-
Verfahren zum Beschicken von reduzierend beheizten Schachtöfen mit
Stahlschrott Zur Zeit wird die Erzeugung von Flußstahl aus Stahlschrott gänzlich
vom reinen Herdofenbetrieb (Siemens-Martin- und Elektroofen) beherrscht. Der Elektroofen
kann aber bei der Herstellung von gewöhnlichen Flußstahlsorten mit dem Siemens-Martin-Ofenbetrieb
nicht in Wettbewerb treten, weil die Elektrowärmekosten zu hoch sind. Für den heutigen
Stand der wirtschaftlichsten Umwandlung von Stahlschrott zu Flußstahl handelsüblicher
Güte kann daher nur der Siemens-Martin-Ofen die Vergleichsgrundlage für etwaige
neue Vorschläge auf diesem Gebiete abgeben.
-
Es ist jedoch allgemein bekannt, daß der Siemens-Martin-Ofenbetrieb
von der Vollkommenheit eines Umwandlungsverfahrens für Stahlschrott in Flußstahl
deshalb noch weit entfernt ist, weil i. im Siemens-Martin-Ofen der Einsatz durch
Zugabe von Roheisen oder festem Kohlenstoff erst aufgekohlt werden muß, damit das
Bad zum Kochen gebracht werden kann; z. diese mit ziemlichem Zeitaufwand verbundene
Aufkohlung im weiteren Verlauf durch die Einwirkung der oxydierenden Gase wieder
beseitigt werden muß; 3. der Abbrand im Siemens-Martin-Ofen beim Einsatz von Kleinschrott
mit großer Oberfläche recht bedeutend ist, da in diesem der Brennstoff vollständig
zu CO2 verbrannt wird und daher Drehspäne oder Blechabfälle im ungepreßten Zustand
nicht verwendet werden können; ¢. jedes Herdofenverfahren einen unterbrochenen Betrieb
mit allen seinen Nachteilen bedingt; 5. die Brennstoffausnutzung sehr schlecht ist
und 6. die Instandhaltungs-und Anlagekosten sehr hoch sind, denn ein Siemens-Martin-Ofen
hat nur eine Lebensdauer von ¢0o bis 5oo Chargen, d. h. etwa ein halbes Jahr.
-
Die Beseitigung dieser Mängel kann durch die Stahlschrottverhüttung
im Schachtofen erreicht werden, sie hat aber zur Voraussetzung, daß die Umwandlung
von Stahlschrott zu Flußstahl in einer reduzierenden Atmosphäre unter Verbrennung
des Kohlenstoffs in der Hauptsache zu CO erfolgt, um den hohen Abbrand zu vermeiden,
-und daß in diesem Langschrott ohne eine weitergehende Zerkleinerung, als sie für
den Siemens-Martin-Ofen üblich ist, und ohne Verlust an brennbarem Abgas eingesetzt
werden kann, und daß ferner das Umschmelzen von Stahlschrott Galler Art, also auch
von Kleinschrott, Drehspänen und Blechabfällen, ohne Paketieren und ohne Abbrand
durchgeführt werden kann.
-
Es sind bekanntlich schon viele Anstrengungen gemacht worden, um Stahlschrott
im Schachtofen zu schmelzen, aber alle diese Versuche haben zu keiner Lebensfähigkeit
des Schachtofenbetrieb;es für diesen Zweck führen können, weil die erwähnten Voraussetzungen
für einen solchen Betrieb in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht nicht gegeben-waren.
-
Die bereits genannte Hauptbedingung seiner Vermeidung des Abbrandes
wird durch ein besonderes, nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehörendes
Herdschachtofenverfahren erfüllt, nach dein zur Vermeidung
eines
zu hohen Abbrandes an Eisen der Brennstoff nur im zulässigen Ausmaß zu G02 verbrannt
und der Schmelzofen unter Gichtverschluß betrieben wird, um das Abgas, in welchem
noch etwa 3/4 des Heizwertes der unverbrannten Kohle enthalten sind, auffangen und
teils zur Erhitzung des Ofenwindes, teils für die Warmhaltung eines Tiefofens verwenden
zu können, in. welchen die abgegossenen Blöcke zum Durchweichen vor dem Auswalzen
eingesetzt werden. Außerdem wird ein Teil des Abgases in den Glühöfen des Walzwerkes
verwertet, ähnlich wie es beim Hochofenbetrieb für die Roheisenerzeugung üblich
ist.
