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Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen von Roheisen zu Stahl durch Aufblasen sauerstoffhaltiger Frischmittel
Es sind viele Vorschläge bekanntgeworden, durch Auf- oder Einblasen gasförmiger Frischmittel in einen steten Roheisenstrom die Umwandlung zu Stahl zu erzielen. Den meisten Vorschlägen ist ein Gesichtspunkt gemeinsam, nämlich den Roheisenstrom in waagrechter oder schwach geneigter Lage anzuordnen. Um dabei die auch dann noch hintereinander oder besser nebeneinander ablaufenden Reaktionen richtig steuern zu können, ist vielfach vorgeschlagen worden, durch fuchsähnliche Einbauten Reaktionabteilungen zu schaffen, die mit Schlacken unterschiedlicher Zusammensetzung beschickt werden können. Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Reaktionsschlacke im Gegenstrom zum Roheisen aufzugeben und fliessen zu lassen.
Bei der Durchführung eines solchen Verfahrens gewährleistet die Vorrichtung einen nahezu waagrechten, einander entgegengerichteten Stromfluss von Roheisen und Schlacke. Es soll dadurch gewährleistet werden, dass die besonders reaktionsfähige Schlacke mit dem schon stark vorgefrischten Metall in Berührung und zur Wirkung kommt.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, einen frei fliessenden Roheisenstrahl durch seitliches Anblasen mit sauerstoffhaltigen Frischgasen, gegebenenfalls unter Einführung pulverförmiger Schlackenbestandteile in den Gasstrom, zu Stahl zu frischen. Durch eine solche Vorrichtung würde die sich bildende Schlacke unmittelbar mit dem Roheisen abgeführt werden und könnte gegebenenfalls nachträglich in einen beliebigen Behälter mit dem am Reaktionsort vorgefrischten Metall weiter reagieren.
Alle diese Vorschläge besitzen und behandeln eine grosse Schwierigkeit darin, zwischen Eisen und Schlacke die zur Erfüllung der Reaktionen erforderlichen Bedingungen hinsichtlich der Reaktionszeit und der Berührung zwischen Metall und Schlacke zu schaffen.
Es hat sich nun nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren gezeigt, dass es möglich ist, beim Windfrischen beliebiger Art alle Frischreaktionen, nicht nur beispielsweise die Entkohlung und die Entphosphorung, sondern zugleich auch die Verschlackung des Siliziums und des Mangans, gleichzeitig und vollständig ablaufen zu lassen, wenn man nur alle zum Frischen gehörigen Komponenten : Sauerstoff, Roheisen und Schlacke, zugleich und mengenmässig genau dosiert, stetig zusammenströmen lässt, bis das Fassungsvermögen des Frischbehälters erreicht ist.
Dieses noch nicht zum Stande der Technik gehörende Verfahren, das als diskontinuierlich arbeitendes Verfahren entwickelt wurde, lässt sich für den speziellen Fall des Frischens von oben durch Aufblasen gasförmiger Frischmittel auf die Badoberfläche bei erfindungsgemässer Vorrichtung als kontinuierliches Verfahren mit allen Vorteilen eines solchen kontinuierlichen Verfahrens durchführen.
Diese Vorrichtung gestattet es, an gleicher Stelle alle Komponenten, die miteinander zur Wirkung und Reaktion kommen müssen, Sauerstoff, Roheisen, Schlacke und die Reaktionswärme, so zusammenzubringen, dass alle Reaktionen zugleich ablaufen und dass, unbehindert von den Vorgängen an dieser Reaktionsstelle, der Stahl und die überschüssige Schlacke stetig und mit nahezu gleichbleibender Zusammensetzung bei etwa gleicher Temperatur abfliessen.
Die Vorrichtung besteht erfindungsgemäss aus einem langgestreckten, senkrecht stehenden Behälter, der vorzugsweise zylindrisch ist, einer darüber angeordneten Zuführungsvorrichtung für einen Roheisen-
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strahl, eine Frischgaszuführung zu der bzw. zu den Blaslanzen, eine Aufgabevorrichtung für Zuschlagstoffe sowie je eine Öffnung zum Abziehen des fertigen Stahles und der Schlacke. An die Bodenöffnung zum Abziehen des fertigen Stahles schliesst sich zweckmässig ein Siphon mit einem Überlauf wenig oberhalb des Metallspiegel im Behälter an. Ausserdem ist der Behälter vorzugsweise mit einem Deckel versehen mit Öffnungen für Roheisen, für die Zuführung für gasförmige Frischmittel, für Zuschläge und für das Abgas.
