DE1458900B2

DE1458900B2 - Raffinations drehofen zur kontinuierlichen behandlung von schmelzfluessigem metall

Info

Publication number: DE1458900B2
Application number: DE1965N0026303
Authority: DE
Inventors: Takaho Kawasakishi Kanaga wa Kawawa (Japan)
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1964-02-28
Filing date: 1965-02-27
Publication date: 1971-04-08
Also published as: GB1100049A; DE1458900A1; FR1425760A; US3385585A; BE660264A; AT271528B

Description

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Die Erfindung betrifft einen Raffinations-Drehofen Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 1862 726 eii

zur kontinuierlichen Behandlung von schmelzflüssi- Drehrohrofen bekannt, dessen beide Stirnseiten mi;

gem Metall, bestehend aus einem langgestreckten Endplatten verschlossen sind.

Gefäß kreisförmigen Querschnitts, das zur Drehung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

um seine Längsachse angetrieben wird und an einem 5 gründe, einen Drehofen zur kontinuierlichen Raffi

ersten Ende eine konzentrisch zur Gefäßachse an- nation von schmelzflüssigem Metall anzugeben, be

geordnete größere Öffnung und an einem zweiten dem kontinuierlich die Metallschmelze und Schlacke

Ende eine ebenfalls konzentrisch zur Gefäßachse an- bildende Stoffe zugesetzt werden und nach der Raffi-

geordnete kleinere Öffnung aufweist und daß an je nation ebenfalls kontinuierlich das gereinigte Metal

einem Ende eine Schmelzaufgabevorrichtung bzw. io und die Schlacke voneinander getrennt abgeführ

eine Schmelzaustragsvorrichtung aufweist. werden.

Die herkömmlichen Öfen zur Raffination von Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfinduni

Metallen unter Verwendung geschmolzener Schlak- einen Raffinationsdrehofen der eingangs genanntei

ken, wie Siemens-Martin-Öfen, Birnen, Elektroofen, Art vor, der erfindungsgemäß derart ausgebildet ist

Drehöfen, haben sich seit kurzem mit dem Ziel ent- 15 daß ein unterer bogenförmiger Bereich der innerer

wickelt, einen wirksamen Kontakt zwischen dem Oberfläche des Gefäßes in bezug auf eine horizontale

schmelzflüssigen Metall und der geschmolzenen Ebene vom ersten zum zweiten Ende des Gefäße?

Schlacke zu erzielen. hin geneigt ist und daß die Durchmesser der beider

Ein wesentlicher Nachteil solcher Öfen besteht in Öffnungen derart bemessen sind, daß eine horizontal.,

dem diskontinuierlichen Arbeitsverfahren. Im beson- 20 Ebene, die die größere Öffnung ein wenig über derer

deren wird eine bestimmte Menge Schmelze und eine untersten Bogenstück schneidet, unter dem unterster

entsprechend gewählte Menge Schlacke in den Ofen- Bogenstück der kleineren Öffnung verläuft und dai.

raum eingegeben und nach der Beendigung der Raf- das Gefäß mit einer solchen Rotationsgeschwindig-

finationsreaktion durch Kontakt zwischen den beiden keit angetrieben wird, daß eine darin befindlicht

wird die gesamte Beschickung aus dem Ofen ab- 25 flüssige Schmelze zwar gerührt wird, jedoch vollstän-

gelassen, um den Ofenraum vollständig zu ent- dig in dem durch den unteren bogenförmigen Bereich

leeren. der inneren Oberfläche des Gefäßes und der horizon·

Erst nach dem Ablassen oder Entleeren können talen Ebene begrenzten Raum verbleibt und daß die

wieder neue Schmelze- und Schlackenchargen in Schmelzaufgabevorrichtung durch die größere Öff

den Ofenraum zur Durchführung eines zweiten Raf- 30 nung in das Gefäß hineinragt, während durch die

finationsvorgangs eingegeben werden usw. kleinere Öffnung eine Aufgaberutsche in das Gefäl?

