DE1063621B - Process for reducing the melting time for the charging of steel furnaces - Google Patents

Description

Verfahren zur Kürzung der Einschmelzdauer für die Beschickung von Stahlschmelzöfen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kürzung der Einschmelzdauer der festen Beschickung bei der Stahlherstellung in metallurgischen Öfen, beispielsweise in Siemens-Martin-Öfen oder elektrischen Öfen.Procedure for reducing the meltdown time for charging Steel Melting Furnaces The invention relates to a method for reducing the melting time the fixed load in steel production in metallurgical furnaces, for example in Siemens-Martin ovens or electric ovens.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Einschmelzzeit sehr stark verringert und bis auf annähernd 10°/o der normal erforderlichen Zeit verkürzt.When using the method according to the invention, the meltdown time becomes very much reduced and to approximately 10 per cent of the normally required time shortened.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig eine Flamme, Sauerstoff und ein Strom von Eisenpulver auf die Charge gerichtet werden, bis diese fast vollständig niedergeschmolzen ist, worauf dann die Zufuhr von Sauerstoff und Eisenpulver abgestellt und die Charge in üblicher Weise bis zur Beendigung der Feinung weitererhitzt wird.The invention is characterized in that at the same time a flame, Oxygen and a stream of iron powder are directed towards the batch until this is almost completely melted, whereupon the supply of oxygen and Iron powder and the batch in the usual way until the end of the refining is further heated.

Es ist bereits ein Verfahren bekanntgeworden, nach welchem zur Herstellung von Stahl oder schmiedbarem Eisen Schrott durch die übliche Wärmezufuhr auf Verbrennungstemperatur gebracht und alsdann unter vollständiger oder teilweiser Unterbrechung der äußeren Wärmezufuhr durch Einführung von Sauerstoff oder Sauerstoff abgebenden Stoffen verbrannt wird, wobei die Verbrennungswärme des Eisens ein ständiges Niederschmelzen des Schrottes herbeiführt. Nach diesem Verfahren wird jedoch die Schmelzung durch unmittelbare Verbrennung des Einsatzes selbst durchgeführt, welcher in diesem Zustand weder physikalisch noch chemisch dem Eisenpulver nach der vorliegenden Erfindung entspricht. Keinesfalls wird jedoch nach diesem bekannten Verfahren von der erfindungsgemäßen Anweisung überhaupt, nämlich Eisenpulver dem Sauerstoffstrom zuzusetzen, und zwar zu bestimmten Zeiten, Gebrauch gemacht. Es handelt sich somit nicht um ein Verfahren, bei welchem zur Kürzung der Einschmelzdauer gleichzeitig eine Heizflamme, ein Sauerstoffstrom und ein Strom von gepulvertem Eisen auf die Beschickung gerichtet werden.A method has already become known by which to produce of steel or wrought iron scrap through the usual supply of heat to combustion temperature and then with complete or partial interruption of the external Heat supply burned by the introduction of oxygen or oxygen-releasing substances is, with the heat of combustion of the iron a constant melting down of the scrap brings about. According to this process, however, the melting is through immediate Incineration of the insert itself carried out, which in this state neither physically still chemically corresponds to the iron powder according to the present invention. Not at all is, however, according to this known method of the instruction according to the invention at all, namely to add iron powder to the oxygen flow, and to do so in a certain way Times made use of. It is therefore not a process in which to shorten the melting time, a heating flame and an oxygen stream at the same time and directing a stream of powdered iron onto the feed.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei der Erschmelzung von Eisen oder Eisenlegierungen angewendet, beispielsweise bei der Herstellung von rostfreiem Stahl. Das Verfahren kann sowohl bei einem Siemens-Martin-Ofen als auch bei allen anderen Schmelzvorrichtungen zur Anwendung gelangen, wie beispielsweise bei elektrischen Öfen, in welchen dann vorzugsweise die Elektroden erst dann abgesenkt werden, nachdem die Charge niedergeschmolzen ist.The method according to the invention is used in the smelting of iron or iron alloys are used, for example in the manufacture of stainless steel Stole. The process can be used with a Siemens-Martin furnace as well as with all of them other melting devices are used, such as electrical Furnaces in which the electrodes are then preferably only lowered after the batch has melted down.