Die Erfindung soll an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert werden :
In einem langgestreckten, zweckmässig runden Behälter 1 werden der Roheisenstrahl 2 und, durch eine zweckmässig wassergekühlte Blaslanze 3, das sauerstoffhaltige Frischmittel 4 gleichförmig und stetig auf die Oberfläche 5 des in diesem Behälter 1 befindlichen Bades 6 geleitet. Zugleich lässt eine an sich bekannte Aufgabevorrichtung 7 stetig oder in Portionen Schlackenbildner oder Kühlmittel aller möglichen Art 8 auf die Oberfläche 5 aufgeben. Der fertige Stahl fliesst stetig an der tiefsten Stelle des Behälters 1 durch eine Öffnung 9 so heraus, dass während des Frischens bei gleichförmigem Roheisenzustrom der Metallspiegel 5 in gleicher Höhe stehen bleibt.
Eine entsprechende Regelung kann durch eine Veränderung der Auslauföffnung oder, für gleichbleibende Auslauföffnung, durch eine gemeinsame Regelung des Roheisenzustromes und des Frischgaszustromes erfolgen. Jedoch ist eine solche Regelung besonders vorteilhaft so zu bewerkstelligen, dass der am Boden des Gefässes austretende Stahl durch einen Siphon 10 geleitet wird mit einem Überlauf 11, der entsprechend der Summe der Drucke der Metall- und Schlackensäule im Behälter ein wenig über dem Metallspiegel 5 des Behälters liegt. Über dem Metallspiegel wird eine gleichbleibende Schlackenschicht 12 dadurch aufrechterhalten, dass der Behälter 1 einen Schlackenüberlauf 13 besitzt.
Es gehört ferner zur erfindungsgemässen Vorrichtung, dass der Zustrom des Roheisens 2 und des sauerstoffhaltigen Frischmittels 4 zueinander automatisch geregelt wird in an sich bekannter Weise, beispielsweise so, dass sauerstoffhaltiges Frischmittel und Roheisen beide über je einen Vorratsbehälter 14 und 15 aufgegeben werden, wobei beide Vorratsbehälter über eine Waage 16 stets so gegeneinander aufgewogen werden, dass die Gewichtsverluste beider Vorratsbehälter nach vorgegebenem Gewichtsverhältnis gleichgehalten werden. Aber auch jede andere Vorrichtung, die eine gleichbleibende automatische oder manuelle Dosierung von Roheisen und sauerstoffhaltigem Frischgas gestattet, gehört zur Erfindung.
Über dem Behälter kann ein Deckel 17 zur Verminderung der Abstrahlung angebracht sein, der ausser den Öffnungen für Roheisen 18, gasförmiges Frischmittel 19 und Zuschläge 20 eine Abgasöffnung 21 enthält, wobei mehrere dieser Ströme auch durch eine Öffnung strömen dürfen.
Behälter und Deckel erhalten eine keramische, feuerfeste Auskleidung. Je nach der Kapazität dieser Vorrichtung kann mit einem oder mehreren auf die Oberfläche blasenden Gasströmen und auch mit einem oder mehreren Roheisenströmen gearbeitet werden. Desgleichen können ein oder mehrere Aufgabevorrichtungen für feste Zuschlagstoffe aller Art vorgesehen sein.
Als Frischmittel kann technisch reiner Sauerstoff, Luft, CO, H O je für sich oder in beliebiger Mischung verwendet werden.
Bläst man mit mehreren Blaslanzen oder durch eine Lanze mit mehreren Blasströmen, so lässt sich bei Benutzung der erfindungsgemässen Vorrichtung besonders vorteilhaft nach einem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Verfahren so arbeiten, dass ein oder mehrere Blasströme durch die Schlackenschicht hindurch auf oder in das Metallbad und der andere oder die anderen Blasströme lediglich auf oder in die Schlacke blasen. Nach diesem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Verfahren gelingt es, für vorgegebenen Qxydationsgrad von Metall und Schlacke, zu kennzeichnen beispielsweise durch den P-Gehalt oder den Mn-Gehalt im Metall und den FeO-Gehalt der Schlacke, den Kohlenstoffgehalt des Metalles in weiten Grenzen regelbar einzustellen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung vereint alle Vorzüge baulicher Einfachheit, um ein solches kontinuierliches Verfahren technisch einwandfrei und damit betriebssicher und wirtschaftlich durchführen zu können.
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