Der Raffinationsvorgang kann daher nur absatz- ragt, durch die während der Drehung des Gefäße; weise oder mit Partien erfolgen, was natürlich zu der Schmelze ein eine Schlacke bildender Stoff aus einem verzögerten Betrieb, zu einem geringen ther- dem Behälter zugeführt wird, und die Schlacke eine mischen Wirkungsgrad und zu einem hohen Anteil 35 auf der Oberfläche der Schmelze schwimmende Deckder Arbeitskosten führt. Beispielsweise beträgt bei schicht bildet, die durch die größere Öffnung herausder Verwendung eines Siemens-Martin-Ofens der fließt, während die Schmelze über die am gegenübermittlere thermische Wirkungsgrad etwa 30%. liegenden zweiten Ende angeordnete Schmelzaus-Aus der belgischen Patentschrift 561254 ist bereits fräsvorrichtung ausfließt.

ein Drehrohrofen zur Behandlung von schmelzflüssi- 40 Bei dem erfindungsgemäßen Drehrohrofen werden

gern Metall bekannt, der aus einem langgestreckten also Metallschmelze und Schlacken bildende Zusätze

Gefäß mit an seinen beiden Enden angeordneten an entgegengesetzten Enden des rotierenden Gefäßes

Schmelzaufgabe- und Schmelzaustragsvorrichtungen zugeführt, im Gegenstrom aneinander vorbeigeführt,

besteht. Schmelze und Zuschläge werden hierbei zu- um miteinander in Kontakt zu kommen, und Schlacke

gleich auf einer Seite dem Ofen zugeführt und 45 und Metallschmelze wiederum an entgegengesetzten

gemeinsam auf der anderen Seite abgeführt. Der Enden abgeleitet. Es erfolgt also eine automatische

Drehrohrofen soll mit einer so hohen Rotations- Trennung von Metallschmelze und Schlacke. Die

geschwindigkeit betrieben werden, daß sich nicht Rotationsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen

nur eine die gesamte Innenoberfläche des rotieren- Drehrohrofens ist so bestimmt, daß zwar die flüssige

den Gefäßes bedeckende Metallschicht bildet, son- 5° Schmelze gerührt wird, die Schlacke aber auf dem

dem diese gleichmäßige Schicht sogar zerrissen schmelzflüssigen Metall eine Deckschicht bilden

wird. . kann, die im wesentlichen in einer Horizontalen ver-

Aus der deutschen Patentschrift 534 096 ist es läuft und entgegengesetzt zur Fließrichtung der bekannt, um dem Mißstand abzuhelfen, daß das am Metallschmelze auf der Oberfläche derselben Eintragende eines Drehrohrofens eingegebene Gut 55 schwimmt und abfließen kann,
nicht dem Drehrohrofen folgend zum Austragende In den Unteransprüchen 2 bis 8 werden vorteilwandert, sondern zum Teil in entgegengesetzter hafte Ausgestaltungen der Gefäßform des Drehrohr-Richtung nach dem Eintragende zurückstrebt, in der ofens der Austragseinrichtung, ein Syphon zur Entden Drehrohrofen abschließenden Stirnwand in der nähme der Schmelze, eine zweckmäßige Anordnung Mitte eine Öffnung vorzusehen, durch welche das 60 eines Gasbrenners und ein Ventil zur Dosierung der Gut eingeführt wird. Schmelzaufgabe vorgeschlagen.

