DE285956C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

ΐΝΤΑΜΤ.

Versucht man, Ferromangan in einem der gewöhnlichen, bei der Stahlraffination gebräuchlichen Lichtbogenöfen zu schmelzen, so schlägt sofort ein dicker brauner Rauch infolge der Verbrennung und Verdampfung des Mangans aus dem Ofen heraus und die entstehenden Manganverluste sind so groß, daß das Umschmelzen yon Ferromangan unwirtschaftlich wird.

Nun beträgt bekanntlich bei den zur Raffination von Stahl benutzten Lichtbogenöfen der Spannungsabfall innerhalb des Lichtbogens, also zwischen dem Kohlenblock und dem Metallbad gemessen, 45 bis 75 Volt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß, wenn man die Kohlenelektrode so weit herunterläßt, daß sie eben die Badeoberfläche berührt und eine so geringe Stromspannung anwendet, daß der Spannungsabfall zwischen Kohle und dem Mctallbade etwa. 16 bis 18 Volt beträgt und jedenfalls unterhalb der elektromotorischen Gegenkraft des Lichtbogens, die gewöhnlich mit etwa 30 Volt angenommen wird, liegt, man eine völlig ausreichende Erwärmung des Schmelzbades erhält, ohne daß nennenswerte Verluste an Mangan sich bemerkbar machen.

Ein solcher für Drehstrom bestimmter Ofen

ist durch die Fig. 1 und 2 dargestellt. Wie ersichtlich, entspricht er in seiner Bauweise den allgemein üblichen Stahlöfen und wie diese kann auch er mit gewöhnlichem Wechselstrom — also nur mit zwei Elektroden — betrieben werden. Bedingung ist jedoch, wie S bereits angeführt, daß der Spannungsabfall zwischen Elektrode und Schmelzbad die oben angegebenen Grenzen nicht übersteigt. Dies kann in der Weise leicht verwirklicht werden, daß die Stromquelle, an die die Elektroden angeschlossen werden sollen, einen entsprechend niedrig gespannten Strom liefert. In den meisten Fällen wird man als Stromquelle ruhende Transformatoren benutzen; soll z. B. ein einphasiger elektrischer Ofen, der nur einen Lichtbogen zwischen der beweglichen Elektrode und dem Metallbade (vgl. Fig. 6 und 7) aufweist, in der hier beschriebenen Weise mit einem Spannungsabfall von etwa 20 Volt arbeiten, so muß auch die Spannung zwischen den Sekundärklemmen des Transformators nur 20 Volt (zuzüglich etwaiger Spannungsverluste) betragen. Bei einphasigen Öfen mit zwei beweglichen Elektroden muß, falls der Spannungsabfall zwischen jeder Elektrode und dem Metallbade wie vorher 20 Volt betragen soll, die Spannung zwischen den beiden Sekundärklemmen des Transformators 20 X 2 gleich 40 Volt betragen. Bei dreiphasigen öfen mit drei beweglichen Elektroden nach Fig. 1 und 2 beträgt bei der gleichen Arbeitsweise die Spannung zwischen je zwei Sekundärklemmen der Transformatorenanlage

20

= 20 X 1,74 = 34,8 Volt.

Es handelt sich mithin um eine neue Beobachtung, daß man bei Einhaltung eines Spannungsabfalls von nicht über 30 Volt und

Herannahen der Elektrodenkohlen fast bis zur Berührung mit dem Metallbade eine zum Umschmelzen und Flüssighalten von Ferromangan und der sich bildenden Schlacke völlig genügende Wärmezufuhr erzielt.

