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Einrichtung zum ununterbrochenen Betriebe mehrerer Elektroöfen hintereinander
zum Zwecke der Gewinnung von Eisen und Stahl unter Verwendung ein und derselben
elektrischen Ausrüstung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ununterbrochenen
Betriebe mehrerer Elektroöfen hintereinander zum Zwecke der Gewinnung von Eisen
und Stahl unter Verwendung ein und derselben elektrischen Ausrüstung.
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Die wirtschaftlichen Nöte der gegenwärtigen Zeit erheischen größte
Ersparnis auf dem Gebiete der Wärme- und Kraftwirtschaft und vollste Ausnutzung
vorhandener metallurgischer und maschineller Anlagen.
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Beim Betriebe eines ;einzelnen Elektroofens können diese Grundsätze
nicht vollkommen befolgt werden, weder bei festem, noch bei flüssigem Einsatz.
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Bekanntlich erfordert das Abkippen der fertigen Charge, besonders
wenn dies, wie häufig bei Grauguß oder Stahlguß, nicht auf einmal in eine große
Pfanne, sondern in mehrere Scherenpfannen nach und nach erfolgt, weiter das Ausflicken
des Herdes und der Seitenwände nach jeder Charge, vor allen Dingen das Einsetzen
des festen Einsatzes von Hand und die sonstigen Vorbereitungen für eine neue Charge
eine geraume Spanne Zeit, während welcher die elektrische Anlage und auch der mechanische
Ofenteil, soweit er sich auf die Lichtb:ogenelektrodenhalter, Reguliervorrichtung
usw. erstreckt, unausgenutzt brach liegt. Auch bei Einsatz flüssigen Materials aus
einem Vorschmelzofen, wie z. B. bei der Herstellung von Elektrograuguß durch Raffination
von flüssigem Kupolofeneisen im Elektroofen, entstehen bei Vorhandensein nur eines
Elektroofens große Betriebspausen; denn die Kupolofenabstiche erfolgen in häufigen
kurzen Zeitabschnitten und nicht nach einer so großen Spanne Zeit, wie sie zur Raffmation
im Elektroofen erforderlich ist. Auch erfolgen sie meist nicht in so großer Menge,
wie es dem Fassungsvermögen des Elektroofens entspricht.
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Beim Zusammenarbeiten nur eines Elektroofens mit einem oder mehreren
Kupolöfen müßte deshalb der Elektroofen nach dem Abstich längere Zeit ohne Strom
brach liegen, um die verschiedenen Kupolofenabstiche bis zu einer vollständigen
Füllung aufzunehmen. Eine Erhitzung der Teilabstiche des Kupolofens im Elektroofen
ist nicht angängig, denn diese würde den Gesamtprozeß unwirtschaftlich machen.
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Erfindungsgemäß wird nun auf einfache Weise der Betrieb zweier oder
mehrerer elektrischer Öfen hintereinander unter Verwendung und ständiger Ausnutzung
nur einer .einzigen elektrischen Ausrüstung mit ihrer Regulieranlage, Elektrodenhaltern
usw. durchgeführt. Dies erreicht man dadurch, daß die einzelnen Ofenkörper ortsfest
angeordnet bleiben, daß dagegen die elektrische Ausrüstung, nämlich die einzelnen
regelbaren Elektroden mit Aufhänge- und Regelvorrichtung, mit einem Fortbewegungsmechanismus
und mit biegsamen Zuleitungen derart versehen ist,
daß die Elektroden
frei, d. h. einzeln regelbar, über den verschiedenen Öfen bewegbar sind, damit sie
ohne weiteres, d. h. ohne Lösung oder Umschaltung der Stromleitung und ohne Umkuppelung
der Regeleinrichtung jeweils in denjenigen Ofen eingeführt werden können, der unter
Strom genommen werden soll. Der Mechanismus der Fortbewegung der Elektroden kann
in bekannter Weise entweder durch einen frei über die einzelnen C>fen führbaren
Elektrodenhaltersatz oder durch ausschwenkbare Anordnung, ähnlich ude die eines
ausschwenkbaren Auslegers, an einem Drehkran bewirkt werden.
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Man hat vorgeschlagen, zwei Ofenkörper des bekannten Elektrostahlofens,
Bauart :-.Nathusius«, auf eine Drehscheibe oder eine Schiebebühne zu setzen, um
diese abwechselnd unter die ortsfesten Elektrodenhalter oder vor den Kupolofen zu
bringen.
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Während der .eine Ofen vor dem Kupolofen steht und nach und nach durch
die Kupolofenabstiche angefüllt wird, soll der zweite unter Strom sein und das Einsatzgut
raffinieren.