Nach der Erfindung wird die Zeit, welche zum Schmelzen der Eisen- oder Eisenlegierungcharge benötigt wird, dadurch verkürzt, daß bis zum Einschmelzen auf den Einsatz gleichzeitig eine Heizflamme, ein Sauerstoffstrom und ein Strom von Eisenpulver gerichtet werden, wobei das Pulvermaterial bei der Schmelztemperatur der Charge exotherm reagiert. Sobald die Charge im wesentlichen niedergeschmolzen ist, wird die weitere Zufuhr von Sauerstoff und Eisenpulver unterbrochen und die normale Heizung der Charge bis zur Feinung weitergeführt. Die Heizung kann hierbei auf jede beliebige übliche Art erfolgen, sei es mittels Öl, Teer, Naturgas oder Hochofengas wie auch durch einen elektrischen Lichtbogen. Wird die Charge auf diese Weise erfindungsgemäß behandelt, erfolgt eine Abkürzung der Niederschmelzdauer bis auf ungefähr 10% der bislang benötigten Zeit.According to the invention, the time it takes to melt the iron or iron alloy charge is required, shortened by being melted down on the use of a heating flame, a stream of oxygen and a stream at the same time of iron powder are directed, with the powder material at the melting temperature the batch reacts exothermically. Once the batch has essentially melted down is, the further supply of oxygen and iron powder is interrupted and the normal heating of the batch continued up to the refinement. The heater can do this be done in any conventional manner, be it by means of oil, tar, natural gas or Blast furnace gas as well as an electric arc. Will the batch on this Treated according to the invention, the melting down time is shortened to to about 10% of the time previously required.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Eisenpulver erwiesen, das in den Vereinigten Staaten von Amerika unter dem Namen »Linde Oxweld No.200 Scarfing Powder« zum Verkauf kommt. Dieses Pulver ist deshalb sehr vorteilhaft, weil es bei der Schmelztemperatur der Charge innerhalb des Ofens exotherm reagiert. Vorzugsweise soll das Eisenpulver so fein sein, daß es durch ein Sieb mit 31 Maschen je cm2 durchgeht. Jedoch können auch gröbere Pulver, wenn auch mit geringerer Wirkung, verwendet werden, wobei das Maximum der Korngröße etwa bei einer Feinheit entsprechend einer Siebgröße von 15,5 Maschen je cm2 liegt.An iron powder has proven to be particularly advantageous the United States of America under the name »Linde Oxweld No.200 Scarfing Powder «comes up for sale. This powder is very beneficial because it is at the melting temperature of the batch reacts exothermically within the furnace. Preferably the iron powder should be so fine that it passes through a sieve with 31 meshes per cm2. However, coarser powders can also be used, albeit with less effect. with the maximum of the grain size approximately at a fineness corresponding to a sieve size of 15.5 meshes per cm2.

Das Eisenpulver wirkt bei der Verbrennung zu seinem Oxyd als Beschleunigungsmittel. Natürlich ergibt diese exotherme Reaktion nur eine verhältnismäßig geringe Wärmezufuhr, und dieser geringe Wärmezusatz kann für die überraschende Beschleunigung der Verflüssigung an sich kaum maßgeblich sein, da bei Zufuhr der gleichen Wärmemenge auf üblichem Wege, beispielsweise durch Erhöhung der Brennstoffmenge und des Sauerstoffes, die Einschmelzdauer nicht abgekürzt wird.The iron powder acts as an accelerating agent when it burns to its oxide. Of course, this exothermic reaction results in only a relatively small supply of heat, and this small addition of heat can be responsible for the surprising acceleration the Liquefaction itself can hardly be decisive, since the same amount of heat is supplied in the usual way, for example by increasing the amount of fuel and oxygen, the melting time is not shortened.

Theoretisch werden 28,31 Sauerstoff (760 mm Hg und 0° C) zur Oxydation von 0,136 kg Eisen benötigt unter Freimachung von etwa 100 800 kcal bei 90,6 kg Pulver, doch wurde gefunden, daß etwa 1134 000 kcal erforderlich sind, um 906 kg Stahl zu behandeln.Theoretically, 28.31 oxygen (760 mm Hg and 0 ° C) to oxidize 0.136 kg of iron required under clearance of about 100,800 kcal 90.6 kg of powder, but it was found that about 1,134,000 kcal are required to 906 kg of steel to handle.

Nachdem die Charge eingeschmolzen ist und sich eine Schlacke zu bilden beginnt, wird die Zufuhr von Sauerstoff und Eisenpulver abgestellt und die Charge normal weitergeheizt bis zur Feinung.After the batch is melted down and a slag will form starts, the supply of oxygen and iron powder is cut off and the batch Normally heated up to the refinement.

Nachstehend sei ein Beispiel der Behandlung einer 30-t-Charge in einem Herdofen nach der Erfindung angeführt Die Beschickung des Ofens dauerte etwa 35 Minuten. Hierbei wurde zunächst eine Schutzschicht aus Blechschrott auf die Herdsohle gelegt, dann folgte eine Kalklage, und hierauf begann das Chargieren des Schrotts und Roheisens bis zur Vollbeschickung. Durch das Brennerrohr wurde während des Einbringens des Schrotts und Roheisens auf die Kalkschicht eine Heizölflamme, die durch überhitzten Dampf zerstäubt war, zur Vorwärmung auf den Schrott und das Roheisen gerichtet. Ungefähr während der letzten 14 Minuten der Beschickungsdauer wurde dann Sauerstoff mit einem Druck von 7 kg/cm2 durch ein gesondertes, unterhalb des Brennerrohres angeordnetes Rohr eingeblasen, um eine noch stärkere Vorerhitzung zu erzielen.Below is an example of treating a 30 ton batch in one Hearth furnace according to the invention cited The furnace loading took about 35 minutes Minutes. First, a protective layer of sheet metal scrap was applied to the hearth laid, followed by a limescale lawsuit, and then the scrap began to be charged and pig iron up to full load. Through the burner tube was during the introduction of scrap and pig iron on the lime layer a fuel oil flame, which overheated Steam was atomized, directed at the scrap and pig iron for preheating. Oxygen then became during approximately the last 14 minutes of the charge period with a pressure of 7 kg / cm2 through a separate one below the burner tube arranged pipe blown in to achieve an even stronger preheating.

Unmittelbar nach Beendigung der Beschickung wurde durch dieses Rohr weiter Sauerstoff und außerdem durch ein konzentrisch im Sauerstoffrohr oder zwischen Brennerrohr und Sauerstoffrohr geführtes Rohr Eisenpulver mittels Preßluft unter einem Preßdruck von etwa 6,5 kg/cm2 eingeblasen. Nach 13 Minuten war die Charge niedergeschmolzen unter Bildung einer schmelzflüssigen Schlacke über dem Bad. Hierauf wurde die Zufuhr von Sauerstoff und Eisenpulver abgestellt. Gesamtzeit der Sauerstoffzufuhr ........ 27 Minuten Gesamtzeit der Eisenpulverzufuhr ...... 13 Minuten Gesamtverbrauch an Sauerstoff ........... 199,6001 (760 mm Hg und 0° C) Sauerstoffmenge .......... 399,1331/h (760 mm Hg und 0° C) Gesamtverbrauch an Eisenpulver .......... 46,72 kg Verbrauch an Eisenpulver 3,66 kg/min Bislang wurden ungefähr 21/z Stunden zum Niederschmelzen der Beschickung benötigt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit diese Zeit auf annähernd 10% der bisher benötigten Dauer vermindert, das sind 13 Minuten gegenüber 150 Minuten.Immediately after the end of the charging process, further oxygen was blown in through this tube and, in addition, iron powder was blown in using compressed air at a pressure of about 6.5 kg / cm2 through a tube guided concentrically in the oxygen tube or between the burner tube and the oxygen tube. After 13 minutes the batch had melted down to form a molten slag over the bath. The supply of oxygen and iron powder was then cut off. Total time of Oxygen supply ........ 27 minutes Total time of Iron powder feed ...... 13 minutes Total consumption of oxygen ........... 199.6001 (760 mm Hg and 0 ° C) Amount of oxygen .......... 399.1331 / h (760 mm Hg and 0 ° C) Total consumption of iron powder .......... 46.72 kg Consumption of iron powder 3.66 kg / min To date it has taken approximately 21/2 hours to melt the feed down. According to the method according to the invention, this time is thus reduced to approximately 10% of the time previously required, that is 13 minutes compared to 150 minutes.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Kürzung der Einschmelzdauer für die Beschickung von Stahlschmelzöfen, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig eine Heizflamme, ein Sauerstoffstrom und ein Strom von gepulvertem Eisen auf die Beschickung gerichtet werden, bis diese im wesentlichen niedergeschmolzen ist, worauf dann die Zufuhr von Sauerstoff und Eisenpulver beendet wird und die Charge bis zur Feinung weiterbeheizt bleibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 423 475; schweizerische Patentschrift Nr. 255 156; französische Patentschrift Nr. 1017 430; USA.-Patentschriften Nr. 1968 917, 2 626 880; »Revue technique Luxembourgeoise«, 1953 (Heft 1, Januar/März), S. 30 bis 42.Claim: A method for reducing the melting time for the charging of steel melting furnaces, characterized in that a heating flame, a stream of oxygen and a stream of powdered iron are simultaneously directed at the charging until it is essentially melted, after which the supply of oxygen and iron powder is ended and the batch continues to be heated until it has been refined. Documents considered: German Patent No. 423 475; Swiss patent specification No. 255 156; French Patent No. 1017 430; USA. Patent No. 1968 917, 2626880. "Revue technique Luxembourgeoise", 1953 (issue 1, January / March), pp. 30 to 42.