Diese hier geschilderte Beheizungsweise, welche äußerlich an die Lichtbogenheizung erinnert, in der Wirklichkeit aber mehr den Charakter von Übergangswiderstanderhitzung

ίο aufweist und deren Theorie dahingestellt bleiben kann, kann auch bei den im Patent 221758 beschriebenen Öfen nach Fig. 3 bis 6 angewendet werden.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, münden die beiden Rinnen 1 und 2 in einen geräumigen Herd 3, der durch die Elektrode 9 erhitzt wird. An den beiden geschlossenen Enden der Rinnen befinden sich die Klötze 4 aus Kohle oder 'Graphit. Es hat sich näm-Hch herausgestellt, daß Ferromangan im Gegensatz zu Flußeisen den Kohlenstoff nicht aufnimmt; die an den Rinnenenden versenkten Elektrodenklötze 4 nutzen sich daher nur wenig ab. Soweit diese Kohlenklötze mit der Außenluft in Berührung kommen, also namentlich in ihrem oberen Teile, findet, da sie durch Strom- und Leitungswärme ins Glühen geraten, eine langsame Verbrennung statt. Um diesen Verschleiß nach Möglichkeit zu verringern und das umständliche Lösen und Anbringen der starken Stromzuführungen zu vermeiden, ist der Stromanschluß in folgender Weise ausgebildet worden: Von den Klemmen der Transformatoren führen biegsame Teile zu den Kupferschienen 5. Diese Kupferschienen umklammern einen mit Wasser gekühlten Metallkörper 6, der auf dem Kohlenklotz 4 ansitzt. Damit der Kontakt zwischen dem Metallkörper 6 und dem Klotz 4 ein recht inniger bleibt, wird der Metallkörper 6 mittels der Stellschraube 7 und dem darunter befindlichen Isolierstück 8 angedrückt. Die beiden Rinnen 1 und 2 und der in den Herd 3 herabhängende Block aus Kohle oder Graphit 9 sind an je eine der Stromphasen a, b, c des Drehstroms angeschlossen.

Fig. 6 stellt einen Querschnitt eines ähnlichen Ofens, der jedoch mit einphasigem Wechselstrom betrieben wird, dar.

Es empfiehlt sich ' beim Arbeiten mit dem Ofen nach Fig. 3 und 4, den Ofen mit kleinstückigem Ferromangan zu beschicken. Setzt man dagegen in den Ofen überwiegend große Ferromanganstücke ein, so lösen sie sich nur langsam und erschweren dadurch den kontinuierlichen Betrieb, der - doch mit dem Betriebe des eigentlichen Stahlwerkes harmonieren muß.

Aus diesem Grunde kann es unter Umständen zweckmäßiger sein, statt eines Ofens nach Fig. 3 und 4 eine Serie von Öfen nach Fig. 6 und 7 dem Stahlwerke anzuschließen. Jeder der drei Öfen kann je nach den vorhandenen Spannungsverhältnissen entweder an je zwei Phasen des Drehstroms, also z. B.

Ofen I an die Phasen α und b,

- III - - - a - c

oder, wenn die Spannung zu hoch ist, an die beiden zu derselben Phase gehörigen Endklemmen angeschlossen werden.

Die Serie der drei Öfen arbeitet gleichzeitig, nur werden sie intermittierend beschickt und gekippt. Da selbst in den größten Stahlwerken fast niemals mehr als vier Konverterchargen in der Stunde gemacht werden, so hat demnach jeder der Öfen immerhin ³/₄ Stunden Zeit, um die frische Beschickung des Ferromangans zu schmelzen und' zu erhitzen.

Die hier beschriebenen Öfen eignen sich gut zum Schmelzen auch anderer leicht verbrennbaren oder verdampfenden Ferrolegierungen, namentlich wenn dieselben reich an Kohlenstoff sind.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zum Umschmelzen von Ferromangan und ähnlichen Legierungen im elektrischen Herdofen mit übersichtlicher Schmelzbadoberfläche und mit von oben hineinragender Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsabfall von unter 30 Volt zwischen jedem der beweglich angebrachten Elektrodenblöcke einerseits und dem darunter befindlichen Schmelzbade andererseits unter Anwendung entsprechend gespannter Ströme mittels möglichster Herabminderung der Entfernung zwischen der beweglichen Kohlenelektrode und dem Metallbade bis auf Null erzielt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.