DE1069839B - - Google Patents

Description

Fig. 8 ein Schnitt nach der Linie 8-8 von Fig. 7, Fig. 9 eine Teilansicht im Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasauffangvorrichtung,

Fig. 10 ein Schnitt nach der Linie 10-10 von Fig. 9, Fig. 11 ein Schnitt nach der Linie 11-11 von Fig. 9 und

Fig. 12 ein Schnitt nach der Linie 12-12 von Fig. 9.

Ein Elektroofen 10 (Fig. 1 und 2), wie er in der Metallurgie häufig zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl oder Eisen verwendet wird, hat einen Ofenkörper 12 für den zu schmelzenden oder zu behandelnden Einsatz und eine Gewölbedecke 14. Beide sind in bekannter Weise vorzugsweise aus feuerfesten Steinen erstellt.

In der Decke 14 des Ofens befinden sich drei öffnungen 16, durch welche sich jeweils eine Kohleelektrode 18 erstreckt. An den Seiten des Ofen sind zwei vorstehende Türen 20 angeordnet. Die Türöffnungen sind, wie in Fig. 4 deutlicher gezeigt wird, mit senkrecht verschiebbaren Verschlußplatten 22 versehen.

Die öffnungen um die Elektroden und an den Ofentüren sind die Stellen, an welchen die Abgase bei den üblichen Elektroöfen hauptsächlich entweichen. Bei bekannten großen Elektroöfen mit einem Einsatz von 50 bis 2001 pro Schmelze kann jede Elektrode einen Durchmesser von 50 cm und darüber haben, und die an den öffnungen in der Decke um die Elektroden entstehenden Verluste durch Abgase können beträchtlich sein.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß die Abgase sehr gut abgeführt werden können, indem um jede der Elektroden eine Abgassammeimanschette 24 angebracht wird, die mit einem geeigneten Staubabscheider, z.B. einem elektrischen Abscheider26, mittels der Leitungen 28 und der Zuleitungen 30 verbunden ist. Um zu gewährleisten, daß der Druck in dem Ring 24 unter dem Luftdruck liegt, ist ein Exhaustor 32 zwischen dem Ofen und dem Staubabscheider oder auf der Außenseite des Abscheiders angeordnet.

Weitere Zuleitungen 34 verbinden die Türhauben 36, von denen eine in Fig. 4 gezeigt wird, mit der Leitung 28, um aus den Ofentüren austretende Abgase aufzufangen.

In jeder der Zuleitungen 30 und 34 und in der Hauptleitung 28 liegen Ventile oder Schieber 38, 40 und 42 zur Regulierung des Abgasstromes. Die Ventile 38 und die Leitungen 34 können z. B. geschlossen sein und nur geöffnet werden, während die Türen 22 geöffnet sind.

Die Kappe bzw. die Manschette 24 wird von einem Ring 44 getragen, der seinerseits um die Elektrodenöffnung 16 auf der Decke 14 des Ofens sitzt (Fig. 3). Die Zu- und Abflußleitungen 46 und 48 verbinden den Ring44 mit einer nicht dargestellten Kühlwasserquelle. Die im Ring 44 kreisende Kühlflüssigkeit kühlt die aus der Ofenöffnung entweichenden Abgase und die Manschette 24 derart, daß für die Abgasauf fangringe und -leitungen Metall verwendet werden kann.

Die Abgasauffangmanschette 24 wird, wie gesagt, vom Kühlring 44 getragen und umgibt die Elektrode 18. Um jedoch die Einführung neuer Kohleelektroden und den Zustrom von Luft in den durch die Manschette 24 gebildeten Sammelraum zu gestatten, ist am oberen Ende der Manschette 24 ein Zwischenraum 50 vorgesehen. An den Seiten der Manschette 24 befinden sich zusätzliche Lufteinlässe 52, um weitere Außenluft in den Sammelraum gelangen zu lassen.

Beim Betrieb dieser Ausführungsform der Erfindung wird in bezug auf die Außenluft ein Unterdruck z. B. durch den Exhaustor 32 erzeugt, der die Abgase aus dem Ofen an dem Kühlring 44 vorbei, wo die Gase gekühlt werden, und in den von der Manschette 24, der Ofendecke 14 und der Elektrode 18 gebildeten Sammelraum saugt, wo die Abgase mit durch die Einlässe 50 und 52 einströmender Außenluft vermischt und weiter gekühlt werden.

Entweichen die Gase mit einer Temperatur von z. B. 1037° C aus dem Ofen, so müssen sie mit etwa 100% Außenluft verdünnt werden, um derart abzukühlen, daß

ίο sie wie üblich weiterbehandelt werden können. Die mit Außenluft vermischten Abgase werden dann durch die Zuleitungen 30 und die Leitung 28· einem geeigneten Staubabscheider bzw. einem Abzug zugeführt. ^_gIn dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Teile wie in Fig. 3 mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Manschette besteht aus einem Metallring 51, dessen unteres Ende vom Kühlring 44 getragen wird. Eine Keramikplatte 54 umgibt und isoliert die Elektrode 18, liegt auf der oberen Kante der Manschette 51 und bildet damit einen Sammelraum 56.

Eine Leitung 30 verbindet den oberen Abschnitt des Ringes 51 mit einem Abscheider, wie er in bezug auf Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Beim Betrieb dieser Ausführungsform der Erfindung gelangen aus der öffnung zwischen der Elektrode 18 und der Decke 14 entweichende Abgase am Kühlring 44 vorbei in den Sammelraum 56. Dort werden die Abgase durch die öffnungen 58 und zwischen dem Keramikdeckel 54 und der Elektrode 18 einströmende Außenluft derart gekühlt, daß sie wie üblich weiter behandelt werden können.

In Fig. 6 liegt bei einer anderen Ausführungsform ein einziges Gehäuse 60 über der gesamten Decke 14 des Elektroofens. Diese Metallhülle 60 ist in einem Abstand von der Decke angeordnet und bildet einen durch die' Außenfläche der Decke 14 und die Innenfläche des Bleches 60 gebildeten Sammelraum 62. In Übereinstimmung mit den Elektrodenöffnungen 16 in der Decke 14 sind in dem Blech 60 öffnungen 64 von etwas größerem Durchmesser vorgesehen als dem der Elektroden 18. Um jede der Elektrodenöffnungen 64 ist ein Kühlring 44 mit einer Zuflußleitung 46 und einer Abflußleitung 48 für das Kühlwasser angebracht. Eine keramische oder aus einem anderen hitze- und elektrischisolierenden Material bestehende Platte 66 liegt oben auf dem Ring 44 und verkleinert die Eintrittsöffnung für Außenluft in den Sammelraum 62.

Mehrere Leitungen 30, z. B. zwei an jeder Ofenelektrode 18, verbinden den Sammelraum 62 mit den Ableitungen für die Abgase.

Beim Betrieb dieser Ausführungsform wird durch die Leitung 30 im Sammelraum 62 gegenüber dem äußeren Luftdruck ein Unterdruck erzeugt, durch welche aus der öffnung 16 austretende Abgase und zwischen der keramischen Manschette und den Elektroden 18 eingesaugte Luft vermischt und dem Staubabscheider zugeführt werden. Die Kühlwirkung des Kühlringes 44 ermöglicht die Verwendung von Metall für die Leitungen 46 und 48 und für den Mantel 60.

In Fig. 7 und 8 der Zeichnung werden Abgasauf fang- und -kühlvorrichtungen gezeigt, bei welchen das Mengenverhältnis zwischen der in die Sammelkammer eingesaugten Außenluft und den an der Elektrodenöffnung 16 aus dem Ofen entweichenden Abgasen direkt regelbar ist. Ein senkrecht angeordneter Ring 70 wird von einem auf der Decke 14 des Ofens ruhenden, um die Elektrodenöffnung angebrachten Kühlring44 getragen. Der Ring70 ist mit mehreren Lufteintrittsöffnungen72 und einer Anschlußöffnung für die Abzugsleitung

versehen. Am unteren Ende des durchbrochenen Ringes 70 ist eine irisblendenartige Trennwand 74 befestigt. Diese ist mit einem Betätigungsgriff 76 versehen, um die Menge der aus der öffnung 16 in den Sammelraum

77 strömenden Abgase zu regeln. Um den mit Lufteinlaßöffnungen 72 versehenen Teil des Ringes 70 ist drehbar ein sich senkrecht erstreckender Ringabschnitt

78 mit öffnungen angeordnet, welche mit den öffnungen 72 im Ring 70 übereinstimmen. An dem Ringsegment 78 ist ein waagerecht abstehender Handgriff 82 befestigt, welcher den Strom von Außenluft durch die übereinstimmenden öffnungen 80 und 72 zu regulieren gestattet.

Der Ring 72 trägt oben eine isolierende Platte 84, welche die Decke des Sammelraumes 77 bildet.

Die in Fig. 9 bis 12 dargestellte Ausführungsform gestattet es, die Menge der aus dem Ofen entweichenden Abgase und der Außenluft, welche dem Gasreinigungsapparat zuströmen, zu regulieren. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist diese Ausführungsform aus fünf Lagen 90, 92, 94, 96 und 98 von feuerfesten Steinen mit dazwischenliegenden Abstandsplatten 100, 102, 104 und 105 aufgebaut, und die oberste Lage 98 trägt eine Deckplatte 106.

Die Abstandsplatte 102 bildet den waagerechten Teil eines L-förmigen Ringes 108, dessen unterer Teil von der Ofendecke 14 getragen wird. Die Leitung 30, welche das Gemisch von Abgasen und Luft zur Gasableitung führt, ist mit dem senkrechten Teil 110 des L-förmigen Ringes 108 verbunden.

Die Lagen 94 und 98 aus feuerfesten Steinen haben den gleichen Aufbau und besitzen Mittel zur Regelung der in die Abgassammeikammer strömenden Außenluftmenge. Es wird demzufolge nur die Lage 98 im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.

Die Steinlage 98 enthält mehrere in einem Abstand voneinander konzentrisch um die Elektrode 18 angeordnete Steine 114 mit spitz zusammenlaufenden Seiten. Die Steine 114 sind an der Decke 106 und an der unteren Abstandsplatte 105 befestigt, um zu verhindern, daß sie sich in bezug auf diese verschieben. Mehrere Steine 116, einer für jede öffnung zwischen den Steinen 114, sind gleitend auf der Platte 105 angebracht. Die Steine 116 sind an ihren \Orderen Flächen 118 etwas schmaler als der Zwischenraum zwischen den hinteren Enden der feststehenden Steine 114, während ihre hinteren Flächen 120 etwas breiter sind als diese öffnungen. Durch Verschieben der Steine 116 innerhalb der öffnungen zwischen den feststehenden Steinen 114 läßt sich die Weite dieser öffnungen einstellen.

Die Steinlage 96 enthält einen vollen, mit der Elektrode 18 konzentrischen Ring und ist deshalb nicht in Draufsicht dargestellt.

Die Steinlage 92 ist in Fig. 11 in Draufsicht gezeigt und enthält mehrere keilförmige Steine 123, welche in einem mit der Elektrode 18 konzentrischen Ring angeordnet sind und zwischen denen jeweils eine schmale öffnung 124 bleibt. Diese öffnungen 124 stehen mit dem Raum zwischen der Steinlage und der Elektrode und mit dem Sammelraum 112 in Verbindung. Hierdurch kann die durch die Öffnungen zwischen den festen und den beweglichen Steinen der Lagen 94 und 98 eintretende Außenluft und ein Teil der aus der öffnung 16 zwischen der Elektrode und der Decke 14 entweichenden Abgase in die Sammelkammer gesaugt werden.

Die in Fig. 12 in Draufsicht gezeigte Steinlage 90 dient dem Durchgang der aus der öffnung 16 entweichenden Abgase in den Sammelraum 112 und enthält

Mittel zur Regelung der Menge der durchströmenden Abgase.

Die Steinlage90 ist ähnlich wie die vorbeschriebenen Lagen 94 und 98 und enthält mehrere feststehende keilförmige Steine 126, die in einem Abstand voneinander in einem Ring um die Elektrode 18 angeordnet sind und mehrere Abgasdurchgänge 128 frei lassen. In der Steinlage 90 sind auch mehrere keilförmige bewegliche Steine 130 angebracht, die derart geformt sind, daß sie

ίο die öffnungen 128 völlig schließen, wenn ihre Innenflächen 132 die Fläche der Elektrode 18 berühren.

