DE102010045951A1 - Steel production- and processing device comprises electric arc furnace with furnace vessel, lid, and loading opening in side wall of furnace vessel, feedstock charging device for charging through opening, and processing device - Google Patents

Steel production- and processing device comprises electric arc furnace with furnace vessel, lid, and loading opening in side wall of furnace vessel, feedstock charging device for charging through opening, and processing device Download PDF

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Abstract

Steel production- and processing device comprises: an electric arc furnace (10) with a furnace vessel (11), a lid (12), and a loading opening (14) in a side wall of the furnace vessel; a feedstock charging device (20), which is connected with the furnace vessel for charging through the opening; and a processing device, which is connected with the furnace vessel via a device for slag-free continuous transfer of molten steel from the furnace vessel. An independent claim is also included for continuously melting steel scrap and metallurgically treating the molten bath comprising (a) continuously melting the steel scrap in the electric arc furnace, (b) carrying out continuous, slag-free transfer of the molten steel from a steel bath-1 of the electric arc furnace into the processing device, (c) metallurgically treating and adjusting the temperature of a steel bath-2 in the processing device, which is supplied by the slag-free transferred steel from the furnace, and (d) continuously discharging the steel into a further processing device or a vessel.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Stahlerzeugung und metallurgischen Bearbeitung sowie gegebenenfalls zur kontinuierlichen Weiterverarbeitung.The present invention relates to an apparatus and a method for continuous steelmaking and metallurgical processing and optionally for continuous further processing.

Im Stand der Technik sind Stahlwerke mit elektrischen Lichtbogenöfen bekannt. Diese Lichtbogenöfen sind als Drehstromlichtbogenöfen (mit drei Schmelzelektroden) oder Gleichstromlichtbogenöfen (mit Schmelzelektroden und Bodenelektrode) ausgebildet.In the prior art, steel mills are known with electric arc furnaces. These arc furnaces are designed as three-phase arc furnaces (with three melting electrodes) or direct current arc furnaces (with melting electrodes and bottom electrode).

Das einzuschmelzende Material (Einsatzmaterial) ist üblicherweise Stahlschrott. Es gibt verschiedene Vorgehensweise, das Einsatzmaterial in den Lichtbogenofen zum Einschmelzen zu chargieren. Es ist möglich den Deckel anzuheben und den Stahl in das Ofengefäß abzuwerfen. Weiterhin sind Lösungen mit Chargiergutvorwärmern, die als Schacht ausgebildet sind, zur chargenweisen oder zur kontinuierlichen Beladung bekannt. Die Beladeöffnungen für das Ofengefäß sind dabei, sofern nicht der Deckel angehoben wird, entweder oben im Deckel oder seitlich am Ofengefäß ausgebildet.The material to be melted (feedstock) is usually steel scrap. There are several ways to charge the feed to the arc furnace for melting. It is possible to lift the lid and throw the steel into the oven jar. Furthermore, solutions with Chargiergutvorwärmern that are designed as a shaft, known for batch or continuous loading. The loading openings for the furnace vessel are, unless the lid is raised, formed either in the top of the lid or laterally on the furnace vessel.

Solche Lichtbogenöfen werden zur diskontinuierlichen oder zur kontinuierlichen Stahlerzeugung verwendet. Bei der diskontinuierlichen Stahlerzeugung wird üblicherweise eine bestimmte geschmolzenen Stahls in ein Gefäß (Pfanne) abgegossen (abgestochen). Dazu wird das Ofengefäß häufig gekippt. Es gibt auch Lösungen, bei denen ohne Kippen des Ofengefäßes der Stahl abgestochen wird. Wichtig ist es, darauf zu achten, dass keine Schlacke oder möglich wenig Schlacke beim Abstechen in die Pfanne gelangt. Ein Beispiel für eine solche herkömmliche Technologie ist in der EP 0 385 434 A2 gezeigt.Such arc furnaces are used for batch or continuous steelmaking. In batch steelmaking, a certain molten steel is usually poured (tapped) into a vessel (pan). For this purpose, the furnace vessel is often tilted. There are also solutions in which the steel is tapped without tilting the furnace vessel. It is important to make sure that no slag or possibly little slag gets into the pan when cutting off. An example of such a conventional technology is in the EP 0 385 434 A2 shown.

