DE3242209A1

DE3242209A1 - Verfahren zum betrieb eines gleichstrom-lichtbogenofens und gleichstrom-lichtbogenofen zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3242209A1
Application number: DE19823242209
Authority: DE
Inventors: Sven-Einar Dipl.-Ing. 72462 Västeraas Stenkvist
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1984-05-17
Also published as: GB2131528A; SE8103596L; US4468782A; GB2131528B; DE3242209C2; FR2537261A1; FR2537261B1; SE431792B

Description

Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Lichtbogenofens und Gleichstrom-Lichtbogenofen zur Durchführung

des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Lichtbogenofens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Gleichstrom-Lichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens. Ein Ofen, an den die Erfindung anknüpft, ist bekannt aus der DE-OS 29 05 553.

Der Boden des aus der DE-OS 29 05 553 bekannten Gleichstrom-Lichtbogenofens besteht zu Oberst aus einem Verschleißfutter der genannten Art und hat stromleitende Einlagen, wie Bleche oder Stangen aus Stahl. Zur Erzielung einer hohen Wirtschaftlichkeit ist es wichtig, daß die Lebensdauer des Verschleißfutters so groß wie möglich ist. Schlacke ist gegenüber einem solchen Verschleißfutter oft aggressiv und verkürzt daher häufig dessen Lebensdauer.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Lichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, bei dem die Lebensdauer des genannten Verschleißfutters sehr groß ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale hat.

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Ein Gleichstrom-Lichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrensyuurch die im Anspruch 2 genannten Merkmale gekennzeichnet und durch die im Anspruch 3 genannten Merkmale weiter ausgestaltet.

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird das Verschleißfutter des Ofens geschont, da der genannte Schmelzensumpf, beispielsweise geschmolzener Stahl, zwischen den einzelnen Chargen im Ofen zurückbleibt. Dadurch werden Temperaturschocks vermieden, die dann auftreten, wenn ein ganz geleerter Ofen anschließend mit kaltem Schrott oder einem anderen kalten Material chargiert wird. Außerdem verhindert der Sumpf, daß die Schlacke mit dem Ofenboden in Kontakt kommt, so daß die von der Schlacke auf das Auskleidungsmaterial im Ofen ausgeübte stark erodierende Wirkung verhindert wird .

Das Arbeiten mit einem Sumpf wurde bereits bei Wechselstromöfen in solchen Fällen angewendet, in denen die Qualitat des abgefüllten Stahls von Charge zu Charge unverändert bleiben soll. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß der Boden nicht ausgebessert werden kann, wenn man einen Schmelzensumpf von der einen Charge für die andere verwendet.

Das Argument, daß man den Boden nicht ausbessern kann, wenn man den Ofen mit einem Sumpf betreibt, ist im Zusammenhang mit Gleichstromöfen jedoch von geringerer Bedeutung. Der leitende Ofenboden soll ohnehin nicht repariert werden. Eine Reparatur würde nämlich bedeuten, daß die leitende Schicht abgedeckt werden müßte, weshalb das Verfahren nach der Erfindung besondere Vorteile speziell bei Gleichstrom-Lichtbogenöfen hat. Stattdessen wird hier der leitende Boden so weit verschlissen, bis nur noch eine gewisse Mindestdicke des Verschleißfutters vorhanden ist, beispielsweise 100 bis 150 mm. Dann wird der ganze Ofenboden gegen eine Ersatzeinheit ausgetauscht, die außer-

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halb des Ofens in Ordnung gebracht wurde. (Siehe beispielsweise die DE-OS 29 50 890). Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß man keine besondere Startelektrode benötigt, wenn man den Gleichstromofen gemäß der Erfindung mit Sumpf betreibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dienenden Gleichstrom-Lichtbogenofens gehört zum Bodenkontakt ein so großer Sumpf, daß dieser auch in der für normales Abfüllen erforderlichen Kipplage die gesamte leitende Fläche des Ofenbodens bedeckt.

Das Verfahren und die Anordnung nach der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figur veranschaulicht, die einen Gleichstrom-Lichtbogenofen im Schnitt zeigt. Ein Ofengefäß 1 ist mit dem üblichen Mantel oder Futter 2 aus metallischem Material umgeben. Die Zahl der Elektroden, die gewöhnlich als Kathode geschaltet werden, ist im gezeigten Beispiel 1 ; doch können auch mehrere solcher Elektroden, z.B. zwei, drei usw., verwendet werden. Die Elektrode 3 kann hohl (wie im gezeigten Beispiel) oder massiv ausgebildet sein. Sie besteht normalerweise aus Graphit. Eine Elektrode mit einem Kanal 4 - wie im Ausführungsbeispiel gezeigt - wird bei Reduktionsvorgängen verwendet, wie z.B. bei der Roheisenherstellung. Eine massive Elektrode wird normalerweise zum Schmelzen verwendet. Der Ofen hat eine Gießschnauze 5 und ein Schlackenloch 6. Am Boden des Ofengefäßes ist ein Bodenkontakt angebracht, der in seinem Ausgangszustand aus mehreren Blechen oder Stangen 7 aus Metall besteht, die durch eine Schicht 8 aus Stampfmasse oder Ziegel hindurchgehen. Die durchgehenden Stangen oder Bleche 7 dringen in eine Graphitschicht 9 ein, die an der Grenzfläche zwischen der Stampfmassenschicht 7, 8 und elektrisch leitenden Ziegeln 10, beispielsweise Kohlenstoff ziegeln;vorhanden 'sind, welche die Stampfmassenschicht tragen. Die Bleche oder Stangen 7 stehen also mit

