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Verfahren zur Herstellung geschmolzener Schlacke für die Schweisseisenfabrikation nach dem Aston-
Verfahren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geschmolzener Schlacken und zum Wiederschmelzen abgefallener Schweissschlacken für die Herstellung von Sehweisseisen nach dem Aston-Verfahren, welches den Gegenstand der österr. Patente Nr. 93838 und Nr. 101003 bildet.
Für die Durchführung des Aston-Verfahrens ist es von Bedeutung, dass die Zusammensetzung und Beschaffenheit der Schlacke regelmässig und gleichförmig sind und der am besten geeigneten Art Puddelschlaeke entsprechen, die beim Handpuddelverfahren entsteht. Durch Aufrechterhalten einer
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Schlaekenzustandes unmöglich sind.
Zum Schmelzen und Wiedereinschmelzen von Schlacke für das Aston-Verfahren wurde bisher ein Kupolofen verwendet, der durch feste Brennstoffe, z. B. Koks, geheizt wurde ; die Beschaffenheit und Zusammensetzung der hiebei entstehenden Schlacke waren jedoch nicht gleichförmig, weil der Koks einen Teil des Eisenoxydes in dem schlaekenbildenden Gut reduziert, so dass sich metallisches Eisen im Untergestell oder am Boden des Kupolofens ansammelt. Diese Reduktion von Eisenoxyden vergrössert aber den relativen Gehalt an Kieselsäure in der Schlacke und macht sie für die Verwendung im Aston-Verfahren ungeeignet.
Infolge von Änderungen der Schmelztemperaturen in den oberen Zonen des im Kupolofen geschichteten Gutes, des Winddruckes, der Windmenge, der Feuchtigkeit der ein-
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ändert sich auch der Prozentsatz der reduzierten Eisenoxyde und dementsprechend die Zusammensetzung der Schlacken.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass beim Schmelzen der Schlackenbestandteile die Reduktion von Eisenoxyden praktisch verhindert und dadurch das gewünschte Verhältnis der Silikate und Eisenoxyde in der Schlacke aufrechterhalten wird.
Gemäss der Erfindung werden die schlackenbildenden Stoffe oder die Schlacke unter Ausschluss einer reduzierenden Atmosphäre geschmolzen oder wiedergeschmolzen. Vorzugsweise findet hiezu ein Herdofen Verwendung, in dem eine nichtreduzierende Flamme auf die Beschickung gerichtet ist, so dass keine festen Brennstoffe mit der Beschickung in Berührung kommen.
Als Brennstoff kann z. B. Gas, Öl oder Kohlenstaub Verwendung finden, deren Verbrennung ausserhalb der Beschickung und nicht in ihr stattfindet, wie dies z. B. beim Kupolofen der Fall ist, wobei
Koks oder andere feste Brennstoffe verwendet werden. Der im Brennstoff enthaltene Kohlenstoff muss durch vollständige Verbrennung unter Luftüberschuss vergast werden, so dass praktisch kein Kohlenstoff vom Schlackenbad aufgenommen werden und folglich keine Reduktion von Eisenoxyden stattfinden kann.
Um die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erhöhen, wird die feste Charge vorteilhaft vorgewärmt oder teilweise oder vollständig geschmolzen, bevor sich das flüssige Schlackenbad im Herd ansammelt. Hiezu verwendet man vorzugsweise einen stehenden Schachtofen, in den die schlackenbildenden Stoffe oder die wiederzuschmelzende Schlacke eingesetzt werden ohne Zusatz von Koks oder
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andern festen Brennstoffen, die sonst in Schaehtöfen Verwendung finden. Der Schacht wird vorzugsweise durch die heissen Verbrennungsgase des Herdofens beheizt und daher vorteilhaft über dem Herdofen angeordnet. In diesem Fall braucht der Herdofen kein Regenerativofen zu sein, da die Beschickung des Schachtofens den Heizgasen einen hinreichenden Teil ihrer Wärme entzieht, bevor sie in den Schornstein gelangen.
Der Schachtofen muss aber nicht direkt mit dem Herdofen verbunden sein, da die hocherhitzte Verbrennungsgase, z. B. einer Öl-, Gas-oder Kohlenstaubfeuerung, irgendwie in den Herd oder das Untergestell des Schachtes geleitet werden können, der einem Kupol- oder Gebläseofen angehören kann.
Wenn ein solcher Schachtofen Verwendung findet, ist es nötig, dass die schlackenbildenden Stoffe @der die wiederzuschmelzende Schlacke aus genügend groben Stücken besteht, damit die Beschickung für die aufsteigenden heissen Verbrennungsgase durchlässig ist. Dies erreicht man vorzugsweise dadurch, dass man einen genügenden Prozentsatz grober fester Stoffe zusetzt, z. B. Heizofenschlacke, groben Kies, Erzklumpen oder Erzschlacke oder gesintertes Erz. Diese groben Zuschläge oder Stoffe sorgen für hinreichende Durchtrittsräume für das aufsteigende Gas, was bei gewöhnlichen Kupolöfen durch den mitaufgegebenen Koks erzielt wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist also sowohl zur Herstellung geschmolzener Schlacke als auch zum Wiedereinschmelzen von abgefallener Schlacke anwendbar, wie sie z. B. aus der Schweisseisenluppe ausfliesst oder in den Giesspfannen zurückbleibt. In manchen Fällen kann die Beschickung sowohl aus frischen Stoffen, wie beispielsweise aus Eisenerz, Walzglühspan, Walzschlacke, Puddelschlaeke, ferner andern Eisenoxyden, wie z. B. Ofenschlacke mit Silikaten oder Kieselerde (wie Kiesel, Quarzit oder Sand), als auch aus einem entsprechenden Teil kalter Abfallschlacke bestehen, die wieder zu schmelzen ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäss hergestellten Schlacke bestehen in der Gleichförmigkeit und der vorzüglichen Qualität, die ganz bedeutenden Einfluss auf die erreichbare Güte des im Aston-Verfahren hergestellten Schweisseisens haben.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann in den verschiedensten Vorrichtungen und Ofen durchgeführt werden.
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Process for the production of molten slag for welding iron production according to the Aston
Procedure.
The invention relates to a method for the production of molten slag and for the remelting of fallen welding slag for the production of welding iron according to the Aston process, which is the subject of Austrian patents No. 93838 and No. 101003.
For the implementation of the Aston process, it is important that the composition and nature of the slag are regular and uniform and correspond to the most suitable type of puddle that is produced by the hand puddle process. By maintaining a
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Sleeping condition are impossible.
For melting and remelting slag for the Aston process, a cupola furnace has been used, which is powered by solid fuels, e.g. B. coke, was heated; the quality and composition of the resulting slag were not uniform, however, because the coke reduced some of the iron oxide in the slack-forming material, so that metallic iron accumulated in the base or at the bottom of the cupola. However, this reduction of iron oxides increases the relative content of silica in the slag and makes it unsuitable for use in the Aston process.
As a result of changes in the melting temperatures in the upper zones of the material layered in the cupola, the wind pressure, the amount of wind, the humidity of the
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the percentage of reduced iron oxides also changes and, accordingly, the composition of the slags.
According to the invention, these disadvantages are avoided in that, when the slag components melt, the reduction of iron oxides is practically prevented and the desired ratio of silicates and iron oxides in the slag is thereby maintained.
According to the invention, the slag-forming substances or the slag are melted or remelted with the exclusion of a reducing atmosphere. A hearth furnace is preferably used for this purpose, in which a non-reducing flame is directed at the charge so that no solid fuels come into contact with the charge.
As a fuel z. B. gas, oil or coal dust use whose combustion takes place outside of the feed and not in it, as z. B. is the case with the cupola, wherein
Coke or other solid fuels can be used. The carbon contained in the fuel has to be gasified by complete combustion with excess air so that practically no carbon is absorbed by the slag bath and consequently no reduction of iron oxides can take place.
To increase the economy of the process, the solid charge is advantageously preheated or partially or completely melted before the liquid slag bath collects in the hearth. For this purpose, a standing shaft furnace is preferably used, in which the slag-forming substances or the slag to be remelted are used without the addition of coke or
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other solid fuels that are otherwise used in ovens. The shaft is preferably heated by the hot combustion gases of the hearth furnace and is therefore advantageously arranged above the hearth furnace. In this case, the hearth furnace does not need to be a regenerative furnace, since the loading of the shaft furnace removes a sufficient part of the heat from the heating gases before they reach the chimney.
The shaft furnace does not have to be connected directly to the hearth furnace, since the highly heated combustion gases, e.g. B. an oil, gas or pulverized coal furnace, can somehow be directed into the stove or the underframe of the shaft, which can belong to a cupola or fan furnace.
If such a shaft furnace is used, it is necessary that the slag-forming substances or the slag to be remelted consist of sufficiently coarse pieces so that the charge is permeable to the rising hot combustion gases. This is preferably achieved by adding a sufficient percentage of coarse solids, e.g. B. furnace slag, coarse gravel, ore lumps or ore slag or sintered ore. These coarse aggregates or substances ensure sufficient passage spaces for the rising gas, which is achieved in ordinary cupolas by the coke given up.
The method according to the invention can thus be used both for the production of molten slag and for remelting fallen slag, as it is e.g. B. flows out of the welding iron pellet or remains in the ladle. In some cases, the charge can be made from fresh materials such as iron ore, mill slag, mill slag, puddle slag, and other iron oxides, such as B. furnace slag with silicates or silica (such as silica, quartzite or sand), as well as consist of a corresponding portion of cold waste slag that has to be melted again.
The advantages of the slag produced according to the invention consist in the uniformity and the excellent quality, which have a very significant influence on the achievable quality of the welding iron produced in the Aston process.
The method according to the invention can be carried out in a wide variety of devices and ovens.