Im Stand der Technik wurden auch Öfen für ein kontinuierliches Einschmelzen angedacht (siehe zum Beispiel die DE-OS 1 937 839 ).Furnaces for continuous melting have also been considered in the prior art (see, for example, US Pat DE-OS 1 937 839 ).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum kontinuierlichen Einschmelzen und metallurgischen Behandeln sowie gegebenenfalls zum Weiterverarbeiten von Stahl anzugeben.The object of the invention is to provide an improved apparatus and an improved method for continuous melting and metallurgical treatment and optionally for further processing of steel.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 5.This object is achieved by a device according to claim 1 or a method according to claim 5.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are specified in the subclaims.

Es werden zahlreiche, unabhängig voneinander und in Kombination miteinander wirkende Merkmale und Vorgehensweisen gelehrt. Das Zuführen des Einsatzmaterials durch eine seitliche Öffnung in das Ofengefäß, vorteilhafterweise mittels eines Schiebers, führt zu der Möglichkeit des kontinuierlichen Einschmelzens von unsortiertem Stahlschrott ohne die Gefahr einer Beschädigung der Elektroden. Das Überleiten der Schmelze durch einen kontinuierlichen, schlackefreien Abstich wie einen Syphon ermöglicht das kontinuierliche Einschmelzen ohne die Notwendigkeit des Abstichs und/oder eines Kippens des Ofengefäßes. Das Vorsehen einer länglichen Wanne mit Elektroden ermöglicht die kontinuierliche metallurgische Behandlung und Temperatureinstellung des aus dem Einschmelzgefäß übergeleiteten Stahlbades. Der direkte Anschluss einer Weiterbearbeitungsvorrichtung wie einer Stranggussanlage an den Ablauf dieser länglichen Wanne ermöglicht ein kontinuierliches Weiterverarbeiten.It teaches numerous features and procedures that work independently and in combination with each other. The feeding of the feedstock through a lateral opening in the furnace vessel, advantageously by means of a slide, leads to the possibility of continuous melting of unsorted steel scrap without the risk of damaging the electrodes. Passing the melt through a continuous, slag-free tapping such as a siphon allows for continuous melting without the need for tapping and / or tilting of the furnace vessel. The provision of an elongated trough with electrodes enables the continuous metallurgical treatment and temperature adjustment of the steel bath passed from the fusing vessel. The direct connection of a further processing device such as a continuous casting plant to the outlet of this elongated trough allows a continuous further processing.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Further features and expediencies will become apparent from the description of an embodiment with reference to FIGS. From the figures show:

1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Einschmelzen und metallurgisches Bearbeiten von Stahl; und 1 a cross-sectional view of an embodiment of an apparatus for continuous melting and metallurgical treatment of steel; and

2 eine perspektivische Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 1. 2 a perspective cross-sectional view of the device 1 ,

