DE2061677B1

DE2061677B1 - Verfahren zum Frischen von Roheisen

Info

Publication number: DE2061677B1
Application number: DE19702061677
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bardenheuer; Hans Vom Ende
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1970-12-09
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1971-12-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl und einem Frischgefäß.
Es ist bekannt, Roheisen durch Aufblasen von Sauerstoff in Stahl umzuwandeln. Es ist ferner bekannt, bei einem derartigen Verfahren Roheisen während des Frischvorganges durch die Schlacke in das Metallbad zu gießen und so kontinuierlich zu frischen. Die Zuschlagstoffe werden dabei ebenfalls kontinuierlich zugegeben. Die gefrischte Schmelze und die verbrauchte Schlacke können getrennt voneinander aus dem Frischgefäß abgezogen werden (deutsche Patentschrift 1 002 373).
Bei dem Sauerstoffaufblasverfahren ist das Schäumen der Schlacke ein Indikator für eine gute Reaktionsfähigkeit der Schlacke. Ursache des Schäumens ist die Reaktion des Kohlenstoffes der in der Schlacke verteilten Eisentröpfchen mit dem Eisenoxyd der Schlacke zu Kohlenmonoxyd. Die Eisentröpfchen gelangen durch Hochspritzen des Eisens im Auftrefffleck des Sauerstoffstrahles und durch Emporschleudern mit den Kohlenmonoxydblasen der Kochreaktion in die Schlacke. Erfahrungsgemäß laufen die Reaktionen zwischen der Schlacke und den Eisentröpfchen auf Grund ihrer sehr viel größeren spezifischen Oberfläche sehr viel schneller und weitgehender ab, als zwischen dem Eisenbad und der Schlacke. Man hat daher versucht, derartige Schlacke-Eisen-Emulsionen für den Frischprozeß nutzbar zu machen (deutsches Gebrauchsmuster 1 959 151 und 1 940 141). Diese Verfahren sind jedoch von den Zufälligkeiten des Emporschleuderns der Eisentröpfchen abhängig und bieten keine Gewähr für einen gleichmäßigen Frischvorgang. Bei den bekannten Verfahren muß ferner ein Ausgleich der Schmelze mit der Zusammensetzung der gefrischten Tröpfchen abgewartet werden.
Es ist ferner aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 918 928 bekannt, Roheisen in ein metallurgisches Gefäß einlaufen zu lassen und den einfallenden Roheisenstrahl durch oxydierende Gase zu zerstäuben und zu frischen. Hier fallen zwar die zerstäubten Roheisentröpfchen durch eine das Bad bedeckende Schlackenschicht, jedoch ist Reaktionsweg und Reaktionszeit beim Durchdringen der Schlackenschicht bisher zu gering, so daß der überwiegende Teil der Reaktion an der Grenzfläche Bad und Schlacke abläuft und damit zum Ausreagieren entsprechend lange Zeiten benötigt werden. Zur Verkürzung dieser Ausgleichszeiten bei dem sogenannten Sprühfrischverfahren ist daher bereits ein Vorschlag bekanntgeworden (deutsche Offenlegungsschrift 1 927487), die im Gefäß sich ansammelnde Schmelze von Anfang an durch elektromagnetische Felder umzurühren. Dieses Verfahren ist erfahrungsgemäß sehr aufwendig und auf Gefäße kleiner Abmessung beschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und für eine Beschleunigung des Frischvorganges insbesondere hinsichtlich der Entfernung der Begleitelemente Phosphor und Schwefel zu sorgen und unmittelbar zu einer Schmelze hoher chemischer Gleichmäßigkeit zu gelangen. Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl in einem Frischgefäß durch Zufuhr von flüssigem Roheisen, das portionsweise oder über längere Zeitabschnitte kontinuierlich eingebracht wird, wobei ferner Schlackenbildner zugesetzt werden und gasförmiger Sauerstoff zum Frischen des Roheisens in das Frischgefäß eingeleitet wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst durch Sauerstoffaufblasen auf einen flüssigen Sumpf auf eine schäumende Schlacke hingearbeitet wird, in die das flüssige Roheisen in Form feiner Tröpfchen durch Zerstäuben des Roheisenstrahles mittels gepreßter Gase eingeführt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren des Einsprühens der Roheisenschmelze in eine schäumende Schlacke werden die Voraussetzungen hinsichtlich der feinen Verteilung der Roheisenschmelze, der damit verbundenen Vergrößerung der Reaktionsoberfläche geschaffen und ein hinreichender Reaktionsweg zur fast vollständigen Entfernung der unerwünschten Begleitelemente geschaffen, so daß bezüglich der Elemente Phosphor und Schwefel in kürzester Zeit bereits in den Tröpfchen die gewünschte Zusammensetzung vorliegt. So ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise gelungen, innerhalb weniger Sekunden den Phosphorgehalt der Schmelze von 0,206 O/o auf 0,0066/o und den Schwefelgehalt von 0,058°/o auf 0,0020/0 abzusenken.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Roheisen unterhalb der Schlackenoberfläche zugeführt und dort zerstäubt werden. Es ist ferner je nach den gegebenen Verhältnissen möglich, vorgegebene Mengen Roheisen chargenweise zu frischen oder aber in an sich bekannter Weise die in der Schlacke verteilten Eisentröpfchen außerhalb des Frischgefäßes zur Abscheidung zu bringen, also zu einem im wesentlichen vollkontinuierlichen Frischverfahren zu gelangen. Die kontinuierliche Arbeitsweise ist auch möglich, indem in dem Frischgefäß der Stahl gesammelt und getrennt von der Schlacke abgezogen wird. Zur Zerstäubung des Roheisenstrahles sind oxydierende Gase beliebiger Zusammensetzung geeignet, beispielsweise Preßluft oder Sauerstoff.
An Hand des folgenden Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher beschrieben werden.
In einem zylindrischen Gefäß, zweckmäßig mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt 1, wird auf die Oberfläche 2 eines Roheisensumpfes 3 der sauerstoffhaltige Gasstrahl 4 durch eine zweckmäßige Blaslanze 5 geblasen. Auf die Oberfläche 2 des Bades 3 wird über eine an sich bekannte Aufgabevorrichtung 6 stetig oder in Portionen Schlackenbilder oder Kühlmittel 7 gegeben. Zugleich wird ein durch die Seitenwand in das Gefäß einlaufender Roheisenstrahl 8 durch an sich bekannte Düsenvorrichtungen 9 mittels gepreßter Gase 10 zerstäubt und in die aufschäumende Schlacke 11 eingesprüht 12.
Die granalienhaltige Schlacke läuft über eine Brücke 13 in ein Nachbargefäß 14 über, in dem sich das metallische Eisen 15 aus der Schlacke 16 abscheidet und sich am Boden 17 sammelt. Das angesammelte Eisen kann portionsweise oder kontinuierlich durch eine Öffnung 18 abgeleitet werden. Ein gleichbleibender Schlackenspiegel wird durch einen Schlackenüberlauf 19 aufrechterhalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl in einem Frischgefäß durch Zufuhr von flüssigem Roheisen, das portionsweise oder über längere Zeitabschnitte kontinuierlich eingebracht wird, Schlackenbildnern und gasförmigem Sauerstoff in das Frischgefäß, dadurch gekennz e i c h n e t, daß zunächst durch Sauerstoffaufblasen auf einen flüssigen Sumpf auf eine schäumende Schlacke hingearbeitet wird, in die das flüssige Roheisen in Form feiner Tröpfchen durch Zerstäuben des Roheisenstrahles mittels gepreßter Gase eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Roheisen unterhalb der Schlackenoberfläche zugeführt und dort zerstäubt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorgegebene Mengen Roheisen chargenweise gefrischt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schlacke verteilten Eisentröpfchen außerhalb des Frischgefäßes zur Abscheidung gebracht werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Sauerstoff zur Zerstäubung des Roheisenstrahles.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Frischgefäß angesammelte Stahl getrennt von der Schlacke abgezogen wird.