-
. Dieses Verfahren kann aber für die Stahlschrottverhüttung nicht
in gleicher Weise wie die Erzverhüttung ausgeführt werden, weil auf dem vom Hochofen
her bekannten Wege des Aufgebens der Beschickung durch einen Glockenverschluß das.
Einbringen von Langschrott oder von nicht paketierten Drehspänen und Blechabfällen
in keinem Schachtofen möglich ist, denn durch einen Glockenverschluß kann man Langschrott,
ungepreßte Drehspäne und Blechabfälle nicht so einbringen, daß der Schrott sich
auf den ganzen Querschnitt des Schachtes gleichmäßig verteilt.
-
Würde jedoch der Schrotteinsatz so weitgehend zerkleinert werden,
daß er durch einen Glockenverschluß eingebracht und gleichmäßig auf den ganzen Schachtquerschnitt
verteilt werden könnte, dann -wäre keime genügend wirtschaftliche Durchführbarkeit
des Verfahrens gegeben, da sowohl für -Langschrott als auch für Drehspäne und Blechabfälle
zu hohe Zerkleinerungs- oder Paketierungskosten entstehen würden.
-
Gegenstand der Erfindung ist sein neues Beschickungsverfahren für
unter Gichtverschluß betriebene Schgchtöfen zum, Schmelzen von Stahlschrott, bei
dem das Schmelzgut in den unten offenen und oben abgedeckten Lichtkübel eingeschichtet
und mit diesem unter Gichtverschluß in den Schacht eingefahren wird, wobei der Kübel
vorübergehend selbst den Gichtverschluß bildet.
-
Auf beiliegenden Zeichnungen ist in einigen Ausführungsbeispielen
die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung schematisch dargestellt.
-
Der hierzu bestimmte Ofen besteht im wesentlichen aus dem Füllschachta
von viereckigem Querschnitt, in welchem das Sch'tnelzgut bis etwa i Soo° vorgewärmt
wird, aus dem Schmelzraum und Herd b, den Windzuführungsdüsen e und den Kohlenstaubleitungen
f: Der Schachta ist oben mit einem Gichtverschluß h in Form eines zweiteiligen,
durch Druckluft betätigten Flachschiebers versehen, welcher im geöffneten Zustand
den ganzen Querschnitt des Schachtes freigibt, so daß die Beschickung mittels. Kübels
erfolgen kann. Oberhalb des Schiebers ist ein Halsrahmen angeordnet, in welchen
der Gichtkübel zuerst dicht eingeführt wird, ehe sich der Lichtschieber öffnet.
Der Lichtkübel wird nun so weit in den Schacht eingeführt, bis er auf dem Schachtinhalt
aufsitzt, worauf er durch Hochziehen entleert wird. Dieser Kübel ist ebenfalls vieheckig
ausgeführt und dem Schachtquerschnitt genau angzpaßt. Er besitzt keinen Boden, sondern
nur zwei seitliche schtaale Klappleisten am unteren Ende, die in Abb. i in geschlossener
und in Abb. z in geöffneter Stellung (beim Entleeren) ,dargestellt sind.
-
Auf diesen beiden Leisten wird nun die stets aus Langschrott bestehende
unterste Lage der K übelfüllung als Tragrost aufgelegt, und darauf kann sodann der
Kübel weiter mit Langschrott, Kleinschrott und Eisenspänen vollends aufgefüllt werden.
Wenn zeitweilig zu wenig Langschrott vorhanden ist, werden an dessen Stelle Holzlatten
als Tragrost in den Kübel leingesetzt, welche dann im Ofen mitverbrannt werden.
-
Nach Abb. a -drückt der Kübel "einen nach innen sich öffnenden
Gichtverschluß mit Gegengewichten auf, wobei der Kübel und das obere Ende des Schachtes
@ebenfalls so ausgebildet ist, daß der Kübel während seiner Einführung in den Schacht
selbst den Gichtverschluß bildet. Der Kübel besitzt in beiden Fällen einen Verschluß
an seinem oberen Ende bei h, der beirr Einführen in den Ofenschacht geschlossen
ist.
-
Aus der neuartigen Gestaltung der Beschickungsweise ist zu ersehen,
daß die Beschickung grundsätzlich schon im Kübel so eingesetzt wird, wie deren Lage
im Schacht erwünscht ist, und daß sie beim Einbringen in den Schacht keiner v@llkürlichen
Lageveränderung etwa durch freien Fall aus dem Beschickungsgefäß in den Schacht
ausgesetzt wird.
-
Dieser Vorgang ist von ausschlaggebender Bedeutung für den ordnungsgemäßen
Verlauf des Ofenganges, denn erstens kann nur auf diesem Wege eine Schichtung des
Stahlschrottes erreicht werden, -welche an allen Stellen des Schachtes eine gleichmäßige
Durchlässigkeit für das durch den Schacht geleitete Heizgas zum Vorerhitzen der"
Beschickung auf annähernd Schmelztemperatur erreichen läßt, und zweitens wird damit
auch die sonst unvermeidliche rasche Zerstörung des Schachtfutters vermieden, welche
durch eine ungeregelte Aufgabe des Schrottes unbedingt eintreten muß. Der' Stahlschrott
nebst
Drehspänen und Blechabfällen wird also hier gewissermaßen
in Form geschlossener Pakete aufgegeben, wobei an Stelle einer künstlichen Pressung
oder Bindung der Beschickungskübel die Formgebung und das Zusammenhalten bewirkt,
bis im weiteren Verlauf der Schacht diese Arbeit übernimmt, so daß die Beschickung
in der Verfassung, wie sie in den Kübel eingesetzt wird, im wesentlichen unverändert
den Schacht durchläuft und in der Schmelzzone ankommt.
-
Wenn in der Hauptsache Langschrott verhüttet wird, dann werden die
einzelnen Lagen von Langschrott so in den Kübel eingeschichtet, daß sich die Lagen
kreuzen, um einen genügend großen freien Querschnitt in der Beschickung für den
Gasdurchgang sicherzustellen.
-
Beim Elektroofenbetrieb zur Carbiderzeugung ist die Beschickung des
Ofens durch Einführen des Beschickungskübels in den chargenweise, d. h. mit Unterbrechung
betriebenen Elektröherdofen aus dem Schrifttum bereits bekannt, aber dort handelt
es sich nicht darum, ein sperriges Schmelzgut in Form von Langschrott so in einen
viereckigen Beschickungskübel einzuschichten, daß der Stahlschrott nach dem Herausziehen
des Kübels in seiner ursprünglichen. Kübelschichtung auch im Ofenschacht des Schachtofens
nach Art einer S.Chrottpaketsäule erhalten bleibt, auch bildet dort der Gichtkübel
während des Begichtungsvorganges nicht den Gichtverschluß des Ofens, und zudem wird
dort auch die Hauptbedingung für einen Stahlschrott'beschickungsbetrieb nicht erfüllt,
die unbedingt einen viereckigen Schachtquerschnitt und dieselbe Kübelgestaltung
voraussetzt. Das Einführen des Beschickungskübels in den Herdofen erfolgt bei dein.
bekannten Verfahren lediglich aus dem Grunde, um das Beschickungsgut nicht durch
freien Fall beim Einwurf zu beschädigen.
-
Es ist aus dein Schrifttum ferner bekannt, durch den Gichtkübel einen
einteiligen Flachschieber so zu öffnen, daß der Kübel dabei die freiwerdende Öffnung
des Gichtverschlusses gleichzeitig wieder verschließt, was aber nach dem neuen Verfahren
nicht in Frage kommt, da hier der zweiteilige Flachschieber nicht vom Kübel, sondern
durch einen Hilfsmotor geöffnet wird. Der Betrieb mit Fallklappenverschluß unterscheidet
sich von dem bekannten dadurch, daß hier das Öffnen der Klappen durch den Kübel
während seiner Versenkung in den Schacht bewirkt wird.