In 1 ist links ein elektrischer Lichtbogenofen 10 gezeigt. Der Lichtbogenofen 10 weist ein Ofengefäß 11 und einen Deckel 12 auf. Der Lichtbogenofen 10 ist als Drehstromlichtbogenofen ausgebildet und weist eine Elektrodenanordnung 13 mit drei Elektroden, die hier schematische dargestellt sind, auf. Seitlich an dem Ofengefäß ist eine Beladeöffnung 14 vorgesehen. An der Beladeöffnung angeschlossen ist eine Chargiergutzuführ- und Vorwärmvorrichtung 20, die nachfolgend Schacht 20 genannt wird. In dem Schacht ist Einsatzmaterial SC vorhanden, das in bekannter Weise durch bei dem Einschmelzen entstehende Gase vorgewärmt wird. Der in der Ausführungsform verwendete Schacht entspricht vorzugsweise einem Schacht, der in der WO 2005/052481 A1 gelehrten Art. Dieser Schacht 20 ermöglicht das Einsatzmaterial SC mittels des Schiebers 22 quasi kontinuierlich in den Ofen 10 zuzuführen. Selbst unsortierter Schrott SC mit großen und/oder massiven Gegenständen wie Motorblöcken oder Eisenbahnschienen kann ohne Gefahr der Beschädigung der Elektroden chargiert werden.In 1 left is an electric arc furnace 10 shown. The electric arc furnace 10 has a furnace vessel 11 and a lid 12 on. The electric arc furnace 10 is designed as a three-phase arc furnace and has an electrode arrangement 13 with three electrodes, which are shown schematically here, on. The side of the furnace vessel is a loading opening 14 intended. Connected to the loading port is a charging material supply and preheating device 20 which subsequently shaft 20 is called. Feedstock SC is present in the shaft and is preheated in a known manner by gases produced during the melting process. The shaft used in the embodiment preferably corresponds to a shaft which is in the WO 2005/052481 A1 scholarly art. This shaft 20 allows the feed SC by means of the slider 22 almost continuously in the oven 10 supply. Even unsorted scrap SC with large and / or solid objects such as engine blocks or railroad tracks can be charged without risk of damaging the electrodes.

Das Ofengefäß weist auf der in 1 rechten Seite einen Fortsatz 16 auf. Dieser Fortsatz ist nach Art eines Erkers anschließend an die entsprechende Seitenwand 17 des Ofengefäßes 10 ausgebildet. In dem Ofengefäß befindet sich im Betrieb ein Stahlbad SB1 und eine darüber befindliche Schlackeschicht S. Der Fortsatz (Erker) 16 weist einen als Syphon ausgebildeten Kanal 18 auf. Alternativ könnte ein Syphon auch so ausgebildet sein, wie es in der WO 00/60297 A1 gelehrt wird. Durch den Kanal 18 kann der Stahl aus dem Stahlbad SB1 schlackefrei abgeführt und durch einen anschließenden Kanal 19 aus dem Ofengefäß abgeführt werden. Anschließend an den Kanal 19 ist eine Behandlungsvorrichtung 30 vorgesehen. Die Behandlungsvorrichtung (Metallurgieofen, Pfannenersatzofen) 30 weist eine in der Draufsicht längliche Wanne 31 mit einem Deckel 32 auf. An der in 1 linken Seite weist die Wanne 31 eine Zufuhröffnung 34, in die der Kanal 19 mündet, auf. In dem Deckel sind Öffnungen für drei Elektroden einer Elektrodenanordnung 33 vorgesehen. Die Elektrodenanordnung entspricht der Elektrodenanordnung eines herkömmlichen Pfannenofens. In der Wanne 31 wird die abschließende metallurgische Behandlung und Temperatureinstellung des Stahlbades SB2 vorgenommen. Die Behandlungsvorrichtung 30 weist dazu entsprechende Öffnungen und Vorrichtungen zum Zuführen von Materialien für die metallurgische Behandlung des Stahls auf. An dem in 1 rechten Ende der länglichen Wanne ist direkt eine Weiterbearbeitungsvorrichtung 40 ausgebildet. Diese Weiterbearbeitungsvorrichtung 40 ist hier als Stranggussanlage mit einer Kokillenvorrichtung 41 ausgebildet. Diese weist eine oder mehrere Kokillen auf und der/die austretende(n) Strang/Stränge 42 werden über Rollen 43 in der Vorschubrichtung V zur weiteren Verarbeitung geführt. Eine Trennwand 36 trennt die Behandlungsvorrichtung 30 von der Weiterbearbeitungsvorrichtung 40 und bildet eine Austrittsöffnung 36a. Die Wanne 31 ist zur Erzeugung eines Gefälles von der Eintrittsöffnung 34 zur der Austrittsöffnung 36a ausgebildet. Sie weist bevorzugt Stufen 31s im Boden auf, die zur Steuerung einer entsprechenden Strömung dienen.The furnace vessel points to the in 1 right side an extension 16 on. This extension is in the manner of a bay window then to the corresponding side wall 17 of the furnace vessel 10 educated. In the furnace vessel is in operation Steel bath SB1 and a slag layer above it. The extension (bay) 16 has a trained as a siphon channel 18 on. Alternatively, a siphon could also be designed as shown in the WO 00/60297 A1 is taught. Through the channel 18 The steel can be removed slag-free from the steel bath SB1 and through a subsequent channel 19 be removed from the furnace vessel. Then to the canal 19 is a treatment device 30 intended. The treatment device (metallurgical furnace, pan replacement oven) 30 has an elongated tray in plan view 31 with a lid 32 on. At the in 1 left side indicates the tub 31 a feed opening 34 into which the channel 19 opens up. In the lid are openings for three electrodes of an electrode assembly 33 intended. The electrode arrangement corresponds to the electrode arrangement of a conventional ladle furnace. In the tub 31 The final metallurgical treatment and temperature adjustment of steel bath SB2 is made. The treatment device 30 has corresponding openings and devices for supplying materials for the metallurgical treatment of the steel. At the in 1 right end of the elongated tray is directly a further processing device 40 educated. This further processing device 40 is here as a continuous casting plant with a mold device 41 educated. This has one or more dies and the emerging strand (s) 42 be about roles 43 guided in the feed direction V for further processing. A partition 36 separates the treatment device 30 from the processing device 40 and forms an outlet opening 36a , The tub 31 is for generating a slope of the inlet opening 34 to the outlet 36a educated. It preferably has stages 31s in the ground, which serve to control a corresponding flow.

Das Ofengefäß weist eine Abstichöffnung 15 auf, über die ein gegebenenfalls im Ofengefäß befindliches Stahlbad SB1 in eine Pfanne 50 abgestochen werden kann. Dieses kann zum Beispiel bei Wartungsarbeiten notwendig sein. Ebenso weist die Wanne 31 der Behandlungsvorrichtung 30 wenigstens ein Abstichloch 35 zum Ablassen des Stahlbades SB2 in eine Pfanne 50 auf.The furnace vessel has a tap hole 15 on, via a possibly located in the furnace vessel steel bath SB1 in a pan 50 can be tapped. This may be necessary, for example, during maintenance work. Likewise, the tub points 31 the treatment device 30 at least one tap hole 35 for draining the steel bath SB2 into a pan 50 on.

Die in 1 im Querschnitt dargestellte Vorrichtung ist in 2 in einer perspektivischen Querschnittsansicht gezeigt. Der einzige Unterschied liegt darin, dass der Schacht 20, anders als in 1 nicht auf der dem Ansatz 16 gegenüberliegenden Seite sondern rechtwinklig dazu angebracht ist.In the 1 shown in cross-section device is in 2 shown in a perspective cross-sectional view. The only difference is that the shaft 20 , unlike in 1 not on the approach 16 opposite side but is mounted at right angles to it.

Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Merkmale die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind. dazu gedacht sind, getrennt und unabhängig voneinander zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, offenbart zu werden. Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Gesamtheiten jeden möglichen Zwischenwert und jede Zwischengesamtheit zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren.It is expressly stated that all features disclosed in the description and / or claims are disclosed. are intended to be disclosed separately and independently of each other for the purpose of original disclosure and also for the purpose of limiting the claimed invention independently of the combination of features in the embodiments and / or claims. It is expressly stated that all ranges of values or indications of groups of entities disclose every possible intermediate value and every intermediate entity for the purpose of original disclosure and also for the purpose of limiting the claimed invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • WO 00/60297 A1 [0014] WO 00/60297 A1 [0014]

Claims (6)

