DE69416863T2

DE69416863T2 - Vorrichtung zum beschicken eines elektrofens mit flüssigmetall

Info

Publication number: DE69416863T2
Application number: DE69416863T
Authority: DE
Inventors: Serge L-9142 Buerden Devillet; Daniel B-6700 Arlon Fries; Norbert L-4625 Differdange Kaell
Original assignee: Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2014-12-01
Also published as: EP0734458A1; CZ173796A3; DE69416863D1; CN1059471C; BR9408218A; LU88517A7; RU2133280C1; CN1141655A; FI962348L; AU1068795A; US5715272A; ATE177155T1; ES2128033T3; AU677478B2; CA2177058A1; EP0734458B1; JPH09506670A; FI962348A0; CZ284796B6; FI104381B

Description

VORRICHTUNG ZUM BESCHICKEN EINES ELEKTROOFENS MIT FLÜSSIGMETALL

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschicken eines Elektroofens mit einem schmelzflüssigen Metall.
Ein großer Teil der Rückführung des Schrotts erfolgt mit Hilfe von Elektroöfen, wie Lichtbogenöfen. Diese Öfen ermöglichen, den Schrott zu schmelzen, und den so behandelten Schrott wiederzuverwenden, um neue Produkte aus Stahl, wie Träger, usw. herzustellen.
Eine gewisse Anzahl von, in dem Schrott enthaltenen Restelementen, wie Kupfer, Nickel, usw. können nicht von dem Stahl abgetrennt werden, und finden sich daher in den Endprodukten wieder. Je mehr Rückführungsvorgängen der Schrott unterworfen wurde, desto größer ist die Konzentration dieser Restelemente. Diese Restelemente stellen ein Hindernis für die Herstellung mancher Produkte, wie Bleche, usw. dar.
Ein Mittel, um die Konzentration an Restelementen bei dem aus Schrott gewonnenen Stahl zu verringern, besteht darin, flüssiges Gußeisen direkt in den Elektroofen zu geben. Bei dieser Methode muß der Deckel des Elektroofens abgenommen werden. Es ist also erforderlich, den Schmelzprozeß des Schrotts zu unterbrechen, den Deckel abzunehmen, und das flüssige Gußeisen auf den teilweise geschmolzenen Schrott in dem Elektroofen zu gießen. Bei diesem Vorgang werden große Mengen Staub in die Atmosphäre abgegeben, und ein Teil des Gußeisens oder des teilweise geschmolzenen Stahls spritzt aus dem Ofen heraus. Außerdem besteht Gefahr, daß durch den Aufprall des flüssigen Gußeisens die Kühlplatten, mit denen das Innere des Ofens ausgekleidet ist, beschädigt werden. Es ist offensichtlich, daß diese Technik gesundheitsschädlich und gefährlich ist, und die Produktivität des Ofens verringert.
In dem Dokument EP-A-487494 wird eine Beschickungsvorrichtung beschrieben, die einen balkonförmig erweiterten Teil für die Einführung von flüssigem Metall in einen Elektroofen aufweist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die ermöglicht, eine Beschädigung des Ofens durch Gußeisenspritzer bei der Einführung des flüssigen Gußeisens zu vermeiden, und die Wärmeverluste zu minimieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch eine Vorrichtung zum Beschicken eines mit einer Wanne versehenen Elektroofen mit Flüssigmetall erreicht, wobei die Vorrichtung einen Balkon aufweist, der die Wanne des Ofens seitlich verlängert, wobei der Balkon in dem Inneren mit einem Belag aus einem feuerfesten Material bedeckt ist.
Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen mit einem feuerfesten Belag versehenen Deckel, der über dem Balkon angeordnet ist, wobei der Deckel in der offenen Position einen Schutzschild für einen an die Vorrichtung angrenzenden Teil des Ofens bildet.
Bei der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung wird das Gußeisen (z.B. aus einer Pfanne) nicht mehr direkt in die Wanne des Elektroofens gegossen, sondern über einen vorspringenden, seitlichen Balkon eingeführt, der mit der Sohle des Elektroofens in Verbindung steht. Es ist also nicht mehr erforderlich, den Deckel von dem Ofen abzunehmen und den Schmelzprozeß des Schrotts während der Einführung des Gußeisens zu unterbrechen. Die Produktivität des Ofens ist erhöht, denn die Zuführung des Gußeisens erfolgt während einer verdeckten Zeit. Die Lebensdauer der Kühlplatten der Wanne des Ofens ist erhöht, denn das Gußeisen spritzt bei der Zuführung nicht mehr gegen diese Platten.
