung verschmolzen
worden ist. Solche Schlacke ist selbstverständlich an sich der Ausfütterung des
Ofens angepaßt. Bei Verwendung einer Beschikkung, die spezifisch leichter als die
während des Schmelzens gebildete Schlacke ist, bildet die eingeführte Schlacke außerdem
ein geeignetes Bad, auf oder in welchem die Beschickung schwimmen kann, so daß die
Beschickung schon von Anfang der Schmelzung
an sich über einen möglichst
großen Teil des Ofenbodens verteilen kann. Da die Beschikkung zu ihrer Scinnelzung
und gegebenenfalls Reduktion eine erhebliche Wärmemenge in Anspruch nimmt, trägt
sie somit in hohem Grad dazu bei, den Boden des Ofens zu schützen. Wird dagegen
die Beschickung auf einen leeren Boden eingeführt, so wird sie sich hauptsächlich
in Haufen unterhalb der Einführungsvorrichtung ansammeln, während der übrige Teil
des Bodens, vor allem die Teile unterhalb der Elektroden, der Beeinflussung der
Lichtbögen ausgesetzt wird.
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Dadurch, daß der Ofen beim Abstechen vollständig entleert wird, wird
der Ofenboden sichtbar und zugänglich und kann, wenn erforderlich, auch ausgebessert
werden. Ohne ein vollständiges Entleeren des Ofens würde der Ofenboden natürlich
nicht sichtbar und für eine Ausbesserung zwischen den einzelnen Schmelzungen nicht
zugänglich sein, was sehr nachteilig ist, da, wie bekannt, etwaige Anfressungen
so bald wie möglich ausgebessert werden müssen. Beim Abstechen Schlacke im Ofen
zurückzulassen, um den Ofenboden zu schützen, führt somit nicht zum Ziel.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders für die Herstellung
von Flußeisen und Stahl sowie Eisenlegierungen uninittelbar aus oxydischen Erzen,
insbesondere für den Fall, daß im Elektroofen eine brikettierte oder sonstwie stückig
gemachte, aus fein verteiltem Erz und fein verteiltem Reduktionsmittel bestehende
Beschickung, die ununterbrochen oder in dem regelmäßigen Verlauf des Reduktionsvorganges
angepaßten Zwischenräumen in den Ofen eingeführt wird, auf einem im Ofen befindlichen
Schlakkenbad schwimmend reduziert und geschmolzen wird. Am Anfang einer Schmelzung
wird dabei dieses Schlackenbad durch die zurückgeführte Schlacke gebildet und nimmt
dann während des Verlaufes der Schmelzung stetig an Tiefe zu.
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Auch bei der Herstellung von Eisen und Eisenlegierungen aus Eisenschwamm,
der in beliebiger Weise hergestellt worden ist und immer beträchtliche Mengen Schlackenbildner
enthält, bringt das Verfahren gemäß der Erfindung mehrere Vorteile mit sich, sei
es, daß die porigen Eisenschwammstücke auf oder in dem Schlackenbad schwimmen, sei
es, daß der Eisenschwamm, z. B. zufolge starker Pressung, nicht schwimmt.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist selbstverständlich verwertbar,
sowohl wenn der Elektroofen fest als auch wenn er kippbar ist, d. h. sowohl wenn
er durch ein Bodenabstichloch als auch wenn er durch eine Seitenöffnung entleert
wird. Bei Verwendung von kippbaren Öfen wird das vorliegende Verfahren zweckmäßig
derart ausgeführt, daß das Metall und die Schlacke, die teilweise gemischt ausströmen,
in einer Gießpfanne o. dgl. aufgefangen werden, die mit einem Überlauf versehen
ist, so daß der Hauptteil der Schlacke durch den Überlauf in z. B. eine besondere
Schlackenpfanne o. dgl. überströmen kann, während das Metall in der ersten Pfanne
bleibt und durch eine mit Auslaßhülse und Stopfen versehene, am Boden befindliche
Ausflußöffnung in Kokillen o. dgl. abgegossen wird. Während des Abstechens und der
etwaigen Ausbesserung des Ofenbodens kann es oft zweckmäßig sein, die Schlacke in
der ersten bzw. zweiten Pfanne in beliebiger Weise, z. B. durch elektrische Beheizung,
warm zu halten, um ihre Zurückführung- in den Ofen zu erleichtern. Vor dem Anfang
der nächsten Schmelzung soll die Schlacke selbstverständlich im Ofen auf eine geeignete
Temperatur gebracht werden.
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Als erste Gießpfanne kann bei Verwendung von kippbaren Ofen mit Vorteil
eine lösbare Gießpfanne ähnlicher Art verwendet werden wie beim Entleeren einer
Bessemerbirne. Die Gießpfanne wird dabei in bekannter Weise an der Mündung der Abstichrinne
bzw. Ausflußöffnung des Ofens befestigt und dann beim Kippen des Ofens mit Metall
und Schlacke gefüllt. Nach Abgießen des Metalls wird dann durch Zurückdrehen des
Ofens in der Richtung zur normalen Stellung eine . zweckmäßige Menge der Schlacke
selbsttätig in den Ofen zurückgeführt.
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Soll das erhaltene Metall im Ofen raffiniert werden, so geschieht
dies in bekannter Weise durch Entfernen der bei der Schmelzung gebildeten Schlacke
und Behandlung des Metalls mit einer oder mehreren Raffinierschlakken zweckmäßiger
Zusammensetzung. Als nach dem Entleeren des Ofens zurückzuführende Schlacke soll
dabei nicht solche Raffinierschlacke verwendet werden, sondern die bei der Schmelzung
gebildete Schlacke, die eine dem Ofenfutter besser angepaßte Zusammensetzung hat.
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Die Einführung der Schlacke in den Ofen soll in bekannter Weise derartig
geschehen, daß der Schlackenstrahl einen möglichst geringen Stoß gegen den Boden
ausübt.