Bei jedem der verschiebbaren Steine 130 ist an der hinteren Fläche eine Schiebestange 134 befestigt, welche sich durch eine dicht passende öffnung im senkrechten Wandabschnitt 110 des L-förmigen Teiles 108 erstreckt. Mittels dieser Schiebestangen 134 kann die Menge der durch die öffnungen 128 und durch die öffnungen 124 in der Steinlage 92 strömenden Abgase reguliert werden, ohne den Aufbau zu stören.

Beim Betrieb dieser Ausführungsform der Erfindung werden die verschiebbaren Steine 130 in die Nähe der öffnungen 128 zwischen den feststehenden Steinen 126 geschoben, so daß der Druck im Elektroofen verhältnismäßig konstant gehalten werden kann. Die verschiebbaren Steine in der Steinlage 94 und 98 werden ebenso in die Nähe der entsprechenden öffnungen gebracht, um die Menge der mit den Abgasen zu vermischenden Luft zu regeln, wodurch die abzuführenden Gase auf eine Temperatur gebracht werden, welche ihre Behandlung in den üblichen Staubabscheidern gestattet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf verschiedene Weise abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So werden z. B. bei einem kippbaren oder schwenkbaren Elektroofen die Zuleitungen 30 durch ein gasdichtes biegsames Verbindungsteil mit der Hauptleitung 28 verbunden, so daß der Ofen bewegt werden kann.

Patentansprüche-.

1. Vorrichtung zum Auffangen und Abführen der Abgase aus einem Elektroofen mit mindestens einer durch seine Gewölbedecke hindurchgeführten Elektrode, gekennzeichnet durch eine außen auf der Gewölbedecke (14) um jede Elektrode (18) angeordnete Manschette (24), die mit der Gewölbedecke (14) einen Sammelraum für die Abgase begrenzt, der mit der ringförmigen öffnung zwischen Elektrode (18) und Gewölbedecke (14) in Verbindung steht, Lufteinlaßöffnungen (50, 52) für den Sammelraum, einen über Rohrleitungen (28,30) mit dem Sammelraum verbundenen Staubabscheider (26) sowie einen zwischen diese geschalteten Exhaustor, (32), um den Druck im Sammelraum unter de,m der Außenluft zu halten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen um die Elektrode (18) angeordneten, mit dem Sammelraum in Berührung stehenden Kühlring (44) mit Zu- und Abflußleitungen (46, 48) für das Kühlmittel.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine drehbare, mit Einlaßöffnungen (80) für die Luft versehene Manschette (78), welche die mit entsprechenden Einlaßöffnungen (72) versehene Manschette (70) umfaßt und durch einen Durchlaß (74) zwischen dem Sammelraum (77) und der öffnung (16), welche letztere von der Gewölbedecke (14) und der Elektrode (18) begrenzt wird.

Claims (1)

1. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen ersten, die öffnung (16) zwischen der Gewölbedecke (14) und der Elektrode (18) verbindenden Durchlaß (90) und einen zweiten, den Sammelräum mit der Außenluft verbindenden Durchlaß (98).

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite ventilartig wirkende Durchlaß mehrere in einem Abstand um die Elektrode (18) befestigte Formsteine (114, 126) und ferner mehrere in der Nähe der vorhandenen öffnungen zwischen diesen befestigten Formsteinen (114, 126) angeordnete, bewegliche komplementäre Formsteine (116, 130) enthält, durch welche der Durchgang von Außenluft und Abgasen zwischen den Formsteinen innerhalb weiter Grenzen regelbar ist.

   6. Verfahren unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Ableiten der Abgase aus einem Elektroofen

   mit mindestens einer durch seine Gewölbedecke hindurchgeführten Elektrode, gekennzeichnet durch das Abziehen von Abgasen aus der öffnung (16) zwischen der Elektrode (18) und der Gewölbedecke (14) des Ofens (10) und durch das Mischen dieser abgezogenen Abgase mit einer geregelten Menge Außenluft an der Stelle, wo die Abgase abgezogen werden, was durch Aufrechterhalten eines gegenüber der Außenluft niedrigeren Druckes oberhalb der ringförmigen öffnung der Gewölbedecke und durch Ableiten der mit Luft gemischten Abgase nach einer vom Ofen entfernt liegenden Stelle erfolgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 540 347;
   USA.-Pate,ntschrift Nr. 2 268 918;
   Sisco-Siegel, »Das Elektrostahlverfahren«,
   Berlin 1951, S. 75.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 909 650/228 11.59