DE1758814B2

DE1758814B2 - Ofenanlage zum kontinuierlichen Frischen von geschmolzenem Roheisen und Verfahren unter Verwendung der Ofenanlage

Info

Publication number: DE1758814B2
Application number: DE19681758814
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Tokio Nakagawa
Original assignee: Kawada, Tomoyoshi, Tokio
Priority date: 1967-08-14
Filing date: 1968-08-13
Publication date: 1972-11-23
Also published as: DE1758814A1; GB1207003A; FR1576970A; US3617042A

Description

Dfe» anlage jeweils der nachfolgende Ofen in an sich bekannter Weise tiefer als der vorhergehende Ofen liegt und neben der Blaszone eine unmittelbar anschließende Fließzone besitzt, in der die sich bildende Schlacke im Gleichstrom oder im Gegenstrom geführt ist, daß ferner jeder Ofen in an sich bekannter Weise ein Schlackenabstichloch und einen Gasabzug besitzt, die innerhalb der Fließzone nahe dem am weitesten von an Blaszone abgewandten Ende der Fließzope und höher als der Durchflußauslaß angeordnet sind, sowie in an sich bekannter Weise einen Abstreifer für das Trennen der Schlacke von der gefrischten Schmelze, der in der Nähe des Schlacken^ abstichlochs und des Gasabzugs angeordnet ist und sich unter das Niveau der Schmelze erstreckt.

Bei dsT Ofenanlage der Erfindung ist vorzugsweise zwischen dem ersten Ofen und dem folgendin Ofen ein Zwischenbad als Speicher für die gefrischte Schmelze vorgesehen. Außerdem soll vorzugsweise die 3laszone im Ofen auf einer Seite nahe dem Durchfluüeiniaß für die Schmelze und die Fließzone auf der anderen Seite nahe dem Durchflußauslaß für die Schmelze angeordnet sein. Schließlich ist es bevorzugt, daß in der Blaszone des Ofens die Lanzen gegen die Durchflußnchtung der Schmelze geneigt angeordnet sind.

Das Verfahren zum kontinuierlichen Frischen von Roheisen in einer Ofenanlage der Erfindung besteht darin, daß man das geschmolzene Roheisen mit einer mittleren Verweilzeit von 1 bis 15 Minuten durch den ersten Ofen führt und dabei die Menge des in die Blaszone pro Zeiteinheit eingeführten, die Schlacke bildenden Materials in der Größenordnung von Veo bis ¹Zi₅ der Menge an dem in den ersten Ofen pro Zeiteinheit eingeführten geschmolzenen Roheisen und die Temperatur der den ersten Ofen verlassenden Schmelze unter etwa 155O°C hält, daß man die Schmelze und die Schlacke voneinander getrennt aus dem ersten Ofen abzieht, anschließend die Schmelze mit einer mittleren Verweilzeit von ebenfalls bis 15 Minuten durch den zweiten Ofen führt und dabei die Temperatur der den zweiten Ofen verlassenden Schmelze in einem Bereich von 1550 bis 1700⁰C hält. Bei diesem Verfahren kann man im ersten und zweiten Ofen die Schmelze durch die Blaszone und anschließend durch die Fiießzone führen. Wenn zumindest in einem der öfen die Schmelze und die Schlacke im Gegenstrom fließen, kann man das geschmolzene Roheisen durch die Fließzone und anschließend durch die Blaszone hindurchführen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Ofeneinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Ofeneinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der vier Ofeneinheiten nach F i g. 1 in Serie angeordnet sind,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der vier Ofeneinheiten nach F i g. 1 in Serie miteinander verbunden sind und

F i g. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwischen den Ofeneinheiten ein Zwischenbad angeordnet ist.

Die F i g. 1 zeigt einen Hauptkörper 1 eines Ofens, der aus feuerfestem Material in Trogform oder ähnlicher Form, z. B. in Rohrform ausgebildet ist. In der Nachbarschaft des linken Endes des Ofens befindet sich ein Durchflußeinlaß 2 für geschmolzenes Metall, durch das ein zu veredelndes, geschmolzenes Metall, z. B. geschmolzenes Roheisen kontinuierlich zugeführt wird. An dem gegenüberliegenden rechten Ende befindet sich ein Durchflußauslaß 3 für eine gefrischte

ίο Schmelze. Das geschmolzene Metall fließt im Ofen von links nach rechts. Der Stau an geschmolzenem Metall im Ofen hängt von der Höhe des Durchflußauslasses 3 ab. Durch die gesamte Beschreibung und Ansprüche wird ein Quotient, der durch Dividieren

is eines Aufstaus an geschmolzenem Metall durch die Strömungsrate an geschmolzenem Metall erhalten wurde, als mittlere Verweilzeit bezeichnet. In der Nachbarschaft des Durchflußeinlasses 2 des Ofens ist eine Reihe von Lanzen 4 für das Einblasen von

ao Sauerstoff sowie eines Schlacke bildenden Materials in das in dem Ofen befindliche geschmolzene Metall vorgesehen. Vorzugsweise sind die Lanzen gemäß den Darstellungen in einem geeigneten Winkel geneigt angeordnet, so daß der Sauerstoff in einem geeigneten

as Winkel mit dem Metall zusammentrifft. Das Schlacke bildende Material kann mit von den Einrichtungen für die Zufuhr des Sauerstoffs unterschiedlichen Einrichtungen zugeführt werden, jedoch ist es zweckmäßig und vorteilhaft, es zusammen mit dem Sauer-