Aus der deutschen Patentschrift 547 091 ist ferner Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der

ein Drehrohrofen bekannt, dessen Außenfläche kegel- Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben:

stumpfförmig geformt ist, während sein Innenraum F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im

die Form eines Zylinders aufweist. 65 Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Er-

Aus der USA.-Patentschrift 3 358977 ist ein Dreh- findung,

rohrofen bekannt, der am Austragsende mehrere Fig. 2 und 3 Ansichten im Schnitt nach den

Austragsöffnungen aufweist. Ebenen IT-II bzw. III-III in Fig. 1,

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F i g. 4 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht, in der 27 in Kontakt gehalten wird und sich nach unten

jedoch nur die gegenüber der ersten Ausführungs- in einen Schlackenaufnahmebehälter 35 erstreckt, der

form wesentlich abgeänderten Merkmale einer zwei- auf den Boden aufgestellt ist.

ten Ausführungsform dargestellt sind. Wenn der Antriebsmotor beim Schließen eines

Bei der in F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform, 5 nicht gezeigten Schalters, der sich in der Stromweiche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin- zuführungsleitung zum Motor befindet, eingeschaltet dung darstellt, ist mit 10 der eigentliche Ofen be- wird, werden die Antriebsrollen 14 a und 15 a mit zeichnet, der die Form eines drehbaren Zylinders hat, einer gewählten geeigneten Drehzahl zur Drehung welcher an seiner inneren Wandfläche mit einer angetrieben, welche Drehung durch Reibung auf die Schicht aus einer feuerfesten Auskleidung 11 ver- 10 Bänder 12 und 13 und damit auf den Zylinder 10 sehen ist, die in der bei Drehofen herkömmlichen übertragen wird. Sodann wird das Ventil 31 von Weise aus Schamottesteinen besteht. Auf der Außen- Hand, mechanisch, durch Druckluft, hydraulisch fläche des Zylinders sind zwei gesonderte Bänder 12 oder auf elektrischem Wege so verstellt, daß die und 13 fest angeordnet, welche durch Rollen 14 a, Bodenöffnung 32 des Behälters 30 geöffnet und da-

14 b bzw. 15a, 15 b gelagert sind. Die Rollen 14a 15 mit schmelzfiüssiges Metall aus diesem mit einer und 15 a sind mit einer Welle 16 verbunden, die angemessenen Geschwindigkeit durch die Leitung 33 von einem Elektromotor 17 zwangläufig angetrieben dem Inneren des Drehofens an dessen oberen Ende werden kann, der auf einem auf den Boden auf- durch die Öffnung 27 zugeführt wird. Gleichzeitig gestellten starren Unterbau 18 angeordnet ist. Die wird die Brennerdüse 25 gezündet, um die Tempera-Rollen 14 b und 15 b sind dagegen frei drehbar, 20 tür im Zylinderraum 10 auf einem gewählten Wert jedoch durch eine Achse 19 in ähnlicher Weise starr zu halten, und wird das schlackenbildende Gemisch miteinander verbunden. Wie ersichtlich, sind die mit einer geeigneten konstanten Geschwindigkeit aus Rollen 14 a und 14 b größer als die Rollen 15 a und dem Behälter oder Trichter 22 dem Zylinder 10

15 b und haben alle Rollen eine Kegelstumpf form, zugeführt.

damit sie den Zylinder 10 in geneigter Stellung lagern 25 Das schmelzflüssige Metall fließt, gesehen in

können. Obwohl nicht dargestellt, ist ein Anschlag Fig. 1, von rechts nach links, wobei sich eine dünne

vorgesehen, durch welchen verhindert wird, daß sich geschmolzene Schlackenschicht auf dem Bad bildet

der Zylinder gleitend in eine untere Stellung ver- und von links nach recht, d. h. im Gegenstrom zum

schiebt. Metall fließt. Während der Zylinder ständig zur

Das untere oder linke Ende des Zylinders 2 ist 30 Drehung angetrieben wird, werden die Schlacken-

durch eine Endplatte 20 abgeschlossen, die lösbar schicht und das Metallbad einer entsprechenden

aufgeschraubt ist. Die Endplatte 20 ist in ihrer Mitte Rührbewegung unterzogen, so daß der Kontakt zwi-

