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Verfahren zur Erzeugung von Stahl mit beliebigem Kohlenstoffgehalt aus phosphorhaltigem Roheisen sowie Konverter hiezu
Die Erfindung betrifft Verfahren sowie auch zugehörige, kippbare Konverter zur Erzeugung von Stahl mit beliebigem I gegebenenfalls hohem Koh1enstoffgehalt aus phosphorhaltigem Roheisen in einem Konverter unter Entphosphorung über die Schlacke durch Aufblasen von hochsauerstoffhaltigen Frischgasen auf oder in eine primär gebildete FeO-haltige Kalkschlacke bei Vermeidung eines direkten Kontaktes von Blasmittel und Metall nach der Schlackenbildung.
Mittels des Verfahrens können aus phosphorhaltigem Roheisen Stähle von gewünschtenfalls auch hohem Kohlenstoffgehalt unmittelbar im Konverter, d. h. in einem Arbeitsgang, ausschliesslich durch Herunterkohlung hergestellt werden, d. h. die sonst in solchen Fällen nach beendetem Frischprozess notwendige Wiederaufkohlung des Stahles auf den gewünschten Kohlenstoffgehalt soll vermieden werden.
Bei den bisher bekannten Frischverfahren zur Verarbeitung von Roheisen mit vergleichsweise hohem Phosphorgehalt war diese Arbeitsweise der nachträglichen Wiederaufkohlung aus metallurgischen Gründen erforderlich, weil bei diesem Verfahren der Phosphor erst nach beendeter Entkohlung verbrennt ; ein Abfangen der Schmelze bei dem gewünschten Endgehalt an Kohlenstoff ist aber nur beim Frischen von niedrigphosphorhaltigem Roheisen nach dem Aufblaseprinzip möglich, wobei aber wegen der Kürze des gesamten Blasvorganges und der hohen Geschwindigkeit der Entkohlung auch keine befriedigende Genauigkeit bezüglich des Endgehaltes an Kohlenstoff erreicht werden kann.
Es wurden daher auch bereits Frischverfahren vorgeschlagen, bei denen zur Beseitigung der obigen Schwierigkeiten der Verlauf der Entphosphorung vorverlegt und ausserdem die Geschwindigkeit der Kohlenstoffverbrennung abgebremst wird, wodurch der Frischvorgang bei einem genau definierten Kohlenstoffgehalt abgebrochen werden kann.
Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren dieser Art erfolgt das Aufblasen des Frischgases unter Frischen mit Sauerstoff bzw. mit an Sauerstoff angereicherter Luft auf oder in eine primär gebildete FeOhaltige Kalkschlacke unter Vermeidung eines direkten Kontaktes von Blasmittel und Metall'nach der Schlackenbildung, wobei sich also die Umsetzungsvorgänge innerhalb des Schlackenkörpers vollziehen und der Phosphor durch indirekte Oxydation bis auf Spuren verschlackt werden kann, obwohl der Kohlenstoffrestgehalt des Bades noch bis zu 1,5% beträgt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ferner auch-mit Ausnahme seiner Anfangsphase, während welcher die Schlackenschicht gebildet wird-das Auftreten des unerwünschten braunen Eisenrauches und die damit verbundenen Eisenverluste vermieden.
Seine Anwendungsmöglichkeit ist jedoch auf die Erzeugung von Stählen mit bis zu mittleren Kohlenstoffgehalten beschränkt.
Schliesslich wird ein-z. B. aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 114. 544 bekanntes - Frischverfahren un - ter gleichzeitigem Bodenblasen und Aufblasen durchgeführt, wobei jedoch das Aufblasen - insbesondere hinsichtlich des etwaigen Durchsch1agens der Schlackenschicht - keinerlei einschränkender Vorschrift un- terliegt.
Durch die Lehre der Erfindung wird nun das vorher genannte Frischverfahren derart abgewandelt, dass die Herstellung von Stählen mit jedem gewünschten, praktisch in Betracht kommenden Kohlenstoffendge-
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halt des fertigen Stahles unter genauester Einhaltung dieses Wertes möglich ist.