stoff unter Druck in Form eines feinen Pulvers zuzuführen. Der Sauerstoff und das Schlacke bildende Material werden mit dem geschmolzenen Metall umgesetzt, während dieses in der Zone, in der der Sauerstoff und das Schlacke bildende Material eingeblasen wird, heftig gerührt wird. Das die Blaszone verlassende geschmolzene Metall und die diese Zone verlassende sich ergebende Schlacke werden weiterhin umgesetzt, während sie im Gleichstrom in der unmittelbar benachbarten Fließzone strömen. Am Endabschnitt dieser Fließzone wird die Schlacke als gesonderte Schicht von der Schicht des geschmolzenen Metalls getrennt. Es ist notwendig, daß die Blaszone der Fließzone unmittelbar benachbart ist. Dies bedeutet, daß dort keine Barriere vorliegen soll, die für den Strom des Metalls und der Schlacke im wesentlichen schädlich ist. Die geeignete Länge der Fließzone hängt von der Größe des Ofens, vom Winkel der Lanzen und von der Fließgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls ab, sollte jedoch größer als diejenige Länge sein, die notwendig ist, um die Störungen aus der Blaszone zu beruhigen. Nahe dem am weitesten von der Blaszone entfernt gelegenen Ende der Fließzone ist ein Schlackenabstichloch 6 in der Wand des Ofens sowie ein Gasabzug 7 füi das Entfernen von Gas an der Decke des Ofens zu dessen Außenseite vorgesehen. Das unterste Niveau des Schlackenabstichlochs 6 sollte über dem Niveau des Überlaufdamms 3 des geschmolzenen Metalls sein, so uaß kein Metall aus dem Schlackenabstichloch ausfließen kann. Stromabwärts des Schlackenabstichlochs 6 und des Gasabzugs 7 ist ein Abstreifer vorgesehen, der sich vom oberen Abschnitt des Ofens durch die Oberfläche der SchJackenschicht und des geschmolzenen Metalls unter das Niveau des geschmoizenen Metalls erstreckt, wodurch es möglich ist, von einem geschmolzenen Metallstrom die Schlacke und das Abgas zu trennen und diese aus dem Schlackenabstichloch 6 bzw. dem Gasabzug 7 abzuführen. Das

5 6 j

geschmolzene Metall wandert zwischen dem unteren feinen Pulvers zuzuführen, so kann es doch auch \