Auch die Staubemissionen in die Atmosphäre werden in Grenzen gehalten, denn das flüssige Gußeisen wird unter dem Deckel des Elektroofens mit dem Schrott zusammengebracht. Folglich wird der erzeugte Staub abgesaugt und in dem Filterungssystem des Ofens behandelt.
Außerdem kann das Frischen des schmelzflüssigen Metalls durch Einblasen von Sauerstoff ab dem Beginn des Produktionszyklus ausgeführt werden.
Die innere Fläche des Balkons ist vollständig mit einem feuerfesten Material bedeckt, um den Balkon vor der Hitze des flüssigen Gußeisens zu schützen. Vorzugsweise ist der Boden des Balkons mit einer gemauerten Aufprallplatte aus einem speziellen feuerfesten Material versehen, um eine vorzeitige Abnutzung zu verhindern.
In vorteilhafter Weise umfaßt der Zuführungsbalkon außerdem einen mit einem Belag aus einem feuerfesten Material versehenen Deckei, der die Wärmeverluste minimiert, und im geöffneten Zustand einen Schutzschild für einen an die Vorrichtung angrenzenden Teil des Ofens bildet. Auf diese Weise wird der Ofen bei der Zuführung des flüssigen Gußeisens vor Spritzern geschützt.
Vorzugsweise wird der seitliche Zuführungsbalkon in der Nähe des Abstichlochs angeordnet. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Tür des Ofens während der Zugabe von flüssigem Gußeisen geschlossen bleiben kann. Die herkömmlichen Vorgänge, die über die Tür ausgeführt werden, werden nicht behindert.
Um zu verhindern, daß das flüssige Gußeisen von dem seitlichen Balkon direkt in das Abstichloch fließt, und so das Ausgießen in die Pfanne kompliziert, kann ein Abflußkanal in dem feuerfesten Material der Sohle des seitlichen Balkons bis zu der Mitte des Ofens angebracht werden.
Zusätzlich kann eine Überhöhung oder ein Deich zwischen dem Abflußkanal und dem Abstichloch angebracht werden, so daß das Gußeisen von dem Abstichloch weg geleitet wird.
Da der Balkon zum Zuführen des Gußeisens in der Nähe des Abstichlochs angeordnet ist, und eine genaue Menge Gußeisen zugeführt werden kann, ist es ebenfalls möglich, einen Teil des in der Pfanne enthaltenen Flüssigmetalls direkt in die Stahlpfanne für die Aufnahme des geschmolzenen Stahls aus dem Ofen zu gießen, mit dem Ziel, diesem Stahl, der den geschmolzenen Stahl aus dem Ofen aufnehmen soll, die richtige Zusammensetzung zu geben. Auf diese Weise wird Energie eingespart, und es werden Legierungselemente (C, Mo, Si) zurückgewonnen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein Staudamm zwischen dem Balkon und der Wanne des Elektroofens angeordnet, wodurch in dem unteren Teil des Balkons während des Eingießens des Gußeisens in den seitlichen Balkon eine Bodenschicht aus flüssigem Metall gebildet wird. Auf diese Weise werden die Spritzer beim Eingießen des flüssigen Gußeisens in Grenzen gehalten.
Der Staudamm ist vorzugsweise herausnehmbar. Er kann daher leicht ersetzt werden, wenn er abgenutzt ist.
In vorteilhafter Weise weist der Staudamm eine oder mehrere, in seiner Basis angebrachte Öffnungen auf, um die Entleerung des Balkons am Ende der Zuführung des Gußeisens zu ermöglichen.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung - der vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung, die nachstehend ausschließlich zur Veranschaulichung wiedergegeben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
- Die Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Elektroofens, der eine Beschickungsvorrichtung für flüssiges Gußeisen aufweist.
- Die Fig. 2 gibt eine Draufsicht eines Elektroofens wieder.
- Die Fig. 3 gibt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 2 wieder.
- Die Fig. 4 gibt einen Längsschnitt eines Elektroofens wieder, der eine mit einem Staudamm ausgerüstete Beschickungsvorrichtung für flüssiges Gußeisen aufweist.
- Die Fig. 5 gibt einen Schnitt des Ofens der Fig. 4 in dem Bereich des Abstichlochs wieder.
- Die Fig. 6 gibt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 5 wieder.
Die Fig. 1 gibt einen Elektroofen 10 wieder, der eine Sohle 13 aus einem feuerfesten Material aufweist, auf der eine Wanne 15 und ein Deckel 16, sowie ein seitlicher Balkon 19 oder Zuführungsschnabel zum Beschicken des Ofens 10 mit flüssigem Gußeisen angebracht sind.
Um den Ofen mit Schrott zu beschicken, wird der Deckel 16 zurückgezogen, und dann wird der Schrott in die Wanne des Ofens geschüttet. Wenn die Wanne 15 mit Schrott gefüllt ist, wird der Deckel 16 wieder auf die Wanne 15 angebracht, und dann wird mindestens eine Elektrode 22, die über einen Arm 28 auf einem Mast 25 angebracht ist, über eine in dem Deckel 16 angebrachte Öffnung 31 in den Ofen 10 eingeführt. Der Arm 28 kann auf dem Mast 25 gleiten, so daß er mit der Elektrode 22 angehoben und abgesenkt werden kann.
Eine Gußeisen-Pfanne 37 wird mittels eines Krans oder eines Kippwagens (nicht wiedergegeben) bis nahe an den seitlichen Balkon 19 herangebracht. Die Pfanne 37 wird geneigt, und das flüssige Gußeisen 34 wird in den seitlichen Balkon 19 gegossen.
Der seitliche Balkon 19 ist mit einem Belag versehen, der aus einem feuerfesten Material 44 besteht, und der Boden des seitlichen Balkons 19 ist mit einer gemauerten Aufprallplatte 45 aus einem speziellen feuerfesten Material bedeckt, so daß der Balkon 19 vor Abnutzung geschützt ist.
Ein Deckel 46 begrenzt den Wärmeverlust des Ofens über den Balkon 19. Der während der Zuführung des flüssigen Gußeisens offene Deckel 46 schützt den Ofen vor den Spritzern aus flüssigem Gußeisen 34.
Der Ofen 10 ist auf einer Wiege 49 angebracht, die ermöglicht, ihn mittels eines hydraulischen Hubzylinders 52 zu neigen. Wenn der Hubzylinder 52 eingefahren wird, werden die Wiege 49 und der Ofen 10 auf ihrem unter der Wiege 49 angeordneten Kippsitz gekippt. Der Ofen 10 ist so ausbalanciert, daß er in die horizontale Position zurückkehrt, falls der hydraulische Kreis, der den Hubzylinder 52 versorgt, ausfällt.
Wenn der Schrott geschmolzen ist, wird der flüssige Stahl über ein Abstichloch 58 in eine Stahlpfanne 55 gegossen. Diese Pfanne 55 wird auf einem auf Schienen laufenden Wagen 56 bis unter das Abstichloch 59 gebracht.
Die Schlacke wird über eine seitliche Entschlackungstür 61 abgeführt, wozu der Ofen 10 auf seinem Sitz 54 geneigt wird.
Die Fig. 2 gibt eine Draufsicht des Ofens 10 wieder. In dieser Figur ist die Position des seitlichen Balkons 19 bezüglich des Abstichlochs 58 zu sehen. Der Balkon ist bezüglich des Abstichlochs 58 seitlich versetzt, damit das flüssige Gußeisen nicht direkt in das Abstichloch gegossen wird, sondern zu der Mitte des Ofens 10 hin fließt.
In der Fig. 3, einem Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 2, ist ein Deich 65 zu sehen, der einen Abflußkanal 68 für das flüssige Gußeisen begrenzt.
In der Fig. 4, die eine bevorzugte Ausführungsform wiedergibt, ist der seitliche Balkon 19 durch einen Staudamm 40, der das Gußeisen vorübergehend zurückhält, von der Wanne des Ofens 10 abgetrennt. Der Balkon wird bis zu der Höhe des Staudamms 40 gefüllt, und das Gußeisen 34 fließt danach über den Staudamm 40 und fällt auf die Sohle 13 herunter. In der Basis des Staudamms 40 sind eine oder mehrere Öffnungen 43 angebracht, über die der Balkon 19 am Ende der Zuführung des Gußeisens 34 entleert werden kann. Um ein Masselbett in dem Balkon 19 aufrechtzuerhalten, genügt es, die Zuführungsrate des Gußeisens 34, das in den Balkon 19 gegossen wird, so einzustellen, daß sie größer als die Strömungsrate des Gußeisens ist, das durch die in der Basis des Staudamms 40 angebrachten Öffnungen 43 hindurchgeht.
In der Fig. 5 ist zu sehen, daß der Staudamm 40 auf vertikalen Laufschienen 71 angebracht ist, wodurch er leicht ersetzt werden kann, wenn er abgenutzt ist. Der Staudamm 40 weist zwei Tragösen 76 auf, über die er aus den Laufschienen herausgezogen werden kann.
In der Fig. 6, einem Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 5, ist ein Deich 65 zu sehen, der einen Abflußkanal 68 für das flüssige Gußeisen begrenzt. Der Staudamm 40 ist in vertikalen Laufschienen 71 angebracht, wodurch er leicht ersetzt werden kann, wenn er abgenutzt ist. Der Staudamm weist zwei Tragösen 76 auf, über die er aus den Laufschienen 71 herausgezogen werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Beschicken eines mit einer Wanne (15) versehenen Elektroofens mit Flüssigmetall,