Nach der Erfindung wird das Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Erzeugung von Stahl dahin ausgestaltet, dass die Entphosphorung bei liegendem Konverter durchgeführt wird und die der Entphospho- rung folgende Entkohlung durch Blasen durch das Bad hindurch erfolgt, u. zw. in einer derart mehr oder weniger geneigten oder auch aufrechten Stellung des Konverters, dass sich wenigstens ein Teil der Boden- blasdüsen unter der Badoberfläche befindet. Durch mehr oder weniger starkes Neigen des Konverters kann die Zahl der eingetauchten Düsen geändert und damit die Entkohlungsgeschwindigkeit weitestgehend ge- steuert werden. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird also die getrennte Entphosphorung und die nachfolgende Entkohlung in einem Arbeitsgang in ein und demselben Konverter durchgeführt.
Um das Auftreten von braunem Eisenrauch auch in der Anfangsphase der Bildung der Schlackenschicht zu verhindern, kann beieiner weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens auch die Anfangs- phase der Bildung der Schlackenschicht und Entsilizierung nach dem Bodenblasverfahren im aufrecht stehenden Konverter, d. h. unter Bodenblasen, unter Verwendung von Blasgasen mit geringem Sauerstoffge- gehalt bzw. von solchen Gasen durchgeführt werden, die auch bei ihrer Dissoziierung wenig Sauerstoff abgeben.
Nach der Erfindung ist weiters ein Konverter zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahren vorgesehen, der ausser den normalen Bodendüsen mit in seinem Rücken angeordneten, bei liegendem Konverter vertikal auf das Bad gerichteten Düsen und/oder in seinen Flanken eingesetzten Düsen ausgestattet ist, die schräg auf die Badoberfläche gerichtet sind.
In der Zeichnung ist ein kippbarer Konverter in liegender Stellung in Fig. 1 im Mittelschnitt sowie in Fig. 2 im Querschnitt li-lI der Fig. 1 dargestellt.
Dieser Konverter weist in üblicher Weise einen normalen Düsenboden a mit Windkasten b auf, der an eine Zuleitung für vorzugsweise weniger sauerstoffreiche Frischgase angeschlossen istund sich in liegender Stellung des Konverters an dessen Seite befindet ; am Rücken und/oder wahlweise auch in den Flanken des Konverters sind weitere Windkästen c, und c'angeordnet, aus welchen durch Blasdüsen d während der in liegender Stellung des Konverters durchgeführten Entphosphorung hochsauerstoffhaltige Frischgase von oben bzw. vorzugsweise schräg auf die Badoberfläche geleitet werden.
Die Anordnung der Bodendüsen ist also die gleiche, wie im Falle eines normalen bodenblasenden Konverters, mit dem einzigen Unterschied, dass der gesamte Düsenquerschnitt um etwa 20 - 30% kleiner sein kann.
Die von oben blasenden Düsen bestehen aus durch das feuerfeste Futter des Konverters hindurchgeführten Rohren d aus Kupfer, die bei Neuzustellung des Konverters mit der das Futter bildenden Dolomitmischung eingestampft oder eingemauert werden. Die Anordnung dieser Kupferrohre erfolgt zweckmässig so, dass die hochsauerstoffhaltigen Frischgase unter möglichst geringen Verlusten mit der Metalloberfläche bzw. der Schlackenschicht in Reaktion kommen können. Sie werden, wie aus Fig. 1 ersichtlich, im wesentlichen im Mittelteil des Konverterrückens bzw. der Flanken und im Falle eines Konverters normaler Abmessungen im grössenordnungsmässigen Abstand von wenigstens 1500 mm von der Konvertermündung und 800 mm vom Boden angebracht.
Die seitlichen Blasdüsen sind so angeordnet, dass sie in Schrägrich- tung bzw. annähernd tangential auf die Badoberfläche wirken.
In der horizontalen Lage des Konverters, d. h. während des Entphosphorungsvorgangs, liegt die Gesamtheit der Bodendüsen oberhalb des Bades. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass beim Kippen des Konverters in eine mehr oder weniger grosse Schräglage eine je nach dem angestrebten Ergebnis des Entkohluhgsprozesses grössere oder kleinere Zahl von Blasdüsen in das Bad eintauchen und durch dieses hindurch- blasen. Während die nicht eintauchenden Düsen auf das Bad fächelnd aufblasen, so dass in dieser Phase alle Variationsmöglichkeiten zwischen ausschliesslichem Blasen durch das Bad hindurch und teilweisem Aufblasen gegeben sind.
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