i \

g \ Ende des Abstreifers 5 und dem Ofenboden hindurch durch andere Einrichtungen dem geschmolzenen \ und wird durch den Durchflußauslaß 3 zur Außenseite Roheisen beigegeben werden. Das Schlacke bildende \ des Ofens abgezogen. In Nachbarschaft des Schlacken- Material besteht aus Kalk und seinen Äquivalenten \ ; abstichlochs sollte vorzugsweise zusätzlich eine Bar- 5 (z.B. gelöschter Kalk und Kalkstein); es ist jedoch ; riere 8 vorgesehen werden, damit das geschmolzene häufig zweckmäßig, eine geringe Menge von Fluß-Metall nicht in das Schlackenabstichloch 6 gelangt. spat und/oder Bauxit u. dgl. zu verwenden. Das die ^v Die F i g. 2 zeigt eine andere typische Ofeneinheit, Blaszone verlassende geschmolzene Roheisen wird ^v wie sie bei der Erfindung verwendet werden kann. η der Fließzone im Gleichstrom umgesetzt, und es Bei dieser Ofenart strömt das geschmolzene Metall io wird die Schlacke als gesonderte Schicht von dem ^λ im Gegenstrom zu der Schlacke. Ein durch den Durch· geschmolzenen Eisen getrennt. Die Fließzone hat ' flußeinlaß 2 zugeführtes, zu frischendes oder zu ver- eine Länge, die wenigstens gleich derjenigen der { edelndes, geschmolzenes Metall wird zunächst im Blaszone ist. Vorzugsweise sollte das Längenverhältj Gegenstrom mit einer Schlacke in einer Fließzone nis beider 2 oder mehr betragen.
; des Ofens in Berührung gebracht, dem Einblasen von 15 Wie es bereits beschrieben wurde, befindet sich die Sauerstoff und Schlacke bildendem Material in die Fließzone unmittelbar neben der Blaszone, wobei kein Blaszcne ausgesetzt und strömt dann vom Durchfluß- Element zwischen diesen ist, das den Strom des auslaß durch den unteren Abschnitt des Abstreifßrs 5 geschmolzenen Roheisens und der Schlacke unterauf der rechten Seite. Die sich in der Blaszone bildende brechen könnte. Die Menge an dem geschmolzenen sowie die zusammen mit dem geschmolzenen Metall ao Roheisen zuzugebendem Schlacke bildenden Material durch den Durchflußeinlaß 2 zugeführte geschmolzene (d. h. Kalk oder dessen Äquivalente) pro Zeiteinheit Schlacke werden durch den Gasstrom aus den Lan- kann — errechnet als CaO — '/ec bis Vu des Gewichts zen 4 in Gegenrichtung zu dem Strom an geschmol- des in den ersten Ofen pro Zeiteinheit eingeführten zenem Metall geschoben und aus dem in der Nähe geschmolzenen Roheisens sein. Im Gegensatz zu der des Durchflußeinlasses 2 befindlichen Schlackenab- 25 Tatsache, daß bei der gewöhnlichen Stahlherstellung stichloch 6 abgezogen. Der Gasabzug 7 befindet sich die Zugabe von etwa 70 bis 120 kg eines Schlacke in der Nähe des Schlackenabstich'ochs 6; stromabwärts bildenden Materials pro Tonne geschmolzenen Rohzum Gasabzug 7 und zum Schlackenabstichloch 6 eisens notwendig ist, ist bei der Erfindung die Menge mit Bezug auf einen Gasstrom und einen Schlacken- an Schlacke bildendem Material verhältnismäßig strom befindet sich der Abstreifer 5, der sich vom 30 gering. Die Temperatur des den ersten Ofen verlassenoberen Abschnitt des Ofens unter das Niveau des den geschmolzenen Eisens sollte unter etwa 155O⁰C geschmolzenen Metalls erstreckt. gehalten werden. Gewöhnlich sollte es bevorzugt in Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Er- einem Temperaturbereich etwa von 1300 bis 1500°C, findung, bei der vier Ofeneinheiten gemäß F i g. 1 vorzugsweise 1350 bis 1400⁰C gehalten werden. Unter in Reihe hintereinander angeordnet sind. Ein ge- 35 Beachtung der obigen Bedingungen kann in wirkungsschmolzenes Metall fließt in einem Überlauf strom unter voller Weise in der Hauptsache dann die Entphospho-Schwerkraft von einem Ofen zum anderen. Auch rierung, die Siliciumentferaung, die Entfernung \on ist es möglich, die öfen in einer Ebene anzuordnen Mangan und ein geringerer Grad an Entkohlung und das geschmolzene Metall mit Hilfe einer geeig- erreicht werden. So ist es z. B. möglich, kontinuierlich neten Überführungseinrichtung, z. B. einer magne- 40 einen Entphosphorierungsgrad von etwa 50 bis 70°/₀, tischen Pumpe von einem Ofen zum nächsten zu einen Siliciumentfernungsgidd von etwa 70 bis 90°/₀, führen. Auch ist es möglich, an Stelle der öfen nach einen Manganentfemungsgrad von etwa 60 bis 90°/₀ F i g. 1 eine Mehrzahl von Öfen nach F i g. 2 in und einen Entkohlungsgrad von etwa 10 bis 30 °/₀ Reihe anzuordnen. zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Ver- 45 Das durch Entphosphorieren, durch Entfernung wendung beim Frischen oder Veredeln eines ge- von Silicium und Mangan im ersten Ofen erhaltene schmolzenen Metal!·=, insbesondere des Veredeins Erzeugnis läßt man durch den Durchflußauslaß 3 des eines geschmolzenenen Roheisens, d. h. bei der Stahl- ersten Ofens in den Durchflußeinlaß 2' des zweiten herstellung geeignet. Es wird nunmehr an einem Bei- Ofens strömen. Der Aufbau de« zweiten Ofens kann spiel der kontinuierlichen Fertigung von Stahl aus 50 derselbe sein wie derjenige des ersten Ofens. Da Roheisen unter Verwendung eines Mehrstufenofens jedoch der zweite Ofen für die Entkohlung vorgesehen gemäß Fig. 2, eine Erläuterung gegeben. Es wird ist und eine hohe Innentemperatur hat, ist es erwünscht, vom Durchflußeinlaß 2 kontinuierlich ein geschmol- ein unterschiedliches feuerfestes Material für die zenes Roheisen in einen ersten Ofen geführt und für Errichtung des Ofens zu verwenden. Dies ist einer der eine mittlere Verweilzeit von etwa 1 bis 15 Minuten 55 Vorteile, der durch die Verwendung eines Mehrstufendurch den ersten Ofen befördert. Bei dem Beispiel ofens verwirklicht werden kann. Das geschmolzene nach F i g. 3 wird das geschmolzene Eisen mit dem Eisen wird mit einer Verweilzeit von 1 bis 15 Minuten, eingebJasenen Sauerstoff und Schlacke bildenden vorzugsweise 6 bis 8 Minuten durch den zweiten Ofen Material in der Blaszone unter gleichzeitigem starken geführt. Die Zugabe eines Schlacke bildenden Ma-Vermischen hiermit umgesetzt Es sind keine be- 60 terials zur Blaszone des zweiten Ofens ist nicht immer sonderen Einrichtungen für das Mischen notwendig; notwendig. Selbst wenn es zugeführt wird, ist in den dtas Mischen wird in ausreichender Weise durch das meisten Fällen eine Menge die kleiner als ¹I_n der Einblasen von Sauerstoff bei einem Manometerdruck Menge des zugeführten geschmolzenen Eisens, z. B. von etwa 2 bis 10kg/cm^a aus einer Lanze bewirkt, etwa 20 bis 25 kg pro Tonne des geschmolzenen die z. B. in einer Höhe von etwa 5 bis 20 cm von der 65 Roheisens ausreichend. Die Temperatur des den Oberfläche des geschmolzenen Metalls angeordnet ist. zweiten Ofen verlassenden Eisens wird in einem BeWenn es auch vorteilhaft ist, das Schlacke bildende reich von etwa 1550 bis 1700⁰C, vorzugsweise etwa Material zusammen mit dem Sauerstoff in Form eines 1620 bis 1650⁰C überwacht. Auf diese Weise wird im