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Die Anordnung von schweren metallurgischen Öfen auf Drehscheiben oder
Schiebebühnen ist aus folgenden Gründen inngeeignet: Die Anordnung derart schwerer
Öfen auf einer Drehscheibe oder Schiebebühne bietet mannigfache bauliche Schwierigkeiten.
Es besteht weiterhin die Gefahr, da.ß eilmal eine Charge durch den Boden des Ofens
b 1t, was bei metallurgischen Öfen immer einmal vorkommen kann; dann ist der ganze
Bewegungsmechanismus der Dreh- und Schiebebühne gestört. Ferner hat die Anordnung
zweier Öfen auf einer kleinen Bühne den Nachteil, daß sie außerordentlich nahe beieinander
stehen müssen, so daß besonders im Sommer das Arbeiten an diesen Öfen zur Qual wird.
Schließlich ist die Drehbühne oder Schiebebühne mit ihrem komplizierten Bewegungsmechanismus
sehr kostspielig.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, bei elektrischen Öfen die Elektrodenhalter,
welche die Elektroden tragen, an Laufrollen anzuordnen, die auf Schienen; laufen,
so daß die Elektroden in gerader Linie zunächst über einen und dann über eineng
anderen Ofen biewegt werden. können. Es handelt sich hierbei jedoch um Öfen, die
nicht zum Schmelzen. von Eisen und Stahl, sondern von Erzen 'Bauxit) dienen. Dort
sind die Vorgänge ganz anderer Art als diejenigen, bei denen es sich um das Schmelzen
von Eisen und Stahl handelt. Hierbei wird nämlich mit reiner Lichtbogenbeheizung
gearbeitet, d. h. ,es muß das Elektrodenende immer ¢ bis 6 cm über der Beschickung
- beim flüssigen Einsatz dem Eisenbad, beim festen Einsatz dem Schrott - gehalten
werden, damit sich ein freier Lichtbogen bilden kann, der als Haupt-oder alleinige
Wärmequelle dient. Beim Erzeinschmelzen läßt man hingegen die Elektroden in die
Beschickung hineinragen, so daß keine reine Lichtbogenbeheizung, sondern eine gemischte"
Lichtbogen- und Widerstandsheizung in der Beschickung selbst vor sich geht. Hierbei
kommt es also auf eine -genaue Einstellung der Elektroden nicht so sehr an. Die
Elektroden werden deshalb auch nicht einzeln reguliert, sondern gleichzeitig. Oft
werden auch ganze Elektrodenbündel in die Beschickung versenkt.
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Eine derartige Vorrichtung wäre zum Schmelzen von Eisen und Stahl
unbrauchbar, denn hier muß je nach den Widerstandsverhältnissen im Bad, in der Schlacke
oder im Schrott, jede einzelne Elektrode reguliert, d. h, gehoben oder gesenkt und
genau eingestellt werden können.
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Im übrigen hat man bei den erwähnten Öfen bekannter Art nicht wie
im vorliegenden Falle nur eine elektrische Ausrüstung - Transformatoren, Schaltanlage;
Zuleitungen, Reguliervorrichtungen -- für mehrere ortsfeste Öfen verwendet, worin
ein wesentliches Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung zu :erblicken ist, sondern
es werden dort vielmehr für die verschiedenen Ofen zwar dieselben Elektroden mit
ihren Haltern und die mechanischen Einrichtungen zum Heben und Senken derselben
über mehrere Öfen gefahren, jedoch mehrere Tranßforinatosen mit den erforderlichen
Zuleitungen usw. zur Anwendung gebracht. _ Schließlich hat man auch vorgeschlagen,
Elektroden durch ausschwenkbare-.Ausleger zu bewegen, jedoch lediglich zu dem Zwecke
raschen Auswechselns der - Elektroden, und zwar an ein und demselben Ofen, Erfindungsgemäß
werden also mehrere ortsfeste Öfen. mit einer einzigen, besonders gestalteten :elektrischen
Ausrüstung versehen, damit der eine Ofen unter Strom steht, wähsend der zweite ausgebessert
und beschickt wird und umgekehrt, so daß dadurch die eingangs .erwähnten verlustreichen
Pausen vermieden werden. und der Betrieb ununterbrochen verläuft.
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Im nachfolgenden werden Ausführungsarten des Verfahrens der Erfindung
beispielsweise, und zwar mit Bezugnahme auf Nathusiusofenanlagen, mit zwei elektrischen
Öfen erläutert.