mit einer Öffnung 21 versehen. sehen beiden gegenüber dem beträchtlich beschleu-

An dem einen Ende des Zylinders 10 befindet sich nigt wird, der bei dem herkömmlichen Verfahren ein Behälter 22, der starr auf einem auf dem Boden auf- 35 erzielt wird. Infolge dieser Rührwirkung und des stehenden Traggerüst 23 angeordnet und mit einem erwähnten Gegenstrombetriebs wird die Kontaktschlackenbildenden Gemisch gefüllt ist, das nach- fläche zwischen den beiden Phasen ständig erneuert stehend näher mit Zahlenbeispielen beschrieben ist. und verändert, so daß die gewünschte Raffinations-Der Behälter 22 ist an seinem Boden mit einer Auf- wirkung stark beschleunigt wird,
gaberutsche 24 ausgebildet, die sich mit einem ge- 40 Das in der beschriebenen Weise raffinierte Metall ringen Betrag durch die Öffnung 21 in den Innen- wird im wesentlichen kontinuierlich aus einer oder raum des Zylinders erstreckt. In der Nähe der zwei der Auslaßöffnungen 36 ausgetragen, die sich Rutsche ist eine Brennerdüse 25 vorgesehen, die gerade unterhalb des Badspiegels befindet bzw. beebenfalls auf dem Gerüst 23 angeordnet ist und in finden. Die Austraggeschwindigkeit wird durch eine ähnlicher Weise in den Ofenraum im Zylinder hin- 45 entsprechende Einstellung des Ventils 31 im wesenteinragt. Die Endplatte 20 ist mit mehreren Austritts- liehen gleich der Eintraggeschwindigkeit gehalten, so öffnungen 36 zum Austragen von schmelzflüssigem daß im wesentlichen eine bestimmte Menge der und raffiniertem Metall, beispielsweise von Stahl- Schmelze in dem sich drehenden Zylinder gehalten schmelze, geformt. wird. Nach Beendigung der Reaktion wird die ge-

Das höhere oder rechte Ende des Zylinders 10 ist 50 schmolzene Schlacke kontinuierlich und allmählich

in ähnlicher Weise mit einer Endplatte 26 versehen, über den untersten Teil der Öffnung 27 in den Aus-

die eine größere Öffnung 27 aufweist, welche mit tragtrichter 34 ausgetragen, von dem aus sie in den

einer Rauchkammer 28 in Verbindung steht, welche Behälter 35 gelangt.

einen Gasauslaßkanal 29 besitzt, der sich von der Bei der Verwendung des vorangehend beschriebe-

Kammer nach oben erstreckt. 55 nen Drehofens wird eine hochwirksame und be-

Mit 30 ist ein Behälter für schmelzflüssiges Metall schleunigte Reaktion zwischen der Schmelze und der bezeichnet, der mit einem nicht gezeigten Schmelz- geschmolzenen Schlacke erzielt, so daß die Behandofen verbunden und mit einem Ventil 31 ausgerüstet lungszeit des Metalls im Ofen im Vergleich zu den ist, durch welches eine Beschickungsöffnung 32 in bisherigen diskontinuierlichen Verfahren, besonders der Bodenwand des Behälters 30 geschlossen und 60 bei der Verwendung des herkömmlichen Drehofens geöffnet werden kann. Die Öffnung 32 bildet den Ein- zur Raffination von Stahl, beträchtlich verkürzt werlaß zu einer Beschickungs- oder Zufuhrleitung 33, den kann. Der Verbrauch an schlackenbildendem die sich durch die Rauchkammer 28 und die Gas- Gemisch kann ebenfalls entsprechend verringert auslaßöffnung 27 in den Innenraum des Ofenzylin- werden,
ders 10 erstreckt. 65 Obwohl der Raffinationsvorgang mit dem voran-

In der Nähe des Bodens der Rauchkammer 28 ist gehend beschriebenen Drehofen durchgeführt werden ein Schlackenaufnehmer in Form eines Trichters 34 kann, auch wenn er waagerecht statt geneigt anvorgesehen, der mit dem untersten Teil der Öffnung geordnet ist, ist die letztere Ordnung wegen der ver-

