DE942329C - Process for direct steel production in converters - Google Patents

Description

Verfahren zur direkten Stahlerzeugung in Konvertern Gegenstand des Patents 931 596 ist ein Verfahren zur direkten Stahlerzeugung in Konvertern u. ä. unterbrochen arbeitenden Blasöfen, bei dem kohlenstoff- und insbesondere kokshaltiger Eisenschwamm als Beschickung dient. Als Eisenschwamm werden hierbei solche Fe-Träger, in der Hauptsache Eisenoxyde, bezeichnet, welche durch Reduktion ohne Schmelzung völlig oder doch weitgehend, z. B. mit über etwa 75 °/o Reduktionsgrad, in metallisches Eisen umgewandelt worden, sind. Als Reduktionsmittel dienen feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe. Der in einem derartigen Eisenschwamm enthaltene freie Kohlenstoff- bzw. Koksgehalt ist entweder der Rest der als Reduktionsmittel verwendeten festen oder flüssigen Brennstoffe, oder aber er ist nachträglich dem beispielsweise mit gasförmigen Reduktionsmitteln reduzierten Stückerz, Sinter usw., z. B. durch Eintauchen derselben in dickflüssigen Teer, Masut, Hydrierrückstände u. a., einverleibt worden. Durch das Verblasen einer derartigen Beschickung im Konverter und in ähnlich unterbrochen arbeitenden Blasöfen wird eine direkte Stallerzeugung erreicht.Process for direct steelmaking in converters The subject of patent 931 596 is a process for direct steelmaking in converters and similar intermittent blowing furnaces, in which carbon and, in particular, coke-containing sponge iron is used as the charge. As sponge iron, such Fe carriers, mainly iron oxides, are referred to here, which by reduction without melting completely or at least largely, z. B. with about 75% reduction degree, have been converted into metallic iron. Solid, liquid or gaseous fuels are used as reducing agents. The free carbon or coke content contained in such a sponge iron is either the remainder of the solid or liquid fuels used as reducing agents, or it is subsequently added to the lump ore, sinter, etc., e.g. B. by immersing the same in viscous tar, masut, hydrogenation residues, etc., has been incorporated. By blowing such a charge in the converter and in similarly interrupted blowing ovens, a direct stable production is achieved.

Die Weiterentwicklung dieses Verfahrens führte zu der überraschenden Erkenntnis, daß ein überschießender Kohlenstoff- oder Koksgehalt dieser Beschickung; d. h. ein über den eigentlichen Bedarf zur Umwandlung des Eisenschwammes in Stahl hinausgehenden Vorrat an Kohlenstoff bzw. Koks - der sich im Mengenverhältnis zu dem mit ihm innig vermischten Eisenschwamm regeln läßt - ausreichend ist bzw. ausreichend gemacht werden kann, um zusätzlich zu diesem Eisenschwamm weitere Fe-Träger in Form von Schrott, Luppen, Erz usw. im Konverter zu Stahl zu verarbeiten bzw. zu regenerieren. Die Beifügung der üblichen Zuschläge, wie Kalk usw., läßt sich ohne weiteres durchführen.The further development of this process led to the surprising Recognition that an excessive carbon or coke content in this feed; d. H. one about the actual need to transform the sponge iron into steel going out Storage of carbon or coke - which is intimately in proportion to that with it mixed iron sponge can be regulated - is sufficient or made sufficient in addition to this sponge iron, further Fe carriers in the form of To process or regenerate scrap, flakes, ore etc. in the converter to steel. The addition of the usual additives, such as lime, etc., can easily be carried out.

Auf Grund dieser reuen Erkenntnis gelingt es, die bisher praktisch nur dem Herdofen, inbesondere dem Siemens-Martin-Ofen, zur Verarbeitung vorbehaltenen Ausgangsstoffe, wie Schrott usw., im Windfrisch-Verfahren auf -Stahl - zu verarbeiten bzw. zu regenerieren. Denkt man sich das Roheisen -durch den kokshaltigen Eisenschwamm ersetzt, so können praktisch alle Betriebsarten des Siemens-Martin-Ofens, wie -das Roheisen-Schrott-, Roheisen-Erz-, ferner das Hoesch-Verfahren u. a., nunmehr auch im Konverter u. dgl. durchgeführt werden.On the basis of this regretful knowledge, it is possible to achieve the practical results so far only reserved for the hearth furnace, in particular the Siemens-Martin furnace, for processing Raw materials, such as scrap, etc., to be processed using the wind-fresh method on steel or to regenerate. If you think of the pig iron - through the coke-containing sponge iron replaced, practically all operating modes of the Siemens-Martin furnace, such as -das Pig iron scrap, pig iron ore, also the Hoesch process and others, now also in the converter and the like.

Die Durchführung dieser gemeinsamen Verarbeitung von kohlenstoff- bzw. kokshaltigem Eisenschwamm und Schrott usw. wird erheblich erleichtert, wenn der kokshaltige Eisenschwamm in einer möglichst gleichmäßig stückigen Form verwendet wird, wenn er ferner frei von teerigen Bestandteilen und größeren Gasgehalten ist und wenn die Stückform auch bei hohen Temperaturen nicht vorzeitig zerfällt. Daher ist ein richtig verkoktes und reduziertes Erz-Kohle-Brikett, das aus einer Mischung -von Feinerz und. feinkörnigem Brennstoff unter Zusatz eines geeigneten wärmebeständigen Bindemittels hergestellt ist, am besten geeignet. Ein durch nachträgliches Imprägnieren mit dickflüssigen Ab-.fallkohlernwasserstoffen, wie Rückständen der Teer-und Erdöl-Aufarbeitung u. dgl. kohlenstoffhaltig gemachter Eisenschwamm, wird zweckmäßig vor dem Einbringen in den Konverter, einer Vorerhitzung unterworfen, um die leichter flüchtigen Bestandteile des Imprägnierungsmittels auszutreiben und für sich zu gewinnen und zu verwerten. Der gleiche Zweck wird auch dann erreicht, wenn der heiße Eisenschwamm unmittelbar nach seiner Erzeugung in derartige schwere Kohlenwasserstoffe eingetaucht wird, vorausgesetzt, daß sein Gehalt an fühlbarer Wärme ausreicht, um den aufgenommenen Teer od. dgl. zu verkoken. Durch die Freiheit von teerigen und flüchtigen Bestandteilen sowie durch die Vermeidung eines vorzeitigen Zerfalles bei der Erhitzung im Konverter werden nicht nur erhebliche Stoffverluste, sondern auch Belästigungen der Umgebung vermieden, und zugleich wird der gleichmäßige und schnelle Ablauf des Schmelzvorganges begünstigt.The implementation of this joint processing of carbon or coke-containing sponge iron and scrap, etc. is greatly facilitated if the coke-containing sponge iron is used in as evenly lumpy form as possible if it is also free from tarry components and larger gas contents and if the shape of the bar does not disintegrate prematurely, even at high temperatures. Therefore is a properly coked and reduced ore-coal briquette made from a mixture -of fine ore and. fine-grain fuel with the addition of a suitable heat-resistant Binder is most suitable. A through subsequent impregnation with viscous waste hydrocarbons, such as residues from tar and petroleum processing and the like carbonated sponge iron is expedient before introduction in the converter, subjected to preheating to remove the more volatile constituents to drive out the impregnation agent and to gain and utilize it. The same purpose is also achieved when the hot sponge iron is immediate is immersed in such heavy hydrocarbons after its generation, provided that its sensible heat content is sufficient to absorb the To coke tar or the like. Because it is free from tarry and volatile components and by avoiding premature disintegration when heated in the converter Not only are there significant material losses, but also nuisance to the environment avoided, and at the same time the smooth and rapid progress of the melting process favored.

Die Beschickung, und zwar sowohl der kokshaltige Eisenschwamm als auch der mitzuverarbeitende Schrott usw., sowie die üblichen Zuschläge können entweder gemeinsam auf einmal oder in mehreren Teilmengen in- den Konverter u. ä. aufgegeben werden.The feed, both the coke-containing sponge iron and also the scrap to be processed, etc., as well as the usual surcharges can either abandoned together at once or in several partial quantities in the converter and the like will.

Grundsätzlich kann die Verarbeitung einer derartigen Beschickung auf Stahl in einem Arbeitsgang erfolgen. Oftmals ist es jedoch zweckmäßig, die Beschickung in zwei oder mehr Stufen zu verarbeiten, beispielsweise so, daß in der ersten Stufe bzw. in der ersten Blase-Periode mit Kalt- oder Heißwind bis zur völligen Einschmelzung und Homogenisierung der gesamten Beschickung geblasen wird, worauf nach Abzug der gebildeten Schlacke und gegebenenfalls nach Beifügung weiterer Zuschlagstoffe nunmehr die zweite Stufe bzw. zweite Blase-Periode mit Sauerstoff oder sauerstoffangereichertem Wind geblasen wird.In principle, such a charge can be processed Steel can be done in one operation. Often, however, it is expedient to use the feed to process in two or more stages, for example so that in the first stage or in the first bubble period with a cold or hot wind until it melts completely and homogenization of the entire charge is blown, whereupon after deduction of the formed slag and now, if necessary, after adding further additives the second stage or second bubble period with oxygen or oxygen-enriched Wind is blown.

Die verschiedenen Blase-Perioden lassen sich auch in zwei oder mehr hintereinandergeschalteten Konvertern u. ä. durchführen, in welche die Schmelze jeweils übergeführt wird. Dabei kann unter anderem auch der Aufenthalt der Schmelze in dem Transportgefäß, der Pfanne - gegebenenfalls auch in einem zwischengeschalteten Mischer od. dgl. - zur Korrektur der Zusammensetzung der Schmelze, z. B. zur Entschwefelung oder zur Beifügung von Legierungsstoffen, benutzt werden.The different bladder periods can also be divided into two or more series-connected converters and the like carry out, in which the melt is transferred in each case. Among other things, this can also include the residence of the melt in the transport vessel, the pan - possibly also in an intermediate one Mixer od. Like. - To correct the composition of the melt, z. B. for desulfurization or to add alloys.

In besonderen Fällen kann an Stelle des üblichen birnenförmigen Konverters mit Bodendüsen auch eine andere Konverterform, z. B. ein Konverter mit Seitendüsen, verwendet werden. Dies kommt beispielsweise dann in Betracht, wenn sperriger Schrott mitzuverarbeiten ist. Wird in mehreren hintereinandergeschalteten Stufen gearbeitet, so kann z. B. die im Konverter mit Seitendüsen als erste Stufe erzeugte Schmelze anschließend in Konvertern mit Bodendüsen weiterverarbeitet werden.In special cases, instead of the usual pear-shaped converter with bottom nozzles also another form of converter, e.g. B. a converter with side nozzles, be used. This comes into consideration, for example, when bulky scrap is to be processed. If you work in several stages connected in series, so can z. B. the melt generated in the converter with side nozzles as the first stage can then be further processed in converters with floor nozzles.

Eine weitere Maßnahme zur Durchführung der Erfindung kann darin. bestehen, die in- aufeinanderfolgenden Stufen verwendeten Konverter u. ä. mit unterschiedlicher Zustellung (sauerer, neutraler oder basischer Auskleidung) auszustatten und/oder mit sauerer oder basischer Schlackenführung zu betreiben.Another measure for carrying out the invention can be therein. exist, the successive stages used converters and the like with different To equip delivery (acidic, neutral or basic lining) and / or to operate with acidic or basic slag feed.

Der auf diese Weise im Windfrisch-Verfahren erzeugte Stahl kann - gegebenenfalls in flüssigem Zustande - einer bekannten Verfeinerung, z. B. im Herd- oder Elektro-Ofen, zur Umwandlung in Sonderstähle zugeführt werden.The steel produced in this way in the wind-fresh process can - optionally in a liquid state - a known refinement, e.g. B. in the stove or electric furnace, for conversion into special steels.

