DE3242209C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Lichtbogenofens gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1. Ein Ofen, an den die Erfin­ dung anknüpft, ist bekannt aus der DE-OS 29 05 553.

Der Boden des aus der DE-OS 29 05 553 bekannten Gleich­ strom-Lichtbogenofens besteht zu oberst aus einem Ver­ schleißfutter der genannten Art und hat stromleitende Ein­ lagen, 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.

Aus der DE-OS 23 00 341 ist ein Gleichstromofen mit einer kleinflächigen Bodenelektrode bekannt, die so ausgebildet ist, daß beim Abstich jeweils ein kleiner Schmelzensumpf zurückbleibt, der bei der nachfolgenden Charge als Startelektrode dienen kann. Das Problem des Schlackenangriffs auf den Ofenboden ist dort nicht erwähnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Lichtbogenofens zu entwickeln, bei dem die Lebensdauer des genannten Ver­ schleißfutters sehr groß ist.

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

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird das Verschleiß­ futter des Ofens geschont, da der genannte Schmelzensumpf, beispielsweise geschmolzener Stahl, zwischen den einzelnen Chargen im Ofen zurückbleibt. Dadurch werden Temperatur­ schocks vermieden, die dann auftreten, wenn ein ganz ge­ leerter 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 Auskleidungsma­ terial im Ofen ausgeübte stark erodierende Wirkung ver­ hindert wird.

Das Arbeiten mit einem Sumpf wurde bereits bei Wechsel­ stromöfen in solchen Fällen angewendet, in denen die Quali­ tät des abgefüllten Stahls von Charge zu Charge unverän­ dert bleiben soll. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß der Boden nicht ausgebessert werden kann, wenn man eigen 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 Zu­ sammenhang mit Gleichstromöfen jedoch von geringerer Be­ deutung. Der leitende Ofenboden soll ohnehin nicht repa­ riert 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. Statt dessen 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 Ofen­ boden gegen eine Ersatzeinheit ausgetauscht, die außer­ halb des Ofens in Ordnung gebracht wurde. (Siehe beispiels­ weise die DE-OS 29 50 890). Ein weiterer Vorteil des Ver­ fahrens nach der Erfindung besteht darin, daß man keine besondere Startelektrode benötigt, wenn man den Gleich­ stromofen gemäß der Erfindung mit Sumpf betreibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird als Sumpf soviel Schmelze zurückgelassen, daß sie auch in der für normales Abfüllen er­ forderlichen Kipplage die gesamte leitende Fläche des Ofen­ bodens 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 metalli­ schem Material umgeben. Die Zahl der Lichtbogen, die ge­ wöhnlich 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 ausge­ bildet 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 Ofen­ gefäßes 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 Kohlen­ stoffziegeln, vorhanden sind, welche die Stampfmassen­ schicht tragen. Die Bleche oder Stangen 7 stehen also mit der Graphitmasse 9 und damit auch mit den elektrisch lei­ tenden 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 angeschlos­ sen 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 ver­ hindert. Die Bodenkontaktplatte hat eine Luftkühlung 14, ei­ ne 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.

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 bestimm­ ten Grenze 16 geleert ("abgestochen") wird so daß ein Schmelzensumpf 17 zurückbleibt, der den gesamten leitenden Bereich (7) des Ofenbodens bedeckt. Der Sumpf sollte normalerweise zumindest die in der Figur gezeigte Größe haben. Eventuell kann er größer sein, so daß er auch in der zum normalen Abfüllen von Schmelze er­ forderlichen 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 ero­ diert wird.

Der Bodenkontakt besteht also aus den bereits bekannten Schichten, nämlich der Metallplatte 11a, den Kohlenstoff­ ziegeln 10 und der elektrisch leitenden Schicht 7, 8, auf welcher der genannte Schmelzensumpf, z. B. eine Stahl- oder Eisenschmelze, sich befindet. Man hat also eine Boden­ elektrode, die aus den oben beschriebenen verschiedenen Schichten besteht und aus einer Schicht 17 aus geschmol­ zenem Metall.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Lichtbogenofens mit Ofenboden, der aus Stampfmasse (8) oder aus Ziegeln besteht und mit metallischen Elementen (7) über einen großflächigen Bereich leitend ausgebildet ist, wobei die metallischen Elemente (7) direkt oder über elektrisch leitende Ziegel (10), wie z. B. Kohlenstoffziegel, mit einem Bodenkontakt (11a) in elek­ trisch leitendem Kontakt 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 der gesamte leitende Bereich (7) des Ofenbodens von der Sumpf­ schmelze bedeckt bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Menge der als Sumpf (17) zurückge­ lassenen Schmelze so groß ist, daß diese den leitenden Bereich des Bodens auch in der für normales Abfüllen von Schmelze erforderlichen Kippstellung ganz bedeckt.