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der Graphitmasse 9 und damit auch mit den elektrisch leitenden Kohlenstoffziegeln 10 in gutem elektrisch leitenden Kontakt. Die Kohlenstoffziegel sind in einer anderen Schicht angeordnet, die von einer metallischen Platte 11a, beispielsweise aus Kupfer oder Stahl, begrenzt wird, die eine bedeutende Ausdehnung längs des Ofenbodens hat. Die Platte 11a kann sich beispielsweise über den ganzen Boden erstrecken; sie hat Anschlußkontakte 11, 12, die an den positiven Pol der speisenden Gleichtstromquelle angeschlossen sind. Es genügt auch ein einziger Kontakt. Durch die Art und die Ausdehnung des Bodenkontaktes wird erreicht, daß sich der Ofenstrom über einen großen Teil des Bodens, der in der Mitte des Ofens liegt, verteilt. Dadurch wird eine Schrägstellung des Lichtbogens 13 im wesentlichen verhindert. Die Bodenkontaktplatte hat eine Luftkühlung 14, eine Flüssigkeitskühlung oder beides. Hierdurch erreicht man, daß die Temperatur der Bodenkontaktplatte möglichst niedrig gehalten wird und keinen Schaden durch die Hitze des Ofens

nimmt. Siehe die oben genannte DE-OS 29 05 553. 20

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung läuft so ab, daß der Ofen nach dem Schmelzen und nach einer eventuellen weiteren Bearbeitung der Schmelze 15 bis zu einer bestimmten Grenze 16 geleert wird, so daß ein Schmelzensumpf 17 zurückbleibt, der den gesamten leitenden Bereich (7) des Ofenbodens bedeckt. Selbstverständlich kann eventuell auch mit einem kleineren Sumpf gearbeitet werden, doch normalerweise sollte dieser zumindest die in der Figur gezeigte Größe haben. Eventuell kann er größer sein, so daß er auch in der zum normalen Abfüllen von Schmelze erforderlichen Kippstellung den elektrisch leitenden Bereich des Bodens bedeckt. Dadurch wird erreicht, daß keine Schlacke mit diesem elektrisch leitenden Bereich des Bodens in Kontakt kommt und das Verschleißfutter nicht unnütz erodiert wird.

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Der Bodenkontakt besteht also aus den bereits bekannten Schichten, nämlich der Metallplatte 11a, den Kohlenstoffziegeln 10 und der elektrisch leitenden Schicht 8, 11, auf welcher der genannte Schmelzensumpf, z.B. eine Stahl- oder Eisenschmelze, sich befindet. Man hat also eine Bodenelektrode, die aus den oben beschriebenen verschiedenen Schichten besteht und aus einer Schicht 17 aus geschmolzenem Metall.

Das Verfahren nach der Erfindung sowie die Anordnung zu seiner Durchführung können im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. /Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Lichtbogenofens einem Boden im Ofengefäß, der aus Stampfmasse (8) oder aus Ziegeln mit metallischen Elementen (7) besteht, die direkt oder über elektrisch leitende Ziegel (10), wie z.B. Kohlenstoffziegel, mit einem Bodenkontakt (11a) in elektrisch leitendem Kontakt steht/stehen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schmelzen und nach einer eventuellen weiteren Behandlung der Schmelze (15) beim Abfüllen soviel Schmelze zurückgelassen wird, daß dieser Rest, der Sumpf(17), als Teil einer Startelektrode bei dem nächsten Schmelzgang dienen kann, wobei die Menge der als Sumpf (17) zurückgelassenen Schmelze so groß ist, daß diese den leitenden Bereich des Bodens auch in der für normales Abfüllen von Schmelze erforderlichen Kippstellung ganz bedeckt.

2. Gleichstrom-Lichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Bodenkontakt, der aus mindestens einer metallischen Platte (11a),eventuell einer Schicht aus mit der Platte (11a) elektrisch in Kontakt stehenden elektrisch leitenden Ziegeln, z.B. Kohlenstoffziegeln, und einer auf diesen Ziegeln bzw. in direktem Kontakt auf der Platte (11a)stehenden Schicht aus Stampfmasse (8) oder Ziegeln besteht, wobei diese Schicht metallische Elemente (7), wie hindurchgehende Bleche oder

Stangen aus Stahl oder aus einem anderen Metall oder einer anderen Legierung,enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Bodenkontakt auch der Schmelzensumpf (17) einer vorhergegangenen Charge gehört, der mit der letztgenannten Schicht in Verbindung steht.

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3. Gleichstrom-Lichtbogenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf so bemessen ist, daß er die gesamte leitende Fläche des Ofenbodens in der für ein normales Abfüllen erforderlichen Kippstellung bedeckt.