Das neue Verfahren gestattet die Vorteile des Windfrischens, insbesondere die kurze Chargen-Dauer im Konverter, mit den bisher in der Hauptsache dem Herd-Frischen vorbehaltenen Aufarbeiten von Schrott, Luppen usw. zu verbinden und somit die Erzeugung von Massen-Stahl erheblich zu erleichtern und zu verbilligen. Dies trifft um so mehr zu, als Ausgangsstoffe zur Herstellung von kokshaltigem Eisenschwamm dienen können, die in großer Menge vorkommen und bis heute wirtschaftlich schwer zu verwerten sind, wie dies einerseits bei Feinerzen usw. und andererseits bei feinkörnigen festen sowie bei Aufarbeitungs-Rückständen von flüssigen Brennstoffen der Fall ist.The new process allows for the advantages of wind freshening, in particular the short batch duration in the converter, with the previously mainly stove-freshening reserved processing of scrap, rags, etc. to connect and thus the production of bulk steel to be made considerably easier and cheaper. This is particularly true more to serve as starting materials for the production of coke-containing sponge iron that occur in large quantities and are still difficult to recycle economically today are, as on the one hand with fine ores etc. and on the other hand with fine-grained solid as is the case with processing residues from liquid fuels.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur direkten Stahlerzeugung in Konvertern u. ä. unterbrochen arbeitenden Blasöfen nach Patent 931 596, dadurch gekennzeichnet, daß dem kohlenstoff- bzw. kokshaltigen Eisenschwamm (bzw. dem weitgehend reduzier-, ten Eisenoxyd) eine seinem überschüssigen Kohlenstoff- bzw. Koksgehalt entsprechende Menge an Schrott, Luppen, Erz od. dgl. als Bestandteile der Beschickung beigegeben wird. PATENT CLAIMS: i. Process for direct steel production in converters and similar intermittently operating blow ovens according to patent 931 596, characterized in that the carbon or coke-containing iron sponge (or the largely reduced iron oxide) is given an amount corresponding to its excess carbon or coke content on scrap, blows, ore or the like. Is added as components of the charge. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der kokshaltige Eisenschwamm in gleichmäßiger Stückgröße und wärmebeständiger Stückform sowie mit weitgehender Freiheit von bituminösen und gasförmigen Bestandteilen verwendet wird. 2. The method according to claim i, characterized in that that the coke-containing sponge iron is uniform in size and more heat-resistant Piece form and with extensive freedom from bituminous and gaseous components is used. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der Beschickung in zwei oder mehr Blase-Stufen durchgeführt wird, wobei beispielsweise die erste Stufe unter Verwendung von Kalt- oder Heißwind, die weitere oder letzte Stufe dagegen mit Sauerstoff oder sauerstoffangereichertem Wind durchgeführt wird. q.. 3. The method according to claim i or 2, characterized in that the feed processing is carried out in two or more blowing stages, for example, the first stage using cold or hot wind, the further or last stage, however, with oxygen or oxygen-enriched wind is carried out. q .. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Blase-Stufen in verschiedenen Konvertern u. ä. durchgeführt werden, d. h. daß die in der vorhergehenden Stufe erzeugte Schmelze in die jeweils folgende Stufe gebracht wird. Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the different bubble stages are carried out in different converters and the like be, d. H. that the melt generated in the previous stage in the respective next stage is brought. 5. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß während des Transportes der Schmelze zum folgenden Konverter eine Beeinflussung der Zusammensetzung der Schmelze, z. B. ein Entschwefeln oder die Beifügung eines Legierungsstoffes usw., vorgenommen wird. 5. The method according to claim q., Characterized in that that an influence during the transport of the melt to the following converter the composition of the melt, e.g. B. desulfurization or the addition of a Alloy material, etc., is made. 6. Verfahren nach Anspruch q. oder 5, dadurch gekennzeichnet,. daß die in den aufeinanderfolgenden Stufen verwendeten Konverter u. ä. mit unterschiedlicher Zustellung (sauerer, neutraler oder basischer Auskleidung) ausgestattet und/oder mit sauerer oder basischer Schlackenführung betrieben werden. 6. The method according to claim q. or 5, characterized,. that those used in the successive stages Converters and the like with different delivery (acidic, neutral or basic Lining) equipped and / or operated with acidic or basic slag feed will. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei der Mitverarbeitung von sperrigem Schrott u. dgl. ein Konverter mit seitlichen Düsen verwendet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that especially when processing bulky scrap and the like, a converter is used with side nozzles.