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besserten Rührwirkung und für das Erzielen einer Bedeutung. Bei dem diskontinuierlichen Arbeitsve;

größeren Schlackenkontaktfläche zur Erhöhung des fahren hat das Verteilungsprinzip einen beträchtliche

möglichen Raffinationswirkungsgrades vorzuziehen. Einfluß auf die Ergebnisse des Raffinationsvorgang:·

Damit der bestmögliche Raffinationswirkungsgrad Daher ist, wenn einmal ein Gleichgewichtszustan·

erreicht werden kann, muß die Höhe der untersten 5 hinsichtlich der Verunreinigungen zwischen de

Teile beider Endöffnungen 21 und 27 sorgfältig ge- Schlacke und der Schmelze hergestellt ist, keine wei

wählt werden. Für diesen Zweck werden die Durch- tere Raffination des Metalls über die vorhanden

messer der beiden Öffnungen und wird der Neigungs- Konzentration der in der Schmelze enthaltenen Ver

winkel des Drehzylinders so gewählt, daß die in unreinigungen möglich.

Reaktion getretene Schlacke schließlich durch die 10 Bei der erfindungsgemäßen Raffination enthält di

größere Endöffnung 27 überlaufen kann, während näher den Auslaßöffnungen 30 gebrachte Schmelz

sie daran gehindert wird, aus der kleineren End- immer nur eine stark verringerte Menge Verunrein;

öffnung 21 auszutreten. gungen und wird mit der neu eingetragenen Schlack

Jede der Schmelzgutaustrittsöffnungen 36, welche in Kontakt gebracht, die natürlich fast keine aus de

mit dem sich drehenden Zylinder 10 umlaufen, wird ₁₅ Schmelze entfernte Verunreinigungen enthält, so da

zuerst mit der schwimmenden und allmählich fließen- die Endstufe der Raffination bis zu einem höchsi

den Schlackenschicht auf der Schmelze in Kontakt möglichen Grad, jedoch unter Verwendung eine

gebracht und dann mit der letzteren. Daher dient die geringstmöglichen Menge jungfräulicher Schlacke

Öffnung 36 beim Hindurchtritt durch die beiden durchgeführt wird.

schmelzflüssigen Phasen zum Austragen von Schlacke 20 Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß bei de

und Schmelze von der Schlacke und der Schmelze Verwendung des erfindungsgemäßen Raffinations

im Raffinationsinnenraum des sich drehenden Zylin- ofens ein kontinuierlicher Betrieb unter gewählte;

ders durch die untere Endplatte 20 hindurch zu einem Bedingungen ohne Schwierigkeit sichergestellt wer

Behälter 37. den kann, so daß die Raffinationsleistung des erfin

Die ausgetretene Menge geschmolzener Schlacke 25 dungsgemäßen Raffinationsofens um das mehrfach,

ist in diesem Falle wegen der geringen Dicke der des herkömmlichen diskontinuierlich arbeitende:

Schlackenschicht sehr gering, so daß die Kontakt- Raffinationsofens erhöht wird, was zu einer beträcht

Zeitdauer der Schlackenaustrittsöffnung 36 mit der liehen Verringerung der Arbeitskosten je Leistungs

schwimmenden Schicht sehr kurz ist. Wenn das Aus- einheit führt.

treten der schmelzflüssigen Schlacke in diesem Fall 30 Eine von der vorangehend beschriebenen etwa

völlig verhindert werden soll, kann ein nicht gezeigter abgeänderten Ausführungsform (in F i g. 4 gezeigt)

beweglicher Deckel für jede der Öffnungen 36 vor- bei welcher die Austragvorrichtung für die raffiniert

gesehen werden. Der Deckel wird während jedes Schmelze eine wesentliche Abänderung erfahren hat

Durchgangs der entsprechenden Austrittsöffnung 36 Ferner hat der eigentliche Drehofen die Gestal

durch die Schlackenschicht von Hand oder mecha- ₃₅ eines abgestumpften und waagerecht angeordnete;

nisch in seine wirksame oder Schließstellung gebracht. Kegels 10 statt die eines geneigten Zylinders.