wobei die Vorrichtung einen Balkon (19) aufweist, der die Wanne (15) des Ofens (10) seitlich verlängert, wobei der Balkon (19) im Inneren mit einem aus einem feuerfesten Material bestehenden Belag (44) bedeckt ist,

gekennzeichnet durch einen mit einem feuerfesten Belag versehenen Deckel (46), der über dem Balkon (19) angeordnet ist, wobei der Deckel (46) in der offenen Position einen Schutzschild für einen an die Vorrichtung angrenzenden Teil des Ofens (10) bildet.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemauerte Aufprallplatte (45) aus feuerfestem Material, die den Boden des seitlichen Balkons (19) bedeckt.

3. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in der Nähe eines Abstichlochs (58) des Ofens (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem feuerfesten Material der Sohle (13) des seitlichen Balkons (19) bis zu der Mitte des Ofens (10) ein Abflußkanal (68) angebracht ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Deich (65), der zwischen dem Abflußkanal (68) und dem Abstichloch (58) angebracht ist.

6. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Balkon von der Wanne des Ofens abgegrenzt ist durch einerseits einen Staudamm (40), der so entworfen ist, daß er das schmelzflüssige Metall zumindest vorübergehend zurückhält, und andererseits eine Verbindung, die das Abfließen von mindestens einem Teil des in den Balkon (19) gegossenen, schmelzflüssigen Metalls infolge der Schwerkraft zur Wanne (15) ermöglicht.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudamm (40) herausnehmbar ist.

8. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Öffnungen (43), die in der Basis des Staudamms (40) vorgesehen sind, um die Entleerung des Balkons zu ermöglichen.