Stahlerzeugungs- und Behandlungsvorrichtung mit einem Lichtbogenofen (10) mit einem Ofengefäß (11) und einem Deckel (12) und einer Beladeöffnung (14) in einer Seitenwand des Ofengefäßes (11), einer Einsatzmaterialchargiervorrichtung (20), die zum Chargieren durch die Öffnung (14) mit dem Ofengefäß (11) verbunden ist, und einer Behandlungsvorrichtung (30), die über eine Vorrichtung (16) zum schlackefreien, kontinuierlichen Überführen von geschmolzenem Stahl aus dem Ofengefäß (11) mit demselben verbunden ist.Steelmaking and treatment apparatus with an electric arc furnace ( 10 ) with a furnace vessel ( 11 ) and a lid ( 12 ) and a loading opening ( 14 ) in a side wall of the furnace vessel ( 11 ), a feedstock charging device ( 20 ), which can be charged through the opening ( 14 ) with the furnace vessel ( 11 ) and a treatment device ( 30 ), which have a device ( 16 ) for slag-free, continuous transfer of molten steel from the furnace vessel ( 11 ) is connected to the same. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung (16) zum schlackefreien Überführen des Stahls aus dem Stahlbad (SB1) in dem Ofengefäß (11) in die Behandlungsvorrichtung (30) einen Syphon (18) aufweist.Device according to claim 1, in which the device ( 16 ) for slag-free transfer of the steel from the steel bath (SB1) in the furnace vessel ( 11 ) into the treatment device ( 30 ) a siphon ( 18 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Behandlungsvorrichtung (30) Elektroden (33) zum Heizen eines Stahlbades (SB2) in einer länglichen Wanne (31) aufweist.Device according to Claim 1 or 2, in which the treatment device ( 30 ) Electrodes ( 33 ) for heating a steel bath (SB2) in an elongated tray ( 31 ) having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der anschließend an einen Ausgang (36a) der Behandlungsvorrichtung (30) eine Weiterbearbeitungsvorrichtung (40) vorgesehen ist, in die kontinuierlich Stahl aus einem Stahlbad (SB2) in der Behandlungsvorrichtung (30) überführt wird.Device according to one of claims 1 to 3, in which subsequent to an output ( 36a ) of the treatment device ( 30 ) a further processing device ( 40 ) in which steel from a steel bath (SB2) in the treatment device ( 30 ) is transferred. Verfahren zum kontinuierlichen Einschmelzen von Stahlschrott und metallurgischen Behandeln des Schmelzbades mit den Schritten: a) kontinuierliches Einschmelzen von Stahlschrott in einem Lichtbogenofen (10); b) kontinuierliches, schlackefreies Überführen von geschmolzenem Stahl aus einem Stahlbad (SB1) in dem Lichtbogenofen (10) in eine Behandlungsvorrichtung (30); c) metallurgische Behandlung und Einstellen der Temperatur eines Stahlbades (SB2) in der Behandlungsvorrichtung (30), das von dem schlackefrei überführten Stahl aus dem Ofen (10) gespeist wird; und d) kontinuierliches Abführen des Stahls in eine Weiterbehandlungsvorrichtung (40) oder ein Gefäß (50).Process for the continuous smelting of steel scrap and metallurgical treatment of the smelting bath, comprising the steps of: a) continuous smelting of steel scrap in an electric arc furnace ( 10 ); b) Continuous, slag-free transfer of molten steel from a steel bath (SB1) in the electric arc furnace ( 10 ) in a treatment device ( 30 ); c) metallurgical treatment and adjusting the temperature of a steel bath (SB2) in the treatment device ( 30 ) obtained from the slag-free transferred steel from the kiln ( 10 ) is fed; and d) continuously discharging the steel into a further processing device ( 40 ) or a vessel ( 50 ). Verfahren nach Anspruch 5, bei dem in Schritt d) der Stahl kontinuierlich in eine Stranggiessanlage (40) überführt wird.Process according to Claim 5, in which, in step d), the steel is continuously fed to a continuous casting plant ( 40 ) is transferred.
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