zweiten Ofen in hohem Ausmaß die Entkohlung und des Betriebs für eine Weile oder aus irgendwelchen in geringerem Ausmaß die Entfernung von Silicium, anderen Gründen die Stahlferügungsbedingungen Mangan sowie die Entphosphorierung erreicht. Durch und, in manchen Fallen, die Konstruktion des Ofens das Veredeln im ersten und zweiten Ofen kann konti- gemäß der Zusammensetzung_ ^es erwünschten Ernuierlich z.B. insgesamt ein Entkohlungsgrad von 5 Zeugnisses zu variieren Gemäß der Erfindung wird etwa 96°/ oder mehr, ein Siliciumentfernungsgrad durch konstante Anwendung des erfindungsgemaßen von etwa 95 bis 99 ⁰U und ein Manganentfernungsgrad Verfahrens bis zur zweiten Stufe oder einer bestimmten von etwa 70 bis 90% erreicht werden. Es ergibt sich Stufe danach ein Grundstahl einer vorbestimmten kaum ein bemerkenswerter Entphosphorierungseffekt Zusammensetzung erzeugt dem eine nachfolgende im zweiten Ofen Ein Teil von Schwefel wird in die io Veredelung und/oder endgültige Bereitung der ZuSchlacke überführt oder oxydiert und entfernt. Im sammensetzung zuteil werden kann, um em vom aTemeLn Seht die Tendenz, daß bei einer hohen Kunden erwünschtes endgültiges Produkt zu erhalten. Kandlungstemperatur, wie beispielsweise etwa 1550 In dieser Weise ist es möglich, zahlreichen Fordebis 1700⁰C, der Phosphor, der einmal aus dem ge- rungen zu begegnen ......... .

schmolzenen Metall entfernt worden ist, wieder ins 15 Es wurde festgestellt daß häufig die Verwendung

Geschmolzene Metall zurückkehrt. Bei der Ausführung einer Ofeneinheit von Vorteil ist, die eine Fließzone

fl ™~t_un„ ,Vj₁-H irAnrh der Phosphor im ersten besitzt, in der ein geschmolzenes Roheisen und eine

OfeiTvön dem geschmolzenen Roheisen entfernt und Schlacke im Gegenstrom zueinander fließen. In diesem

^fSchlacke abgetrennt so daß sich nicht der Nachteil Fall kann die Menge an im ersten Ofen notwendigem

Her Vergrößerung des Phosphorgehalts des Eisens bei 20 Schlacke bildenden Material weit geringer sein; es

der Behandlung unter höherer Temperatur im zweiten genügt etwa »/. bis */, der in einer Ofenemheit nach

Ofen ergibt. Dies ist ebenfalls einer der Vorteile der F i g. 1 benötigten Menge. Es ergibt sich daraus der

p fi d e Vorteil, daß die abgezogene Schlackenmenge klein

Das" Erzeugnis, aus dem im ersten und zweiten und der Verlust an darin enthaltenem Eisen geringer Ofen Phosphor, Silicium, Mangan und Kohlenstoff a₅ ist. . entfernt worden sind, fließt durch einen Durchfluß- Es ist die Anordnung von Zwischenbadern 9, 9 einlaß 2" in einen dritten Ofen, in dem eine endgültige und 9" zwischen einander benachoarten öfen von Entkohlung und Entschwefelung bewirkt wird. Der Vorteü, wie es in der F i g. 5 gezeigt ist. In den Zwi-Aufbau des dritten Ofens kann gleich demjenigen des schenbädern wird aus einem Ofen ausfließendes ge-Tweiten Ofens sein Wird der dritte Ofen unter den 30 schmolzenes Eisen aufgenommen, das man hierin deichen Betriebsbedingungen betrieben, kann ins- stehen läßt, um die Homogenisierung des geschmol-•wamt ein Entkohlungsgrad bis zu etwa 99 ⁰/₀ und ein zenen Eisens zu bewirken und, falls notwendig, Schlak-Entschwefelungsgrad bis etwa 50 bis 70% erreicht ke abzuführen Bei Anwendung eines Zeitintervalls werden Das den dritten Ofen verlassende Erzeugnis während der Überfuhrung von geschmolzenem Metall wird dann zu einem vierten Ofen geleitet, in dem Ent- 35 von einem Ofen zum anderen wird die Zusammenziehung und Endbearbeitung der Zusammen- Setzung und die Temperatur usw. des geschmolzenen

i „7 durchgeführt wird Gewöhnlich ist beim Eisens bestimmt. Die Ergebnisse werden zusammen !wten Ofen das Einblasen von Sauerstoff nicht not- mit analytischen Werten für Abzugsgas als Signale

vierten wich ua _{zu emgr automat}i_scnen Kontrollvorrichtung (nicht

^Wen«<_! ^gerfindungsgemäße Verfahren wurde oben unter 40 gezeigt) geleitet, so daß die Betriebsbedingungen des Bezugnahme auf einen vierstufigen Ofen beschrieben; nächstfolgenden Ofens automatisch gesteuert werden «K iedoch bei der Ausführung der Erfindung der können. Es gtbt kerne besondere Beschrankung hmnfen _flm Vwei Ofennnheiten oder aus einer Mehrzahl sichtlich der Form des Zwischenbads, jedoch ist es .:~: rSL^hmt™ hestehen. So wird beispielsweise vorteilhaft, zur Homogenisierung des Stroms von Zl' F"n7fer^er7 von Phosphor, Silicium und Mangan 45 geschmolzenem Metall im Zwischenbad Frallflächen fn einem Ersten Ofen bewirkt; das Entfernen von 10, 10' und 10" vorzusehen. Es muß nicht für jeden Kohlenstoff und Schwefel wird in einer zweiten Stufe Ofen stets ein Zwischenbad vorgesehen werden; es bVvS während nachfolgend in einem dritten Ofen wird jeweils nach der betreffenden Situation entdfe Entoxvdierung und die endgültige Fertigung der schieden, wo em Zwischenbad anzuordnen ist. Zusammensetzung durchgeführt wird. Auch ist es 50 Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht mfielich die oben erläuterte Arbeitsweise des ersten darin, daß der Sfliciumabbrand, der Phosphorab-Ofens unter Verwendung von zwei Öfen durchzu- brand und der Kohlenstoffabbrand durch Einstellen frihren die oben beschriebenen Vorgänge des zweiten der Betriebsbedingungen in jeder Ofeneinheit jeweils Ofens in einem oder in mehreren Öfen durchzuführen ' in einem bestimmten Ofen durchgeführt werden kann, und schließlich die Deoxydation und endgültige Be- 55 Dabei kann bei der Erfindung jede Ofeneinheit der reituns der Zusammensetzung auszuführen. Darüber Vorrichtung aus einem feuerfesten Material errichtet hinaus kann erfindungsgemäß ein vorentschwefeltes werden, das für die Reaktion geeignet ist Tritt Erosion Roheisen der Behandlung in dem ersten Ofen mit der bei einer bestimmten Ofeneinheit auf, so braucht nur hl'eßenden Behandlung in dem zweiten Ofen dieser Ofen repariert zu werden. Besteht die Wahrt rzoeen werden Die Stufe der Deoxydation und 60 scheinlichkeit, daß ein Ofen einen beträchtlichen dgültieen Bereitung der Zusammensetzung kann Schaden erleidet, so werden zwei solcher Öfen parallel unter Verwendung eines gewöhnlichen Elektroofens angeordnet, um wechselweise einen von ihnen zu H ' es anderen Ofens, z. B. ein Siemens-Martin- benutzen. Dementsprechend braucht nicht wie bei der Ofen ^ider Herdofen durchgeführt werden. bekannten Badmethode der Betrieb der gesamten

- tv» iwhrpihune von im Handel erhältlichen Stahl 65 Vorrichtung gestoppt zu werden, wenn eine Repaiatur K»is,fff^h auf mehrere tausend oder mehr. Es ist notwendig ist Dies bedeutet eine erhebliche Kosten-Muftevon Nachteil und manchmal unmöglich, mit ersparnis und daher einen wesentlichen technischen Rücksicht auf die Notwendigkeit der Unterbrechung Fortschritt.

Beispiel 1

Die verwendete Vorrichtung entspricht der Bauart nach F i g. 1, bei der drei Ofeneinheiten mit einer Länge von 400 cm in Reihe angeordnet sind. Jeder erste Ofen und zweite Ofen hat eine Blaszone mit einer Länge von 110 cm sowie eine Fließzone von 210 cm. In der Blaszone sind in Abständen von 18 cm in einem Winkel von 5° zur Strömungsrichtung sieben Kupferlanzen mit einem Düsendurchmesser von 5 mm und einer äußeren Kühleinrichtung angeordnet, wobei der Abstand zwischen der stationären Badoberfläche und der Spitze der Düsen 5 cm beträgt. Man läßt im Gleichstrom eine Schlacke und ein Metall durchfließen. Ein dritter Ofen hat eine Blaszone mit einer Länge von 40 cm und eine Fließzone mit einer Länge von 280 cm. In der Blaszone sind drei Lanzen auf gleicher Höhe, im gleichen Winkel und Abstand wie beim ersten Ofen hintereinander angeordnet.

In diesem Beispiel wurden die in Tabelle I angegebenen geschmolzenen Roheisen kontinuierlich in einer Rate von 120 kg pro Minute in den ersten Ofen geführt und nachfolgend mit einer Verweilzeit von

to etwa sieben Minuten für jeden Ofen durch jeden der öfen geschickt. Die Veredelungsbedingungen in jedem Ofen sowie die Zusammensetzung und Temperatur unter einer konstanten Bedingung eines jeden Ofen verlassenden Produkts sind in der Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Sauerstoff (m⁸/Min.)

CaO (kg/Min.)

CaF₈ (kg/Min.)

Temperatur(⁰C) ...

c.7o

Si, Vq

Mn, %

PVo

S, »/ο

Zusätze

Ausgangsroheisen

1370 3,69

Nr. 1

2,74
6,3
0,5
1450
2,50
0,20
0,35
0,03
0,01

Nr. 2

3,0
0,8
0,4
1680
0,30 0,02 0,20 0,03 0,01

Nr. 3

1,4

0,8

0,4 1700

0,08

0,1

0,2

0,03

0,01

Ferromangan Ferrosilicium

In dem ersten Ofen wurde der größte Teil von Si, P und S und ein Teil von Mn entfernt. Ein größerer Teil von C wurde in dem zweiten Ofen entfernt, und es wurde im dritten Ofen die Herabsetzung des C-Gehalts durch Einblasen von Sauerstoff und die Konditionierung des Gehalts an Mn und Si durch die Zugäbe von Ferromangan und Ferrosilicium durchgeführt. Es wurde ein sehr milder Stahl erzeugt. Die Ausbeute an Fe betrug 96%·

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde die Reaktion in dem ersten Ofen, wie sie im Beispiel 1 gezeigt ist, in zwei öfen durchgeführt. In dem ersten Ofen wurde ein größerer Teil von Si und ein Teil P und C entfernt und in dem zweiten Ofen ein größerer Teil von P, ein größerer Teil des verbleibenden Si und ein Teil

des C entfernt. Ein größerer Teil des verbleibenden C wurde in dem dritten Ofen entfernt, und es wurde in dem vierten Ofen durch Zugabe von Ferromangan und Ferrosilicium die Komposition endgültig zusammengestellt. Der vierte Ofen besaß keine Lanze. Die Ausbildung und die Art der Anordnung der Lanzen im ersten, zweiten und dritten Ofen waren genau wie bei dem Beispiel 1 mit Bezug auf den ersten Ofen mit der Ausnahme, daß die Zahl der Lanzen im ersten Ofen 6, im zweiten Ofen 4 und im dritten Ofen 5 betrug.

Die Veredelungsbedingungen und die Komposition und Temperatur unter einer konstanten Bedingung des jeden Ofen verlassenden Erzeugnisses sind in dei Tabellen gezeigt. Andere Betriebsbedingungen als diejenigen, wie sie aus der Tabelle II zu entnehmen sind, waren die gleichen wie in Beispiel 1.

TabeDe Π

Ausgangsroheisen Nr. 1

Nr. 2

Nr. 3

Nr. 4

Sauerstoff (m^s/Min.)

CaO (kg/Min.)

CaF₈ (kg/Min.)

Temperatur(⁰C) ...

C, V.

Mn, %

P, Vo

S,%

Zusätze

1350 3,82 1,16 0,82 0,12 0,06 2,62
0,2
1450
2,91
0,14
0,45
0,09
0,05

1,59
1,55
0,15
1530
1,76
0,02
0,30
0,03
0,02

1,91 1,01 0,15 1670 0,13 0,02 0,30 0,02 0,02

1620 0,13 0,21 0,43

0,02

Ferrosilicium Ferromangan

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde die in Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung verwendet und Roheisen mit einem hohen Phosphorgehalt unter den Veredelungsbedingungen nach Tabelle III behandelt. Im übrigen wurden die Maßnahmen bei Beispiel 1 wiederholt.

Beim Arbeiten mit Roheisen mit einem relativ hohen Phosphorgehalt ist es vorteilhaft, in dem ersten Ofen ein Schlacke bildendes Material in etwas größeren Mengen zu verwenden und die Temperatur des den S ersten Ofen verlassenden geschmolzenen Roheisens etwas höher zu wählen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III dargestellt.

Tabelle III

Ausgangsroheisen

Nr. 1

Nr. 2

Nr. 3

Sauerstoff (m⁸/Min.)
CaO (kg/Min.) ....
CaF₂ (kg/Min.) ....
Temperatur (⁰C) ..

Si, Vo

Mn, »/ο

P, Vo

s,V.

Zusätze

1360
3,79
0,88
0,54
1,01
0,09

3,07
7,7
0,8
1520
2,60
0,28
0,21
0,2
0,04

3,15 0,37

2,0 0,7

0,2 0,1 1650 1610

0,30 0,10

0,02 0,1

0,2 0,3

0,03 0,03

0,02 0,02 Ferromangan Ferrosilicium

Beispiel 4

Bei diesem Beispiel besaß die Vorrichtung zwei öfen der Schlacke-Metall-Gegenstrombauart gemäß F i g. 2 und den im Beispiel 1 verwendeten dritten Ofen, die in Reihe hintereinander angeordnet waren. Der erste und zweite Ofen hatte eine Blaszone sowie eine Fließzone, deren Lagen umgekehrt waren und die mit Ausnahme der Anordnung eines Gasabzugs und eines Schlackenabstichlochs in der Nähe eines Durchflußeinlasses für das Metall dieselben Dimensionen und Lanzenanordnungsbedingungen wie im Falle des ersten Ofens im Beispiel 1 besaßen. Die Neigungsrichtung der Lanze ist jedoch entgegengesetzt. Zwischen dem ersten und zweiten Ofen und zwischen dem dritten und vierten Ofen ist ein ein Prallblech enthaltendes Zwischenbad eingeschaltet; dort wurde

die Homogenisierung und die zusätzliche Entfernung

einer Schlacke durchgeführt.

Es wurde Roheisen mit einem hohen Phosphor-

gehalt unter den in Tabelle IV angegebenen Bedingungen bei einer Rate von 120 kg/Min, behandelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die mittlere Verweilzeit in jedem Ofen betrug etwa 7 Minuten, während die Verweilzeit in jedem

Zwischenbad etwa 2 Minuten betrug.

Tabelle IV

Ausgangsroheisen

Nr. 1

Nr. 2

Nr. 3

Sauerstoff (m³/Min.)

CaO (kg/Min.)

CaF₂ (kg/Min.)

Temperatur(⁰C) ...

C, Vo

Si, %

Mn₅Vo

P, Vo

Zusätze

1360
3,81
0,91
0,51
1,10
0,05

3,5
5,0
0,5
1530
2,50
0,11
0,20
0,20
0,05

3,0 0,5 0,1 1670
0,25 0,05 0,10 0,02 0,02

0,45 0,5 0,1 1620 0,05 0,15 0,25 0,02 0,01

Ferrosilicium Ferromangan

Beispiel 5

Die verwendete Vorrichtung umfaßt drei in Serie angeordnete Ofeneinheiten, von denen jede eine Gesamtlänge von 440 cm, eine Blaszone mit einer Länge von 130 cm und einer Fließzone mit einer Länge von 80 cm sowie eine Eisenaufnahmekapazität von 800 kg besaß. In jeder Ofeneinheit waren in Abständen von 15 cm bei einem Neigungswinkel von 5° neun Lanzen mit einem Innendurchmesser von S mm angeordnet Die Tiefe des geschmolzenen Roheisens betrag 14 cm und eine mittlere Verweilzeit für jede Ofeneinheit 6 Minuten. Der Förderdruck von Sauerstoff betrug 3 kg/cm² Manometerdruck. Der Vorgang wurde gleichmäßig vollzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V dargestellt

13

Tabelle V

14

Sauerstoff (m³/Min.)

CaO (kg/Min.)

CaF₂ (kg/Min.)

Temperatur("C) ...

Si,%

S,°/o

Zusätze ·.

Basizität

Ausgangsroheisen

1350 3,69 1,66 0,50 0,102 0,046 Nr. 1

2,53
7,5
0,8
1470
2,67
0,46
0,22
0,050
0,040

Nr. 2

2,0 0,5 0,1 1650 1,18 0,21 0,15 0,050 0,035

Beispiele

Es wurde die in F i g. 1 und F i g. 2 gezeigte Vorrichtung angewendet, wobei drei Ofeneinheiten mit einer Länge von jeweils 400 cm in Serie angeordnet sind. Von diesen öfen ist der erste vom Gleichstromtyp, der zweite vom Gegenstromtyp und der dritte wiederum vom Gleichstromtyp. Der erste und der zweite Ofen besitzen jeweils eine Blaszone mit einer Länge von 110 bzw. 90 cm und eine Fließzone von 210 bzw. 230 cm. In 4er Blaszone des ersten und des zweiten Ofens sind sieben Kupferlanzen mit einem Düsendurchmesser von 5 und 6 mm mit äußeren Kühleinrichtungen in Abständen von 18 und 30 cm bei einem Winkel zur Fließrichtung von 5 und 10° angeordnet, wobei der Abstand zwischen der stationären Badoberfläche und der Spitze der Düsen 5 cm beträgt. Der dritte Ofen besitzt eine Blaszone mit einer Länge von 40 cm und eine Fließzone mit einer Länge von cm. In der Blaszone sind drei Lanzen in der gleichen Ebene im gleichen Winkel und im gleichen Abstand wie beim ersten Ofen angeordnet.

Es wurden die in Tabelle VI angegebenen Roheisenchargen jeweils kontinuierlich in den ersten Ofen bei einer Geschwindigkeit von 120 kg/Min, geführt und durch die nachfolgenden öfen bei einer Verweilzeit von etwa 7 Min. in jedem Ofen geleitet. Die Raffinationsbedingungen in jedem Ofen, die Zusammensetzung und die Temperatur des unter konstanten Bedingungen jeden Ofen verlassenden Produktes sind in Tabelle VI aufgeführt.

Tabelle VI

Einsatz Eisencharge

1. Ofen

2. Ofen

3. Ofen

Sauerstoff (m^s/Min.)

CaO (kg/Min.)

CaF₂ (kg/Min.)

Al₂O₈ (kg/Min.) ....

SiO₂ (kg/Min.)

Temperatur (⁰C) ...

Si,°/o

Mn, %

P.%

S,%

Zusätze

1370 3,85 0,62 0,49 0,17 0,05 2,2 2,0 0,3 0,3

1450
3,05
0,01
0,33
0,16
0,05

3,8 4,5 0,3 0,8 0,4 1680 0,4 0,01 0,20 0,01 0,01

1,0 0,8 0,4

1700 0,05 0,15 0,30 0,01 0,01

Ferromangan Ferrosilicium

Im ersten Ofen wurde das meiste Si, P und ein Teil des Mn entfernt. Ein größerer Teil von C wurde im zweiten Ofen entfernt, und im dritten Ofen wurde die Reduzierung des C-Gehaltes durch Sauerstoffeinblasen und die Konditionierung der Mn- und Si-Gehalte durch die Zugabe von Ferromangan und Ferrosilicium durchgeführt. Es wurde ein sehr reiner Flußstahl erhalten. Die Ausbeute an Eisen betrug 96%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

: i zweiten Ofen die Schmelze durch die Blaszone und anschließend durch die Fließzone führt Patentansprüche: η Verfahren nach Anspruch 5, bei dem zu mindest in einem der öfen die Schmelze und die

1. Ofenanlage zum kontinuierlichen Frischen S Schlacke im Gegenstrom fließen, dadurch gekennvon geschmolzenem Roheisen, bestehend aus zeichnet, daß man das geschmolzene Roheisen wenigstens zwei trogartigen, in Serie hinterein- durch die Fließzone und anschließend durch die ander in verschiedenen Höhen angeordneten öfen, Blaszone hindurchführt.

von denen jeder an einem Ende einen Durchflußeinlaß und am gegenüberliegenden Ende einen io

Durchflußauslaß für den Überlauf des gefrischten

Roheisens besitzt und wenigstens eine Sauerstofflanze und eine Zuführung für Schlackenbildner
aufweist, wobei die Schlacke im Gegenstrom zur

Schmelze geführt ist, dadurch ge kenn- 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Ofenanlage zeich net, daß jeweils der nachfolgende Ofen (1) zum kontinuierlichen Frischen von geschmolzenem in an sich bekannter Weise tiefer als der vorher- Roheisen, bestehend aus wenigstens zwei trogartigeri, gehende Ofen liegt und neben der Blaszone eine in Serie hintereinander in verschiedenen Höhen angesich unmittelbar anschließende Fließzone besitzt, ordneten öfen, von denen jeder an einem Ende einen in der die sich bildende Schlacke im Gleichstrom ao Durchflußeinlaß und am gegenüberliegenden Ende oder im Gegenstrom geführt ist, daß ferner jeder einen Durchflußauslaß für den Überlauf des gefrischte η Ofen (1) in an sich bekannter Weiserein Schlacken- Roheisens besitzt und wenigstens eine Sauerstofflanze abstich (6) und einen Gasabzug (7) besitzt, die und eine Zuführung für Schlackenbildner aufweist, innerhalb der Fließzone nahe dem am weitesten wobei die Schlacke im Gegenstrom zur Schmelze von der Blaszone abgewandten Ende dar Fließ- »5 geführt ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein zone und höher als der Durchflußauslaß (3) an- Verfahren zum kontinuierlichen Frischen von Rohgeordnet sind, sowie in an sich bekannter Weise eisen in einer Ofenanlage der Erfindung,
einen Abstreifer (8) für das Trennen der Schlacke Es ist bekannt, Roheisen in verschiedenen öfen von der gefrischten Schmelze, der in der Nähe des für sich aufzuarbeiten, wobei jeweils unterschiedlich Schlackenabstichlochs (6) und des Gasabzugs (7) 30 chemisch zusammengesetzte Chargen in den verangeordnet ist und sich unter das Niveau der schiedenen öfen getrennt von Kohlenstoff, Silicium Schmelze erstreckt. und Phosphor befreit werden und die so getrennt vor-

2. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bereiteten Eisenschmelzen erst nach Abschluß der zeichnet, daß zwischen dem ersten Ofen und folgen- jeweils getrennten Vorgänge in einem weiteren Ofen den Ofen ein Zwischenbad (9) als Speicher für die 35 zu vereinigen. Dieses ansatzweise Verfahren läßt sich gefrischte Schmelze vorgesehen ist. nicht kontinuierlich durchführen; vielmehr ist es

3. Ofenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch erforderlich, jede Stufe getrennt zu betreiben, wobei gekennzeichnet, daß die Blaszone im Ofen (1) jeder Ofen nach Beendigung des darin durchgeführten auf einer Seite nahe dem Durchflußeinlaß (2) Vorganges geleert werden muß.

für die Schmelze und die Fließzone auf der an- 40 Ferner ist die kontinuierliche Stahlherstellung unter deren Seite nahe dem Durchflußauslaß (3) für die Verwendung eines einzelnen Ofens bekannt. Dieses Schmelze angeordnet sind. Verfahren ist an die jeweilige Zusammensetzung des

4. Ofenanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, zu verarbeitenden Roheisens nicht ausreichend andadurch gekennzeichnet, daß in der Blaszone des paßbar, da die jeweilige Ofenfütterung des einzigen Ofens die Lanzen (6) gegen die Durchflußrichtung 45 Ofens eine Festlegung der darin stattfindenden chemider Schmelze geneigt angeordnet sind. sehen Vorgänge bedeutet, so daß keine Anpassung

5. Verfahren zum kontinuierlichen Frischen von auf variabel zusammengesetzte Roheisen möglich ist. Roheisen in einer Ofenanlage nach den Patent- Schließlich ist eine Ofenanlage zum kontinuierlichen ansprächen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Frischen von Roheisen bekannt, bei der zwei trogman das geschmolzene Roheisen mit einer mittleren 5° artige öfen vorgesehen sind, die in Serie hinterein-Verweilzeit von 1 bis 15 Minuten durch den ersten ander in verschiedenen Höhen angeordnet sind, EinOfen führt und dabei die Menge des in die Blas- und Auslaßöffnungen für die Schmelze haben und zone pro Zeiteinheit eingeführten, die Schlacke mit Sauerstofflanzen und Zuführungsvorrichtungen bildenden Materials in der Größenordnung von für die Schlackenbildner ausgerüstet sind. Diese Ve₀ bis '/is der Menge an dem in den ersten Ofen 55 Anlage ermöglicht jedoch nur einen Betrieb im Gegenpro Zeiteinheit eingeführten geschmolzenen Roh- strom und ermöglicht keine hinreichende Entfernung eisen und die Temperatur der den ersten Ofen ver- der unerwünschten Bestandteile, wie Silicium, Phoslassenden Schmelze unter etwa 155O°C hält, daß, phor und/oder Kohlenstoff, da das Frischgas nur man die Schmelze und die Schlacke voneinander unvollkommen ausgenutzt wird.

getrennt aus dem ersten Ofen abzieht, anschließend 60 Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer die Schmelze mit einer mittleren Verweilzeit von Ofenanlage zum kontinuierlichen Frischen von geebenfalls 1 bis 15 Minuten durch den zweiten schmolzenem Roheisen und eines Verfahrens unter Ofen führt und dabei die Temperatur der den Verwendung dieser Ofenanlage, die ein besonders zweiten Ofen verlassenden Schmelze in einem wirtschaftliches und effektives Frischen von ge-Bereich von 1550 bis 1700⁰C hält. 65 schmolzenem Roheisen verschiedener Zusammen-

6. Verfahren nach Anspruch 5 bei gleichge- setzung ermöglichen.

richteter Strömung von Schlacke und Schmelze, Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der

dadurch gekennzeichnet, daß man im ersten und Erfindung darin, daß in der eingangs geschilderten