DE939329C

DE939329C - Lichtbogen-Reduktionsofen zur Durchfuehrung metallurgischer Verfahren

Info

Publication number: DE939329C
Application number: DED15062A
Authority: DE
Inventors: Karl-Ludwig Morkramer
Original assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Current assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Priority date: 1953-05-16
Filing date: 1953-05-16
Publication date: 1956-02-23

Description

Lichtbogen-Reduktionsofen zur Durchführung metallurgischer Verfahren Die Erfindung betrifft einen Lichtbogen-Reduktionsofen, der zur Durchführung metallurgischer Verfahren dient. Es ist vorgeschlagen worden, die Reduktion von Erzen, z. B. Eisenerzen, abweichend von der üblichen Erschmelzung in Elektro-Roheisen-Öfen in der Weise durchzuführen, daß die elektrisch bewirkte Erhitzung in einer Schlackenschicht erfolgt, auf welche das zu reduzierende Gut feinkörnig und in feiner Verteilung aufgebracht wird. Die Wärme wird also von der Schlackenschicht auf das zu behandelnde Gut übertragen, welches in geschmolzenem und bereits weitgehend reduziertem Zustand die Schlackenschicht durchläuft, um dann am Grunde der Ofenwanne angesammelt zu werden. Nach den bisherigen Vorschlägen werden zu diesem Zweck etwa kugelförmige Elektroden benutzt, deren aus Graphit od. dgl. bestehende Kugeln vollständig von der Schlackenschicht umgeben sind.
Erfahrungsgemäß brennen die Elektroden mit der Zeit ab, und ihre Erneuerung erfordert eine Unterbrechung des Ofenganges; außerdem erschwert die erforderliche Auswechslung der Kugelelektroden die Durchführung des Verfahrens in einem gedeckten Ofen.
Gemäß der Erfindung kann man diese und andere Schwierigkeiten dadurch beheben, daß man senkrecht entsprechend dem Abbrand nachschiebbare Elektroden verwendet, z. B. die bekannten Soederberg-Elektroden, die abweichend von der üblichen Bauart in, je einem bis in die Nähe der. Schlackenschicht oder in diese 'hineinragenden, feststehenden Isoliermantel angeordnet sind. Gegebenenfalls kann dieser Isoliermantel auch in der Höhe einstellbar sein; jedoch ist er nicht an den Elektroden befestigt.
Dieser Isoliermantel kann z. B. aus keramischem Baustoff bestehen, welcher bei den bei einem metallurgischen Prozeß erforderlichen Temperaturen formbeständig ist. Gemäß der weiteren Erfindung kann der Isoliermantel aber auch aus einem gekühlten Werkstoff, z. B. nicht magnetischem Metall, bestehen, das zu Beginn des Prozesses in die Schlackenschicht unter intensiver Kühlung eintaucht, so daß die Schlacke an dem gekühlten Mantel erstarrt und so eine dauernde Schutzschicht bildet.
Durch die Eintauchtiefe, die Kühlung und die Verweilzeit in der Schlackenzone lassen sich die Höhe und die Stärke -der isolierenden ' Schlackenschicht beeinflussen.
Der Isoliermantel vergrößert gewissermaßen den Durchmesser der Elektroden und beeinträchtigt zu einem gewissen Grade die freie Oberfläche der Wanne. Damit trotzdem eine möglichst gleichmäßige Verteilung des aufzugebenden Gutes, also bei einem Elektro-Roheisen-Ofen des Möllers, erzielt wird, sind gemäß der weiteren Erfindungen eine oder mehrere Verteilervorrichtungen angeordnet, welche dem einlaufenden Beschickungsgut eine waagerechte Bewegungskomponente erteilen. Solche Bewegungsvorrichtungen können z. B. aus umlaufenden Tellern bestehen, die von einem vorzugsweise außerhalb des Ofens angeordneten Antrieb her in Umlauf gesetzt werden und das Gut durch Zentrifugalkraft verteilen. Es kann auch zweckmäßig sein, statt derartig umlaufender Teller Vibrationseinrichtungen zu benutzen, welche durch schnelle Auf- und Abbewegungen für die Verstreuung des Gutes über eine größere Oberfläche sorgten. Gegebenenfalls kann auch eine Kombination von Dreh- und Vibrationsbewegungen benutzt werden.
Je nach der Ausbildung des Ofens und der Anordnung der Elektroden können sich dabei noch Oberflächenteile bilden, die von der Verteilervorrichtung nur mangelhaft beschickt werden können. Gemäß der weiteren Erfindung werden daher die Elektroden schräg stehend angeordnet, und zwar derart, daß ihre unteren Enden auf den mittleren Teil der Schlackenzone zeigen. Dadurch wird zwischen den Elektroden auf der Oberfläche der Schlackenschicht bzw. der Möllerschicht eine größere Kreisfläche geschaffen, die bequem zu beschicken ist.
Die Schrägstellung der Elektroden ist an sich für reine Schmelzöfen oder für elektrische Hochöfen bekannt, dient aber .bei den bekannten Lichtbogenöfen anderen Zwecken. Im vorliegenden Falle wird sie in Verbindung mit Verteilervorrichtungen für das .eingebrachte Gut benutzt, um -eine gleichmäßige Beschickung zwischen den Isoliermänteln zu erreichen. Über die bereits geschilderten Vorteile - dieser neuen Ausbildung gegenüber den mit kugelartigen Elektroden arbeitenden Verfahren hat die Erfindung den besonderen Vorzug, daß auch bereits vorhandene Anlagen auf das neue Verfahren umgestellt werden können. Prinzipiell bietet sich die Möglichkeit, jeden der üblichen Lichtbogenöfen entsprechend der Erfindung zum Elektro-Roheisen-Ofen mit verhältnismäßig geringen Mitteln umzubauen, so daß für die Durchführung des erwähnten metallurgischen Verfahrens nicht immer neue Anlagen erforderlich sind.
Für manche Verfahren kann im übrigen die Schlackenschicht durch ein Salz-Wärmebad ersetzt werden, und in den nachfolgenden Ansprüchen wird in diesem Sinne das Salzbad als Äquivalent zu dem Schlackenschicht angesehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt.
In der Ofenwanne i i befindet sich die verhältnismäßig starke Schlackenschicht 12, auf welcher der Möller in dünner Schicht 13 aufgetragen ist. Auf der Wannensohle sammelt sich das geschmolzene Eisen bzw. der Stahl bei 14 an. -In die Schlackenschicht taucht die Elektrode 15, die von einem Isoliermantel 16 umgeben ist. Dieser Isoliermantel schützt die Elektrode bis zur Schlackenschicht, so daß sie nicht in den Reduktionsvorgang einbezogen wird. Der Verbrauch der Elektrode ist daher außerordentlich gering, wesentlich geringer als bei den üblichen Reduktions- und Schmelzöfen. Die Erhitzung der Schlackenschicht 12 erfolgt im wesentlichen durch den Widerstand dieser Schicht und ist so stark, daß in der darauf liegenden Möllerschicht der Reduktionsvorgang durchgeführt wird.
Vorzugsweise wird der Möller in feinkörniger Form von dem Behälter oder Zwischenrohr 2o aus über das umlaufende Rohr 21 in das Ofeninnere eingebracht. Am Unterende erhält das einströmende Gut durch die Drehbewegung eine waagerechte Bewegungskomponente, sobald es von dem Teller 22 abgeschleudert wird. Diese waagerechte Bewegungskomponente bewirkt, daß das Gut sich ziemlich gleichmäßig in dem Raum zwischen den Elektroden 15 verteilt, so daß eine annähernd gleichmäßige Reaktion über die gesamte Oberfläche der Ofenwanne erfolgt. Diese Wirkung kann auch dadurch unterstützt werden; daß mehrere solcher Verteilvorrichtungen angeordnet werden, z. B. drei Verteilvorrichtungen, wenn zwei oder drei Elektroden 'Verwendung finden:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Lichtbogen-Reduktionsofen zur Durchführung metallurgischer Verfahren, z. B. Elektro-Roheisen-Ofen, in dem die elektrisch bewirkte Erhitzung in einer Schlackenschickt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht entsprechend dem Abbrand nachschiebbare Elektroden in je einem bis etwa zur Schlackenschicht reichenden oder in diese hineinragenden, feststehenden oder höheneinstellbaren Isoliermantel angeordnet sind.
2. Elektrischer Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen als gedeckter bzw. geschlossener Ofen ausgeführt ist und die Isolationsmäntel durch den Ofendeckel hindurchgeführt sind.
3. Elektrischer Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsmantel flüssig gekühlt und mit einer Schutzschicht, insbesondere einer Schlackenschutzschicht, versehen ist. q..
Elektrischer Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel aus keramischer Masse besteht.
5. Elektrischer Ofen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch mehrere Vorrichtungen zur gleichmäßigen Verteilung des Beschickungsgutes, insbesondere des Möllers, auf die freie Oberfläche zwischen den Isoliermänteln.
6. Elektrischer Ofen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine oder mehrere das einlaufende Beschickungsgut mit einer waagerechten Komponente versehende Verteilereinrichtungen, z. B. umlaufende oder vibrierende Teller. Elektrischer Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden samt ihren Isolationsmänteln schräg, in Richtung etwa auf den Mittelteil der Schlackenschicht verlaufend, angeordnet sind und daß für die verbleibende, verhältnismäßig große kreisförmige Oberfläche mehrere Verteilervorrichtungen angeordnet sind.