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Hierbei sind zwei auf Ständern in einem Stalilformgußtragring kippbar
gelagerte Ofenkörperortsfest angeordnet, und nur ein Satz der leicht transportablen
Elektrodenhalter wird jeweils von, einem .über, den anderen Ofen gebracht. Die über
Rollen an Seilen hängenden leichten Elektrodenhalter sind
bei den
bekannten Nathusiusöfen mittels Kettenzüge und Laufkatzen auf Auslegern hin und
her ziehbar eingerichtet.
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Durch parallele Anordnung dieser Ausleger oder durch ausschwenkbare
Anordnung derselben, ähnlich. wie die .eines ausschwenkbaren Auslegers an einem
Drehkran, kann man mit Leichtigkeit die Elektrodenhalter in wenigen Augenblicken
von einem Ofen über den anderen ziehen. Da die Stromzuführung von dem Transformator
über Kupferschienen, d. h. von einem ortsfesten Anschluß mittels biegsamer Kupferlamellen
erfolgt, passen sich diese der Bewegung der Elektrodenhalter ohne weiteres an.
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In der beiliegenden Zeichnung stellt Abb. i eine Ofenanlage mit parallelen
Auslegern für die Elektrodenhalter in senkrechtem Schnitt dar, Abb. z eine Draufsicht
auf die Einrichtung gemäß Abb. i.
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Abb.3 zeigt eine Ofenanordnung mit ausschwenkbaren Auslegern für die
Elektrodenhalter in senkrechtem Schnitt, Abb. q. eine Draufsicht auf die Einrichtung
nach Abb. 3.
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Während also Ofen I im Betrieb und unter Strom ist und die Elektrodenhalter
E1und E2 über ihm hängen, ist der Ofen II ohne Elektrodenhalter und wird für die
nächste Charge vorbereitet, d. h. ausgeflickt, der feste Einsatz eingebracht usw.
Hierbei werden natürlich vorteilhaft die Elektrodenhalter durch Deckel oder eine
ähnliche einfache und leicht abhebbare Einrichtung abgedeckt bzw. die Türen dicht
abgeschlossen, um Wärmeverluste zu vermeiden.
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Sobald die Charge im Ofen I fertig ist, wird der Strom ausgeschaltet,
die Elektroden aus dem Ofen herausgezogen und die Elektrodenhalter Ei und E2 mittels
Kettenzüge I( und Laufkatzen B auf den Auslegern A
über den inzwischen
für die nächste Charge fertiggemachten Ofen II in die auf den Abbildungen punktiert
angedeutete Lage gebracht, in den Ofen hineingesenkt, worauf der Strom sofort wieder
eingeschaltet werden kann. Die als Kupferlamellen Ui und U2 gedachte Stromzuführung
zu den Elektrodenhaltern paßt sich der Bewegung derselben von selbst an.
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Bei Anwendung von ausschwenkbaren Auslegern werden nach Fertigstellung
der Charge und Ausschaltung des Stromes nur die Elektroden aus dem Ofen I herausgezogen,
wie beim Elektrodenhalter E1 in der Abb. 3 angedeutet, dann werden die Ausleger
Al, A2 und A3, welche um die Punkte Wl, W2 und W3 über der Mitte der Regulierwinden
W dr>-hbar angeordnet sind, über den Ofen II geschwenkt und in die in Abb. 4. punktiert
angedeutete Lage gebracht. Die Elektroden werden in den Ofen gesenkt, und der Strom
kann sofort wieder eingeschaltet werden.
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Das Arbeiten mit flüssigem Einsatz ist in Abb. z und Abb. q. dargestellt.
0 deutet den Kupolofen an. Mittels der Rinne Ri bzw. R2 kann das Kupolofeneisen
.entweder in den Ofen l oder Ofen II geleitet werden.
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Wird im Ofen I raffiniert, so leitet man das flüssige Kupolofeneisen
in den Ofen II. Während Ofen I raffiniert, nimmt Ofen II die in mehreren kurzen
Zeitabschnitten entfallenden Abstiche des Kupolofens, der wirtschaftlich bekanntlich
nur kontinuierlich betrieben werden kann, auf.
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Durch entsprechende Betriebseinteilung läßt sich unschwer erreichen,
daß, sobald die Raffination in Ofen I beendet ist, auch der Ofen I1 mit flüssigem
Kupolofeneisen angefüllt ist. Die Elektroden werden dann von Ofen I über den Ofen
II gebracht, und die elektrische Anlage, die Elektrodenhalter und Reguliervorrichtung
können nach einigen Augenblicken wieder in Betrieb genommen werden.
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Die höhere Wirtschaftlichkeit -der gesamten Anlage durch die dauernde
Ausnutzung derselben und die Wärmeersparnis durch den fast ununterbrochenen Betrieb
sind ins Auge fallend.