DE1217415B - Verfahren zum Absaugen der Ofengase und zum Regeln des Ofendruckes eines Lichtbogenofens, insbesondere fuer die Stahlerzeugung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Absaugen der Ofengase und zum. Regeln des Ofendruckes eines Lichtbogenofens, insbesondere für die Stahlerzeugung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens In der Patentanmeldung G 37356 VI a / 18 b (deutsche Auslegeschrift 1179 574) ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Absaugen der Ofengase eines Lichtbogenofens, insbesondere zur Stahlherstellung, geschützt, wobei der Ofendruck mit Hilfe eines Luftspaltes zwischen einem Mundstück der Absaugleitung und einem Stutzen des Ofendeckels geregelt werden kann, da das Mundstück des. Absaugrohres axial zum Stutzen des Ofendeckels während des Ofenbetriebes verschiebbar ist, wobei zum Verschieben des Mundstückes ein vom Ofendruck gesteuerter Regler dient. Durch diesen Regler kann der Herdraumdruck genau gleich dem Umgebungsdruck oder ein wenig darüber gehalten werden.
• Beim Regeln des Herdraumdruckes mittels einer Absaugvorrichtung für die Ofengase und -stäube ist es ein weiteres Anliegen, eine sehr genaue Messung des Ofendruckes und eine empfindliche Regelung zu erhalten. Erfindungsgemäß wird der Ofendruck in der Mitte des freien Ofenraumes gemessen und eine SchnellversteIlung der Absaugvorrichtung vorgenommen. Die Schnellverstellung der Absaugung wird derart vorgenommen, daß der in der Mitte des freien Ofenraumes gemessene Ofendruck mit Schwankungen in den überdruckbereich hinein möglichst nahe im Nullpunktbereich gehalten; wird.
• Eine sehr genaue Ofendruckmessung ist bekanntlich schwierig, besonders eine Messung in Ofenraummitte. Da nun ein funktioneller Zusammenhang des Druckes in Ofenraummitte und z. B. unter der Ofendecke besteht, ist es für die Erfindung gleichbedeutend, wenn während der Feinungsperiode unter der Ofendecke in einem weiter oberhalb des Nullpunktes liegenden Bereich gefahren wird_ Die Schnellverstellung kann durch. einen entsprechend leistungsfähigen Antrieb durch das höhenverstellbare Saugmundstück selbst erfolgen oder durch Verwendung ziemlich trägheitslos verstellbarer Organe, wie Drosselklappen oder Drosselschieber, oder es kann eine Drehzahlveränderung oder Leitschaufelverstellung des Saugventilators vorgenommen werden.
• Zur Durchführung des gesamten Absaugbetriebes des Ofens ist es besonders vorteilhaft, neben einer Saugvorrichtung mit veränderlicher Ansaugung von Umgebungsluft, z. B. dem, höhenverschiebbaren Saugmundstück nach dein Hauptpatent, einen Drosselschieber ad. d'gl. vorzusehen. In dieser Kombination von Verstellorganen wird vorgeschlagen, den Drosselschieber als: Schnellverstellung der Verstellung der Saugvorrichtung vorauseilen zu lassen. Dabei! ist eine Kompensationssteuerung vorzusehen, wn: den Drosselschieber durch. Verstellung der Saugvorrichtung möglichst in Mittelstellung zu halten.
• In dieser einen Alternative benötigt z. B. ein Saugmundstück, das durch Wasserkühlung und Konsolkonstruktion schwerfällig verstellbar ist, keine übermäßig starken Antriebsorgane. Es genügt eine verhältnismäßig kleine Verstelrgeschwindigkeit des Saugmundstückes. Andererseits. braucht der Drosselschieber nur einem verhältnismäßig kleinen Verstellbereich zu haben.,. weil er sich auf die Aufgabe beschränkt, Störungsspitzen des Ofendruckes in der Feinungsperiode zu beherrschen. Durch relativ lang, same Verstellung des Saugmundstückes wird das jeweilige Verstellnveau hergestellt, in dem nur die Störungsspitzen auszuregeln sind.
• Als weitere Ausführungsform ist vorgesehen, die Verstellung der Saugvorrichtung; z. B. des Saugmundstückes; bei Erreichen einer Stellung minimaler Saugwirkung zu beenden und die weitere Regelung allein durch den Drosselschieber zu bewirken.
• Diese minimale Saugwirkung, z. B. der maximale Höhenabstand des Mundstückes des Absaugrofres, hat die Saugvorrichtung in der Feinungsperiode, da mit nur relativ schwacher Saugkraft gearbeitet wird. Wird die Saugvorrichtung in der Feinungsperiade arretiert, um nur mit dem Drosselschieber zu arbeiten, so= ergebest- sich Vereinfachungen in der Ausführung des. Reglers; denn es entfällt die obengenannte Kompensationssteuerung. Dafür aber benötigt der Drosselschieber einen "verhältnismäßig großen Verstellbereich seiner Durchlaßöffnung. In den übrigen Betriebszeiten des Ofens, in denen die Saugvorrichtung relativ geringe Mengen ,Umgebungsluft ansaugt, kann der Drosselschieber ganze offen, d. h.' unv@irksam sein. Der-Regler 'hat also nur-,jeweils das eine oder das andere Verstellorgan zu beaufschlagen.
• In der Kombination von einem.heb- und senkbaren Saugmundstück' und einem im Ofenstutzen angeordneten Drosselschieber ist es zweckmäßig, einen solchen Drosselschieber zu verwenden, der in der Art einer Irisblende eine zentrische, stets möglichst runde öffnung..hat._ Damit -ist der aus dem Stutzen austretende Heißgasstrom bei jeder Öffnungsweite des. Schiebers gebündeit.und trifft stets auf die Mitte des Saugmundstückes. Da dieses in der Randzone-Umgebungsluft ärisaugt, stellt sich so in dem Mundstück eine Gasströmung mit heißem Kern und kühlem Mantel ein:-Feriier werden hierdurch Verwirbelungen der Gase auf ein Mindestmaß beschränkt, wodurch ein gleichmäßiger Reglerbetrieb ermöglicht wird.
• Durch das-erfindungsgemäße-Verfahren, bei dem der Herdraumdruck gleich dem Umgebungsdruck oder nur wenig darüber gehalten wird, wird erreicht, daß der Stickstoffgehalt des Stahls kleiner wird, während er bei Lichtbogenöfen ohne oder mit bekannter Absaugung größer ist.
• Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele von Lichtbogenöfen mit-von .einem gemeinsamen Regler betätigter Absaugvorrichtung und Drosselvorrichtung. Im einzelnen zeigt F i g. 1 in Ansicht einen Lichtbogenofen mit schwenkbarem, mit -einer Konsole heb- und senkbarem Absaugrohr und mit einer Irisblende im Absaugestutzen, F i g. 2 die Anordnung nach F i g. 1 in der Draufsicht, F i g. 3 in Ansicht eine Anordnung ähnlich F i g. 1, jedoch mit zum Absaugrohr teleskopartig heb- und senkbarem Mundstück,. .
• F i g. 4 in Ansicht eine Anordnung ähnlich F i g.1, jedoch mit abgewinkeltem Ofenstutzen und horizontal endendem Absaugrohr, F i g. 5 eine Ansicht- in Pfeilrichtung der F i g. 4, bei einer Saugdüse mit Drehschieberverschluß, F i g. 6 eine Anordnung in Pfeilrichtung der F i g. 4, bei einer Saugdüse mit Jalousieverschluß.
• Gemäß den F i g.1 und 2' ist der Deckel eines Lichtbogenofens 1 mit einem Absaugstutzen 2 versehen. In einem axialen Abstand von dem Stutzen befindet sich das tricherförmige Mundstück 3 eines schwenkbaren Absaugrohres 4. Das Absaugrohr ist auf einer Konsole 5 gelagert und besitzt eine Teleskopverbindung 6/7 mit-.einem fest installierten, zu einem Ventilator (nicht dargestellt) führenden Teil 7. Die Konsole ist um einen Hub H heb- und senkbar.
• Auf dem Ofenstutzen 2 sitzt ein Drosselschieber 8 (Irisblende). Der Antrieb 9 der Blende ist an einen Regler 10 angeschlossen. An dem Regler 10 liegt ferner der Höhenverstellantrieb 11 der Konsole 5. Der Regler erhält seine Impulse von einer Druck-Meß-Sonde 12, die unterhalb des Ofendeckels angeordnet ist.
• Bei der Anordnung nach F i g. 3 ist die Konsole 5 nicht höhenverstellbar, sondern ein von der übrigen Länge des AbsaugrohUes 4 getrenntes Mundstück 3 heb- und senkbar. Das Mundstück ist im oberen Teil als Teleskophülse und im unteren Teil als Saugdüse ausgebildet. Es hängt an Ketten 15, die durch einen Zylinder 16 heb- und senkbar sind.
• In der Anordnung nach F i g. 4 besitzt der Ofenstutzen 2 eine Verlängerung 17, die abgewinkelt ist und sich vor dem Mundstück 3 des Absaugrohres 4 fortsetzt. Diese Saugdüse kann entsprechend F i g. 5 runde Form oder entsprechend F i g. 6 quadratische Form aufweisen. Die von der Verlängerung des Ofenstutzens nicht beaufschlagte Fläche der Saugdüse ist durch einen Drehschieberverschluß 18 entsprechend F i g. 5 oder durch einen Jalousieverschluß 19 entsprechend F i g. 6 in Zwischenstellungen- einstellbar. Der Antrieb 20 des Drehschieberverschlusses 18 bzw. der Antrieb 21 des Jalousieverschlusses 19 ist mit dem Regler 10 verbunden, dessen weitere Anschlüsse mit denjenigen von F i g.1 gleich sind.
• Mit den beschriebenen Anordnungen lassen sich die weiter obengenannten Alternativregelungen des Ofendruckes durchführen: In der einen Alternative nimmt der Drosselschieber 8 eine vom Regler 10 vorgegebene Mittelstellung ein, und Saugvorrichtung 3 ist durch den Regler jeweils so eingestellt, daß sich bei Ofensolldruck die Mittelstellung des Drosselschiebers 8 jeweils einspielt. Der Drosselschieber reagiert durch seine relativ kleine Massenträgheit und gegebenenfalls auch durch schaltungstechnische Berücksichtigung im Regler auf Störungen des Ofendruckes sofort und hält damit diesen Druck konstant. Die Einspielung der jeweiligen Mittelstellung kann relativ langsam erfolgen.
• In der anderen Alternative nimmt das Mundstück 3 einen verhältnismäßig großen Abstand von dem Drosselschieber 8 ein und wird in dieser Stellung arretiert. Bei der Ausführung nach F i g. 4 steht in diesem Zustand entsprechend der Schieberverschluß 18 bzw. der Jalousieverschluß 19 offen, so daß in beiden Fällen die Saugwirkung auf den Ofen verhältnismäßig klein ist, obwohl die Geschwindigkeit der Gase innerhalb des Saugrohres nahezu konstant bleibt. In diesem Ofendruckniveau, in dem die Regelung durch das Mundstück 3 bzw. durch die Verschlüsse 18 oder 19 ziemlich unempfindlich ist, werden feine Störungen des Ofendruckes allein durch den Drosselschieber 8 ausgeregelt.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Absaugen der Ofengase und zum Regeln des Ofendruckes eines Lichtbogenofens, insbesondere für die Stahlerzeugung, bei dem durch einen Regler, der die Meßwerte von einer im Herdraum angeordneten Druck-Meß-Sonde erhält, der Herdraumdruck genau gleich dem Umgebungsdruck oder ein wenig darüber gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofendruck in der Mitte des Ofens gemessen und eine Schnellverstellung der Absaugung vorgenommen wird; Zusatz. zur Patentanmeldung G 37356 VI a/ 18b (deutsche Auslegeschrift 1179 574).
2. 2. Die .Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Stählen mit niedrigem Stickstoffgehalt.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im Absaugstutzen (2) des Ofens (1) und/oder in der Absaugleitung (4) angeordnetes, durch den Ofendruckregler verstellbares Drosselorgan (8).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen vom Ofendruckregler verstellbaren Absaugventilator.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (3) der Absaugleitung (4) einen Schiebeverschluß (20) oder Jalousieverschluß (21) besitzt.