Vorzugsweise wird die Zahl der Schmelzaustritts- Wie ersichtlich, können jedoch bei der Verwen

öffnungen 36 so gewählt, daß praktisch eine kon- dung einer solchen Abänderung keine wesentliches

stante Austrittströmung der Schmelze stattfindet. Bei nachteiligen Wirkungen aufreten.

der in Fig. 1 bis 3 gezeigten bevorzugten Ausfüh- 40 Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist eine nach Ar

rungsform sind vier solche Öffnungen vorgesehen. eines Syphons wirkende Saugaustrittsleitung 40 vor

Bei einer solchen Anordnung der Austrittsöffnungen gesehen, von der nach dem Durchtritt durch euu

ist, wie ersichtlich, wenn eine dieser Öffnungen im kleinere Endöffnung 41 in der größeren Endplatz

Begriff ist, aus dem schmelzflüssigen Bad auszutreten, mit ihrem Ende in das Bad bis zu einer bestimmte!

die nächstfolgende öffnung bereits im Bad ein- 45 Tiefe taucht,

getaucht. Das Syphon saugt ebenfalls nur die erfolgreicl

Ferner ist zu erwähnen, daß die Schmelzaustritts- raffinierte Schmelze ab. Ein wesentlicher Vorteil

geschwindigkeit, die erreichbar ist, wenn diese beiden welcher durch die Verwendung eines solchen Syphon:

aufeinanderfolgend angeordneten Austrittsöffnungen gewährleistet ist, besteht darin, daß die Gefahr eine;

in einem oberen Teil der Schmelze eingetaucht sind, 50 gleichzeitigen Austritts von Schlacke mit der aus-

im wesentlichen gleich derjenigen ist, welche durch tretenden Schmelze mit Sicherheit vermieden wird

eine einzige der vier Austrittsöffnungen 36 erhalten Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit dei

wird, wenn sie durch das Metallbad hindurchtritt, Vereinfachung des Gesamtaufbaus sowie der Be-

was durch den Unterschied in der Badtiefe oberhalb dienung des Ofens.

der jeweiligen Austrittsöffnung bedingt ist. Die Ab- 55 Unter Umständen kann jedoch die Verwendung

messungen der Öffnungen sind so gewählt, daß den einer Syphonaustrittsvorrichtung zu Nachteilen füh-

erwähnten erforderlichen Strömungsbedingungen ren, welche durch die Art, die höhere Temperatur

Rechnung getragen wird. und die Viskosität der Schmelze verursacht werden

Obwohl der Schmelze und der Schlacke unter dem In diesem Falle ist die erstbeschriebene Ausführungs-Einfluß der Drehung des zylindrischen Ofens eine 60 form nach Fig. 1 bis 3 zu empfehlen. Rührbewegung mitgeteilt wird, werden sie bei der Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind Teile. beschriebenen Gegenstromanordnung in gutem Kon- welche denjenigen der ersten Ausführungsform gleich takt miteinander gehalten. Es läßt sich daher eine oder ähnlich sind, mit den gleichen Bezugsziffern beträchtlich höhere Raffinationswirkung bei Verwen- gekennzeichnet, die jedoch mit einem Strich versehen dung einer kleineren Menge Schlackenbildner als bei 65 sind.

dem herkömmlichen diskontinuierlichen Verfahren Nachfolgend werden das Wesen und die Wirkun-

erreichen. Das bei dem erfindungsgemäßen Ofen gen des erfindungsgemäßen Ofens an Hand von zwei

angewendete Gegenstromprinzip ist von wesentlicher Behandlungszahlenbeispielen näher erläutert:

Beispiel 1
Raffination von Stahlschmelze durch Entschwefelung

Es wurde ein waagerecht gelagerter kegelstumpfförmiger Drehofen von der in F i g. 4 gezeigten Art mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser von 1200 mm bzw. 800 mm und einer Länge von 2000 mm verwendet.

Der kegelstumpff örmige Of en wurde mit 30 U/min angetrieben. Es wurden vier Schmelzaustrittsöffnungen wie bei der ersten vorangehend in Verbindung mit F i g. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform verwendet, von denen jede einen Durchmesser von 40 mm hatte. Die größere Endöffnung hatte einen Durchmesser von 400 mm und die kleinere Endöffnung einen Durchmesser von 200 mm. Die schmelzflüssige Charge wurde in den kegelstumpfförmigen Ofen kontinuierlich mit einer Menge von 24,3 to p. h. eingegeben und auf etwa 1600° C durch das Entzünden und eine entsprechende Einstellung der Brennerdüse gehalten. Die Austrittsmenge der raffinierten Stahlschmelze durch die vier Austrittsöffnungen wurde im wesentlichen gleich der Eintrittsmenge der Schmelze gehalten. Die Dicke der freien Oberfläche der Schmelze schwimmenden Schlacke hatte einen Mittelwert von 70 mm. Das Gewicht des langsam fließenden Schmelzbades betrug 2,1 to.

Als Schlackenbildner wurde ein Gemisch aus CaO 44%, SiO₂ 13%, MgO 18%, CaF 15% und MnO 10% verwendet. Die geschmolzene Schlacke wurde kontinuierlich mit einer Menge von 0,15 to je Tonne der Schmelze ausgetragen.

Durch diese Raffinationsbehandlung wurde ein anfänglicher Schwefelgehalt von 0,0063% auf 0,004% herabgesetzt. Es wurde eine Ausbeute von 580 to je 24 Stunden erzielt. Die vorstehend angegebenen Prozentzahlen sind als Gewichtsprozente zu verstehen. Die Ausbeute aus einem diskontinuierlich arbeitenden Stahlraffmations-Drehofen herkömmlicher Art ergab nur 70 to je 24 Stunden trotz des Umstandes, daß die Charge für einen Raffinationsvorgang mit 3,0 to gewählt wurde, was einem höheren Wert für diese Ofenart entspricht. Die verbrauchte Schlacke betrug 0,3 to je Tonne der zur Raffination eingetragenen schmelzflüssigen Charge. Die restliche Menge nach der Raffination betrug 0,028% im Vergleich zu dem ursprünglichen Wert 0,063%.

Beispiel 2

Die Raffination von Stahlschmelze durch Entkohlung und Entphosphorung

Zur Raffination wurde der im vorangehenden Beispiel 1 benutzte Ofen verwendet. In diesem Falle wurde jedoch gasförmiger Sauerstoff verwendet, um die Atmosphäre im Ofenraum azidisch zu halten.

Als Schlackenbildner wurde ein Gemisch aus CaO 4%, SiCL 13%, MgO 18%, FeO 20% und MnO 5 % im Verhältnis von 20 kg je Tonne Stahlcharge verwendet. In diesem Falle war die Menge der zugeführten Schlackenbildner verhältnismäßig klein. Wegen der azidischen Natur der zur Raffination verwendeten Atmosphäre wurde in an sich bekannter Weise ein Teil des in der Schmelze enthaltenen FeO oxydiert, das mit der vorhandenen Menge FeO in der Schlacke zusammenwirkte, um die P- und C-komponenten zu oydieren, wodurch P₂O₃ und CO erhalten wurden. Das FeO wurde dabei zu Fe zurückverwandelt.

Die Stahlschmelze wurde in dem Ofen in der gleichen Weise wie vorangehend beschrieben eingegeben, und es wurde ein gefrischter Stahl erhalten, der 0,4% C und 0,005% P enthielt, im Vergleich zu dem ursprünglichen Gehalt von 1,0% C und 0,2% P. Bei einer ähnlichen Raffinationsbehandlung in

ίο einem herkömmlichen vergleichbaren Ofen würde ein Produkt mit 0,01% P und 0,6% C bei Verwendung einer reichlichen Menge Schlacke von 0,1 to je Tonne Stahlschmelze erhalten werden. Die Ausbeute an gefrischtem Stahl würde einen kleineren Wert, als im vorangehenden Beispiel 1 angegeben, haben.

Aus dem vorangehenden ergibt sich, daß durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Raffinationsofens ein kontinuierlicher und außerordentlich be- schleunigter Metallraffinationsprozeß ohne Schwierigkeit durchgeführt werden kann. Außerdem kann die Verbrauchsmenge der Schlackenbildner doch im Vergleich zu den bekannten Verfahren beträchtlich herabgesetzt werden. Gleichzeitig kann eine Vereinfachung der Bedienung des Raffinationsofens, eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades und eine wesentliche Herabsetzung der Arbeitskosten erzielt werden, was einem wesentlichen technischen Fortschritt entspricht.

Claims

Patentansprüche:

1. Raffinations-Drehofen zur kontinuierlichen Behandlung von schmelzflüssigem Metall, bestehend aus einem langgestreckten Gefäß kreisförmigen Querschnitts, das zur Drehung um seine Längsachse angetrieben wird und an einem ersten Ende eine konzentrisch zur Gefäßachse angeordnete größere Öffnung und an einem zweiten Ende eine ebenfalls konzentrisch zur Gefäßachse angeordnete kleinere Öffnung aufweist und das an je einem Ende eine Schmelzaufgabevorrichtung bzw. eine Schmelzaustragsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer bogenförmiger Bereich der inneren Oberfläche des Gefäßes (10) in bezug auf eine horizontale Ebene vom ersten zum zweiten Ende des Gefäßes hin geneigt ist und daß die Durchmesser der beiden Öffnungen (21, 27) derart bemessen sind, daß eine horizontale Ebene, die die größere Öffnung (27) ein wenig über deren unterstem Bogenstück schneidet, unter dem untersten Bogenstück der kleineren Öffnung (21) verläuft und daß das Gefäß (10) mit einer solchen Rotationsgeschwindigkeit angetrieben wird, daß eine darin befindliche flüssige Schmelze zwar gerührt wird, jedoch vollständig in dem durch den unteren bogenförmigen Bereich der inneren Oberfläche des Gefäßes und der horizontalen Ebene begrenzten Raum verbleibt und daß die Schmelzaufgabevorrichtung (31,32,33) durch die größere Öffnung (27) in das Gefäß (10) hineinragt, während durch die kleinere Öffnung (21) eine Aufgaberutsche (24) in das Gefäß (10) ragt, durch die während der Drehung des Gefäßes (10) der Schmelze ein eine Schlacke bildender Stoff aus dem Behälter (22) zugeführt wird, und die Schlacke eine auf der Oberfläche der Schmelze schwimmende Deckschicht bildet, die durch die

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größere Öffnung (27) herausfließt, während die Schmelze über die am gegenüberliegenden zweiten Ende angeordnete Schmelzaustragsvorrichtung (36) ausfließt.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Gefäß die Form eines Zylinders hat.

3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Gefäß eine kegelstumpfförmige Gestalt hat.

4. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrageeinrichtung für die raffinierte Schmelze die Form von mehreren, vorzugsweise vier kleineren Öffnungen in der einen Endplatte des Gefäßes hat.

5. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekenn-

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zeichnet durch mindestens ein Syphon zur Entnahme der raffinierten Schmelze aus dem Inneren des eigentlichen Drehofens.

6. Ofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasbrenner (25) durch die kleinere Öffnung (21) in das Gefäß (10) hineinragt.

7. Ofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die größere Öffnung (27) eine Gasabzugsvorrichtung (28, 29) mit dem Gefäß (10) verbunden ist.

8. Ofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzaufgabevorrichtung ein Ventil (31) zur Steuerung der Zufuhr der Schmelze aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen