DE2645694A1 - Arc furnace for melting ferrous alloys - using circular tracks around which furnaces move to charging processing and tapping stations - Google Patents
Arc furnace for melting ferrous alloys - using circular tracks around which furnaces move to charging processing and tapping stationsInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zum chargenweisen Ein- oder Method and device for batch-wise one or
Erschmelzen von Metallen, insbesondere Stahl oder Ferro-Legierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum chargenweisen Ein-oder Erschmelzen von Metallen, insbesondere Stahl oder Ferro-Legierungen, wobei das zu schmelzende Material durch über Elektroden zugeführte elektrische Energie beheizt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Melting of metals, especially steel or ferrous alloys The invention relates to a method for batch-wise melting or melting Metals, especially steel or ferrous alloys, the material to be melted is heated by electrical energy supplied via electrodes and a device to carry out this procedure.
Bekanntlich gelten die Elektro-Stahlschmelzöfen für die Erzeiger der elektrischen Energie als äußerst schwierige Verbraucher, denn bei ihrem Betrieb treten sehr unterschiedliche Leistungsumsätze und somit starke Schwankungen in der Energieentnahme auf.As is well known, the electric steel smelters apply to the producers of the electrical energy as extremely difficult consumers, because in their operation there are very different sales volumes and thus strong fluctuations in the Energy extraction.
Während eines Arbeitszyklus eines Lichtbogenofens ergibt sich beispielsweise etwa folgendes Bild: Zeitbedarfsanteil Leistungsaufnahme Vorbereiten des Ofens 8 % Füllen mit 1. Korb 5 % Einschmelzen 30-% 80 bis 120 % Füllen mit 2. Korb 5 % Einschmelzen 12 % 80 bis 120 % Füllen mit 3. Korb 5 % Einschmelzen 12 % 80 bis 120 % Probenahme (erste) 3 % Legieren, Reduzieren, Entkohlen, Probenahme (letzte) 15 % 30 bis 50 % Abstich 5 100 % 3ei Stahlschmelzanlagen mit einer größeren Anzahl von Lichtbogenöfen, die nach einem im Hinblick auf die gleichmäßige inergieentnahme aufgestellten Betriebsdiagramm gefahren werden, kann zwar ein regelmäßiger Verbrauch erreicht werden, Jedoch sind solche Anlagen für den Stahlerzeuger unwirtschaftlich. Die Ofen sowie die dazugehörigen Einrichtungen, wie Transformatoren, Stromleitungen, Elektrodenhalter, Elektrodenstränge usw., müssen nämlich auf die maximale Leistung ausgelegt sein. Die installierte Kapazität kann jedoch nur zeitweise ausgenutzt werden. Außerdem ist es bei den bisher bekannten Verfahren, bei denen das Material in einem ortsfest angeordneten Gefäß erschmolzen wird, nicht möglich, für die einzelnen Verfahrensstufen optimale Prozeßverhältnisse zu schaffen. Die Möglichkeiten, die Prozeßbedingungen im Verlauf des Prozesses in den einzelnen Stufen zu beeinflussen, sind beschränkt.For example, during a working cycle of an arc furnace about the following picture: Prepare time required share of power consumption of the furnace 8% filling with 1st basket 5% melting 30-% 80 to 120% filling with 2nd basket Basket 5% melt down 12% 80 to 120% fill with 3rd basket 5% melt down 12% 80 to 120% sampling (first) 3% alloying, reducing, decarburizing, sampling (last) 15% 30 to 50% tapping 5 100% 3ei steel melting plants with a larger one Number of electric arc furnaces after one with a view to evenly drawing in energy established operating diagram can be driven, a regular consumption However, such systems are uneconomical for the steelmaker. The furnace and the associated equipment, such as transformers, power lines, Electrode holders, electrode strands, etc., have to work at maximum power be designed. However, the installed capacity can only be used temporarily will. In addition, it is in the previously known methods in which the material is melted in a stationary vessel, not possible for the individual Process stages to create optimal process conditions. The ways that To influence process conditions in the course of the process in the individual stages, are limited.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu finden, das bei gleichmäßiger Entnahme der zur Verfügung gestellten elektrischen Energie eine bessere Ausnutzung der installierten elektrischen Leistung der ofen sowie der dazugehörigen Einrichtungen ermöglicht. The object of the invention is therefore to find a method that with even removal of the electrical energy made available one better utilization of the installed electrical power of the stove and the associated one Facilities.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß zwecks Verbesserung des Wirkungsgrades des Prozesses sowie der Qualität des erzeugten Stahls optimale en-ergetische und technologische Bedingungen für die einzelnen Verfahrensstufen geschaffen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum chargenweisen Ein- oder Erschmelzen von Metallen, insbesondere Stahl- oder Ferro-Legierungen, wobei das zu schmelzende Material durch über Elektroden zugeführte elektrische Energiebeheizt wird, löst diese Aufgabe dadurch, daß im Verlauf eines Arbeitszyklus mehrere Chargen verarbeitet werden, die Jeweils nach und nach vom Beschickungsort zum Abstich durch einzelne, in technologischer Hinsicht nacheinander folgende Verfahrensstufen geführt werden, wobei immer in mindestens einer der Chargen der Schmelzvorgang verläuft.Another object of the invention is that for the purpose of improvement the efficiency of the process and the quality of the steel produced energetic and technological conditions for the individual process stages be created. The method according to the invention for batch-wise melting or melting of metals, especially steel or ferrous alloys, with the one to be melted Material is heated by electrical energy supplied via electrodes, dissolves this task in that several batches are processed in the course of a work cycle which are gradually moved from the loading point to the tapping by individual, the following procedural steps are carried out one after the other from a technological point of view, whereby the melting process always takes place in at least one of the batches.
Hierbei werden in den einzelnen Verfahrensstufen die für die Jeweilige Stufe erforderlichen thermischen und/oder chemischen Verhältnisse herbeigeführt.In the individual process stages, the for the respective Stage required thermal and / or chemical conditions brought about.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird Jede Charge nach und nach durch einen Schmelz-, einen Frischungs- .und Feinungs- und einen Abgießbereich geführt.According to a further feature of the invention, each batch is gradually and after through a melting, a freshening .and refining and a pouring area guided.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine voile Ausnutzung der installierten elektrischen Leistung der Öfen sowie der dazugehörigen Vorrichtungen, d. h. der Transformatoren, Stromleitungen und Elektroden, indem diese Vorrichtungen fast ununterbrochen in Betrieb sind.The inventive method enables full utilization of the installed electrical power of the furnaces and the associated devices, d. H. of transformers, power lines and electrodes by using these devices are in operation almost continuously.
Dadurch, daß für Jede einzelne Verfahrens stufe optimale thermische und chemische Bedingungen geschaffen werden, weist der erzeugte Stahl bessere Qualität auf.The fact that for each individual process stage optimal thermal and chemical conditions are created, the steel produced has better quality on.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durch führung des vorstehend erläuterten Verfahrens und sieht vor, daß die Vorrichtung aus einem oder mehreren auf einer oder mehreren festgelegten Arbeitsstrecken bzw. Fahrbahnen bewegbaren -Ofengefäßen besteht, die jeweils nach und nach zu de Vorrichtungen zum Eingeben von Beschickungs- und/oder Korrektur-und/oder Zuschlagmaterial, zur Energiezuführung sowie zum Abziehen bzw. Abstechen der Schmelze verfahrbar sind, wobei die Reichweite dieser Vorrichtungen sich Jeweils zu der Arbeitsstrecke bzw. Arbeitsstrecken erstreckt.The invention also relates to a device for implementing the The method described above and provides that the device consists of one or several movable on one or more defined working routes or lanes Furnace vessels exists, which are gradually added to the devices for entering loading and / or correction and / or additive material, for supplying energy and for pulling off or tapping the melt are movable, the range of these devices each extends to the work route or work routes.
Die Vorrichtungen zur Energie zuführung bestehen hierbei Jeweils aus einer den Transformator, die Stromzuleitungen sowie den Elektrodenstrang tragenden Bühne bestehen.The devices for supplying energy each consist of one carrying the transformer, the power supply lines and the electrode string Pass the stage.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Vorrichtungen zum Eingeben von Beschickungs- und/oder Korrektur- und/oder Zuschlagmaterial aus lageveränderbaren Chargierkörben bestehen.It has proven to be advantageous if the devices for inputting of feed and / or correction and / or surcharge material from changeable positions Charging baskets exist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwei ringförmige, sich in einem Punkt berührende Fahrbahnen vorgesehen, auf denen jeweils mehrere Ofengefäße verfahrbar angeordnet sind.According to a further feature of the invention, two are ring-shaped, themselves Roadways in contact with one another are provided, on each of which several furnace vessels are arranged to be movable.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Energie zufuhrungsbühnen für das Schmelzen im Bereich jeder der beiden Fahrbahnen und die Energiezuführungsbühne für den Frischungs- und Feinungsvorgang im Berührungspunkt der beiden Fahrbahnen ortsfest angeordnet sind.According to an advantageous development of the invention, the energy supply platforms for melting in the area of each of the two lanes and the Energy supply platform for the freshening and refining process at the point of contact of the two lanes are stationary.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtungen zum Eingeben von Beschickungs- und/oder Korrektur- und/oder Zuschlagmateriai im Bereich jeder der beiden Fahrbahnen vorgesehen sind und die Abgießpfanne für die beiden Fahrbahnen gemeinsam und an einer Stelle vorgesehen ist, die in unmittelbarer Reichweite der beiden Fahrbahnen liegt.It is useful if the devices for entering loading and / or correction and / or additive materials in the area of each of the two lanes are provided and the pouring pan for the two lanes together and on a point is provided that is within easy reach of the two lanes lies.
In einer anderen erfindungsgemäsen Ausführung der Erfindung ist eine ringförmige Fahrbahn vorgesehen, auf der mindestens zwei, vorzugsweise fünf Ofengefäße verfahrbar angeordnet sind. Bei dieser Ausführung hat sich als vorteilhaft erwiesen, im Bereich der Fahrbahn zwei bewegbare Eingabeeinrichtungen bzw. Chargierkörbe sowie drei fest angeordnete Energiezuführungsbühnen und eine Abgießpfanne vorzusehen.In another inventive embodiment of the invention is a annular track provided on the at least two, preferably five furnace vessels are arranged to be movable. In this design it has proven to be advantageous two movable input devices or charging baskets in the area of the roadway as well Provide three fixed energy supply platforms and a pouring pan.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung wird die Produktionskapazität der Vorrichtungen voll ausgenutzt und somit in hohem Maß die Wirtschaftlichkeit gewährleistet. Durch eine glelchmäßigere Energieabnahme kommt es bei den Energieerzeugern zu keinen Störungen durch Belastungsspitzen, so daß mit den Kraftwerken günstigere Stromtarife vereinbart werden können.The inventive design of the device is the Production capacity of the devices fully utilized and thus to a large extent the Economic efficiency guaranteed. Through a more even decrease in energy comes there are no disturbances from peak loads at the energy producers, so that cheaper electricity tariffs can be agreed with the power plants.
Die installierte Leistung im Schmelzbereich ist dem hohen Energiebedarf beim Schmelzen angepaßt, während im Frischungs-und Feinungsbereich eine geringere Leistung vorgesehen ist.The installed power in the melting area is due to the high energy requirement adjusted during melting, while a lower one in the refining and refining area Performance is provided.
Damit wird eine wesentliche Verbesserung der Energiewirtschaft erreicht.This will bring about a significant improvement in the energy industry.
Die ringförmige Fahrbahnen aufweisende Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren Gefäßen ist insbesondere für große Produktionskapazitäten geeignet. Durch den Umlaufeinsatz der Ofengefäße wird jede Energieeinheit fast ununterbrochen ausgenutzt, wobei auch die installierte elektrische Leistung voll genutzt wird.The embodiment of the embodiment according to the invention, which has annular roadways Multi-vessel device is particularly useful for large production capacities suitable. Every energy unit is almost uninterrupted through the use of the furnace vessels in circulation exploited, whereby the installed electrical power is also fully used.
Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung näher erläutert.The invention is illustrated schematically in the drawing using one Device explained in more detail.
Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit je vier auf zwei sich einander berührenden ringförmigen Bahnen verfahrbaren Ofengefäßen und Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit mehreren, auf einer kreisförmigen Bahn verfahrbaren Ofengefäßen.1 shows a device according to the invention, each with four two contacting ring-shaped tracks movable furnace vessels and 2 shows a device according to the invention with several on a circular path movable furnace vessels.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist wei sich in einem auf der Mittenlinie liegenden Punkt berührende ringförmige Fahrbahnen A und B auf. Auf Jeder Fahrbahn sind vier Ofengefäße 11,.12, 13, 14 und 15, 16, 17, 18 verfahrbar angeordnet. Jeder der Fahrbahnen A, B ist Je eine Chargiereinrichtung mit einem beweglichen Korb 8 sowie je eine ortsfeste Energiezuführungsbühne 3 für das Schmelzen zugeordnet. Im Schnittpunkt der Fahrbahnen ist eine Energiezuführungsbühne 5 für den Frischungs- und Feinungsvorgang ortsfest angeordnet. Die Bühne 5 bedient die beidenFahrbahnen A und B. Die Abgießpfanne 7 ist in der Nähe des Schnittpunktes der Fahrbahnen A und B so angeordnet, daß sowohl die auf der Bahn A als auch dieJenigen auf der Bahn B verfahrbaren Gefäße in sie abgegossen werden können.The device shown in Fig. 1 has white in one on the center line lying point touching ring-shaped lanes A and B on. on Four furnace vessels 11, 12, 13, 14 and 15, 16, 17, 18 can be moved on each track arranged. Each of the lanes A, B is a charging device with one movable basket 8 as well as a fixed energy supply platform 3 for each melting assigned. At the intersection of the roadways is an energy supply platform 5 for the freshening and refining process is arranged in a stationary manner. Stage 5 serves the both carriageways A and B. The pouring pan 7 is near the intersection of lanes A and B arranged so that both those on lane A and those Vessels movable on track B can be poured into them.
Bn der in Fig. 1 oben befindlichen Seite der Anlage sind in Richtung zur Mitte der Anlage hin nacheinanderfolgend der Chargier- I, der Revisions- II, der Schmelz- III, der Abgieß- IV sowie der Frischungs- und Feinungsbereich V vorgesehen, während an der unteren Seite der Anlage (Fahrbahn A) die Bereiche spiegelbildlich nacheinander folgen. Die Energiebuhne 5 sowie die Schmelzbühnen 3 sind Jeweils mit Transformator, Stromleitungen und Elektrodenstrang versehen.Bn the side of the system located at the top in FIG. 1 are in the direction of towards the middle of the system, one after the other, the charging I, the revision II, the melting III, the pouring IV and the refining and refining area V are provided, while on the lower side of the system (lane A) the areas are mirror images follow one after the other. The energy platform 5 and the melting platforms 3 are each with Provide transformer, power lines and electrode string.
Bevor eines der Ofengefäß ii - 18 in die Schmelz stellung Verfahren wird, werden die Elektroden angehoben und nach Einstellung des Gefäßes in die gewünschte Lage wieder in die Betriebsstellung gebracht. In der dargestellten Ausführung ist jeweils der mittlere Teil 10 des Ofendeckels abnehmbar, hängt mit dem Elektrodenstrang auf der Bühnenkonstruktion und wird beim Senken der Elektroden auf den Gefäßdeckel aufgesetzt.Before one of the furnace vessel ii-18 goes into the melting process is raised, the electrodes are raised and after setting the vessel in the desired Position brought back into the operating position. In the illustrated embodiment is The middle part 10 of the furnace cover can be removed and is attached to the electrode string on the stage construction and is used when lowering the electrodes onto the vessel lid put on.
Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist wie folgt: -Das Ofengefäß 12 wird auf der Bahn A im Chargierbereich I mit Schrott beschickt. Hierzu wird der Beschickungskorb 8 zur Bahn A verfahren. Anschließend wird das Ofengefäß 12 in den Schmelzbereich III befördert. Das Ofengefäß wird in die Schmelzposition gebracht, die Elektroden in die Betriebsstellung eingestellt und der Deckel-Mittelteil 10 auf das Gefäß aufgesetzt.The operation of the system shown in Fig. 1 is as follows: The furnace vessel 12 is charged with scrap on track A in charging area I. For this purpose, the loading basket 8 is moved to path A. Then the furnace vessel 12 promoted to the melting range III. The furnace vessel is in the melting position brought the electrodes into the operating position and the middle part of the lid 10 placed on the vessel.
Der Schmelzvorgang xiArd cingeleitet.The melting process xiArd started.
Gleichzeitig wird das leere Gefäß 13 beschickt, während das die Schmelze enthaltende Gefäß 1i im Frischungs- und Feinungsbereich V weiterbehandelt wird, um nach der Feinung im Abgießbereich IV in die Pfanne 7 abgegossen zu werden.At the same time, the empty vessel 13 is charged, while the melt containing vessel 1i is further treated in the freshening and refining area V, to be poured into the pan 7 after the refinement in the pouring area IV.
Nach Beendigung des Schmelzvorganges im Gefäß 12 wird dieses Gefäß in den Frischungs- und Feinungsbereich V verfahren, wo unter Zuführung von Energie über selbstbackende Elektroden und nach Aufgabe von Zuschlagstoffen der Stahl auf die gewünschte Qualität gebracht wird. Inzwischen wird das im Chargierbereich I beschickte Gefäß 13 unter die Schmelzbühne 3 gestellt. Während dieser Periode wird das Ofengefäß 14 im Revisionsbereich II einer Revision bzw. After completion of the melting process in the vessel 12, this vessel becomes Proceed in the fresh and refining area V, where with the supply of energy using self-baking electrodes and after adding aggregates to the steel the desired quality is brought. This is now being done in charging area I. loaded vessel 13 is placed under the melting platform 3. During this period will the furnace vessel 14 in the revision area II of an overhaul or
einem I)eckelwechsel unterzogen. I) subjected to a cover change.
Auf der in Fig. 2 links dargestellten Fahrbahn D findet ein analoger Betriebsablauf statt; die Arbeitstakte auf den beiden Arbeitsstrecken müssen derart aneinander abgestimmt werden, daß Jeweils ein Gefäß von der Bahn B und ein Gefäß von der Bahn A nacheinander abwechselnd in den Frischungs-und Feinungsbereich V verfahren wird. On the lane D shown on the left in FIG. 2 there is an analog Operations take place; the work cycles on the two work routes must be such be coordinated with each other that one vessel from track B and one vessel from the web A one after the other alternately into the freshening and refining area V is proceeded.
Die doppelringförmige Anlage ist insbesondere für große Produktionskapazitäten geeignet; es können gleichzeitig z. B. acht Öfen sehr wirtschaftlich betrieben werden. The double-ring system is particularly suitable for large production capacities suitable; it can simultaneously z. B. eight ovens can be operated very economically.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 besteht aus einer einfachen ringförmigen Fahrbahn C, auf der fünf verfahrbare Ofengefäße 30, 31, 32, 33 und 34 vorgesehen sind. Sämtliche Energiezuführungsbühnen, nämlich zwei Bühnen 3 für das Schmelzen sowie eine Bühne 5 für den Frischungs- und Feinungsvorgang, sind ortsfest angeordnet. Beweglich sind lediglich zwei hier vorgesehene Beschickungskörbe 8. The device according to FIG. 2 consists of a simple annular one Lane C, on which five movable furnace vessels 30, 31, 32, 33 and 34 are provided are. All energy supply platforms, namely two platforms 3 for melting and a stage 5 for the freshening and refining process are arranged in a stationary manner. Only two loading baskets 8 provided here are movable.
Die einzelnen Arbeitszonen der ringförmigen Arbeitsstrecke C sind wie folgt hintereinander angeordnet (im Urzeigersinn): Erster Chargierbereich I, Vorwärmebereich II, erster Schmelzbereich III, zweiter Chargierbereich IV, zweiter Schmelzbereich V, Fein- und Frischungsbereich VI und Abgießbereich VII.The individual working zones of the annular working section C are arranged one behind the other as follows (clockwise): first charging area I, Preheating area II, first melting area III, second charging area IV, second Melting area V, fine and refining area VI and pouring area VII.
Im Vorwärmebereich II wird die Beschickung durch Abgaswärme vorgewärmt; es kann auch Erdgasbeheizung angewandt werden.In the preheating area II, the feed is preheated by exhaust gas heat; natural gas heating can also be used.
Die einzelnen Gefäße 30, 31, 32, 33 und 34 werden Jeweils nachearander in die einzelnen Arbeitsbereiche verfahren. Im mittleren Bereich der Anlage kann eine Kranbahn K angeordnet werden, wie in der Zeichnung angedeutet ist. Der Kran wird dann sowohl für technologische (Beschickung von Eisenschwamm und/oder Zuschlagstoffen) als auch für mechanische Zwecke verwendet, wie z. B. für Arbeiten an Gefäß- und Deckelzustellung, Elektrodenannippeln, für den Wechsel von Gefäßen oder Gefäßdeckeln usw.The individual vessels 30, 31, 32, 33 and 34 are each arranged one after the other move to the individual work areas. In the middle area of the plant can a crane runway K can be arranged, as indicated in the drawing. The crane is then used both for technological (charging of sponge iron and / or aggregates) as well as for mechanical purposes, such as. B. for work on vascular and Lid infeed, electrode nipple, for changing vessels or vessel lids etc.
tie Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist wie folgt: Während des in Fig. 2 dargestellten Arbeitstaktes wird das Ofengefäß 30 beschickt. Zugleich wird am Gefäß 34 Revision bzw. Deckelwechsel vorgenommen. Das mit Eisenschwamm beschickte Gefäß 31 steht am Schmelz stand unter der Energiezuführungsbühne 3. Die im Gefäß 32 befindliche Schmelze wird im Feinungs- und Frischungsbereich VI unter Zugabe von Zuschlagstoffen nachbehandelt, während das im Gießbereich VII befindliche Gefäß 33 in die Abgießpfanne 7 abgegossen wird.The operation of the system shown in Fig. 2 is as follows: During the work cycle shown in FIG. 2, the furnace vessel 30 is loaded. At the same time, the vessel 34 is revised or the lid changed. The one with the sponge iron loaded vessel 31 stands at the enamel stand under the energy supply platform 3. The The melt in the vessel 32 is in the refining and freshening area VI under Addition of aggregates after-treated, while that located in the casting area VII Vessel 33 is poured into the pouring pan 7.
Die Fahrbahnen können auch geradlinig, z. B. in einer Ereuzform, angeordnet sein, wobei auf jeder Bahn mindestens ein Ofengefäß verfahrbar ist. Die Beschickungsvorrichtungen, sowie die Energiezuführungsbühnen können vorteilhafterweise gemeinsam für alle Fahrbahnen vorgesehen sein.The lanes can also be straight, e.g. B. in an Ereuzform arranged be, with at least one furnace vessel can be moved on each track. The loading devices, and the energy supply platforms can advantageously be used jointly for all lanes be provided.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |