AT234125B - Verfahren zur Herstellung von Vormetall oder Stahl aus phosphorhaltigem Roheisen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Vormetall oder Stahl aus phosphorhaltigem Roheisen 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vormetall oder Stahl aus phosphorhaltigem Roheisen mit beliebigen, bis zu den praktisch für Thomasroheisen in Betracht kommenden Phosphorgehalten in Konvertern oder andern Frischgefässen unter Verwendung sauerstoffhaltiger, gasförmiger Frischmittel und Schlackenbildner, insbesondere von Kalk, nach dem Aufblas-Prinzip nach Patent Nr. 224147. 



   Nach der Vorschrift des Stammpatentes wird nach Bildung der eisenoxydhaltigen Schlacke das Frischmedium, vorzugsweise praktisch reiner Sauerstoff, mit in Abhängigkeit von der Dicke der Schlackenschicht bemessenem Druck auf diese bzw. in sie derart eingeblasen, dass es eine in der Anfangsphase des Frischprozesses auf dem Bad gebildete Schlackenschicht nicht bis zur Badoberfläche durchbricht bzw. diese nicht berührt und somit das in der Schlacke enthaltene   FeO   kontinuierlich zu Fe203 oxydiert, welches an der Grenzfläche zwischen Schlacke und Bad die Entphosphorung übernimmt, wobei das sich bildende   FeO   durch den gasförmigen Sauerstoff laufend erneut zu Fe203 oxydiert wird. 



   Dieses Frischverfahren soll nun derartig vorteilhaft ausgestaltet werden, dass die Qualität des hergestellten Stahls oder Vormetalls vom Gesichtspunkt der Erzielung eines vorbestimmten hohen Endkohlenstoffgehaltes verbessert wird bzw. die Schwierigkeiten vermieden werden, die bei Anwendung des Verfahrens gemäss dem Stammpatent wegen des schnellen Ablaufes des Frischvorganges bei Einstellung des End-Kohlenstoffgehaltes hinsichtlich der Treffsicherheit entstehen. 



   Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass in einer unmittelbar an die Entphosphorung anschliessenden Phase des Frischprozesses, unter Verbleiben des Vormetalles mit gegenüber dem vorgeschriebenen Endkohlenstoffgehalt beliebig höherem Kohlenstoffgehalt im Frischgefäss, nach Abstellung oder weitgehender Drosselung der Sauerstoffzufuhr der vorgeschriebene Endkohlenstoffgehalt im Zuge eines unter zusätzlicher Beheizung durchgeführten Kochvorganges eingestellt wird. Im Zuge dieses Kochvorganges verändert sich der Kohlenstoffgehalt vergleichsweise langsam, so dass es möglich wird, den Kochvorgang bei Erreichen des vorbestimmten Endkohlenstoffgehaltes zu unterbrechen. 



   Die zusätzliche Beheizung des Bades in der Endphase erfolgt zweckmässig durch hochwertige Brennstoffe, wobei in das Frischgefäss der zur Kohlenstoffverbrennung erforderliche Sauerstoff in hochwertiger Form   - als   reiner Sauerstoff oder als mit Sauerstoff angereicherte Luft-in das Frischgefäss eingeführt wird. 



   Während dieses Kochvorganges erfolgt ferner in vorteilhafter Weise, wie bei dem Kochvorgang des Herdofenprozesses, gleichzeitig das Auswaschen und Ausspülen von in der Schmelze enthaltenen Gasen und nichtmetallischen Verunreinigungen. 



   Der Bedarf an Brennstoff während dieser anschliessenden Heizperiode ist ausserordentlich gering, weil er lediglich die Gefässverluste zu decken braucht, die z. B. im Falle eines 20 t-Ofens erfahrungsgemäss in der Grössenordnung von höchstens   0, 3 x 106 kcalfh liegen..   



   Die erfindungsgemäss durchgeführte Endphase des Frischprozesses wird unter Verbleiben der vorhandenen Schlackenschicht auf dem Bad eingeleitet. Das Abschlacken bzw. im Falle mehrmaligen Abschlackens das erste Abschlacken erfolgt, um die Eisenverluste möglichst niedrig zu halten, erst, nachdem der Eisenoxydgehalt der Schlacke infolge Reaktion des Eisenoxyds mit dem Bad auf ein möglichst geringes Mass abgesunken ist. 



   Ausser dem Vorteil der einfachen Einstellung eines gewünschten Endkohlenstoffgehaltes mit hoher Treffsicherheit und einer guten Qualität des hergestellten Stahles, ergibt das neue Verfahren-im Vergleich zu den   Herdofenprozessen-noch   den einer erheblichen Leistungserhöhung unter Verminderung des Wärmeverbrauchs. 



   Dieser geringe Wärmeverbrauch ist die Folge dessen, dass der Kohlenstoffgehalt des Eisens selbst einen grossen Teil der in der zweiten Phase erforderlichen Wärmemenge liefert. 



   Ein weiterer Vorteil des Gesamtverfahrens gegenüber den rein pneumatischen Stahlherstellungs-   verfahren ist die Möglichkeit, mit höheren Zuschlägen an Schrott und Erz zu arbeiten. Das Verfahren ist also sehr anpassungsfähig an die jeweilige Rohstoffsituation.   

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Claims (1)

1. Bei der praktischen Durchführung des neuen Verfahrens, z. B. in einem Ofengefäss von 20 t Fassungs- vermögen, wird zunächst etwa 30 min gemäss dem Verfahren nach dem älteren Patent bis auf einen Kohlen- stoffgehalt von etwa 1% und bis zur völligen Entphosphorung geblasen. Dieser Phase folgt der Koch- vorgang, der je nach dem angestrebten Endkohlenstoffgehalt 30-45 min in Anspruch nimmt.

   Es ergibt sich also eine Gesamtbehandlungsdauer von 60 bis 75 min, was unter Berücksichtigung von notwendigen Ausbesserungszeiten bei einem 20 t Ofengefäss einer Leistung von 12 bis 15t Stahl/h entspricht.

   Hieraus ergibt sich deutlich die erhebliche Leistungssteigerung gegenüber einem Herdofen gleicher Grösse.

   Als Brennstoff für die Beheizung in der zweiten Phase können beliebige geeignete, zur Verfügung stehende hochwertige Brennstoffe, wie Öl, Kohlenstaub, Erdgas oder auch elektrische Energie dienen.

   Im Rahmen der Erfindung kann der Verlauf des Entkohlungsvorganges unter Ersparnis an Brenn- stoffen noch dadurch beschleunigt werden, dass die Entkohlung unter an sich bekannter Rotation des Frischgefässes um seine Achse durchgeführt wird. Die Umdrehungszahlen werden hiebei vergleichsweise niedrig gehalten und liegen grössenordnungsmässig bei etwa 30 Umdrehungen je Minute.

   Während dieser Behandlungsstufe des erfindungsgemässen Zwei-Stufen-Verfahrens kann erforderlichenfalls gleichzeitig noch eine Zusatzbeheizung durch hochwertige Brennstoffe erfolgen, wobei die Sauerstoffzufuhr zum Bad entweder ganz abgestellt oder, falls der in der Schlacke an Eisen gebundene Sauerstoff für die Verbrennung des Kohlenstoffs bis auf die gewünschten Endgehalte nicht ausreichen sollte, gerade noch soviel Frischgas zugeführt wird, wie zur Erzielung dieses Erfolges notwendig ist.

   Die letztbeschriebene Arbeitsweise stellt damit eine Kombination der Entphosphorung nach dem Stammpatent mit dem als solches bekannten Frischen in rotierenden Gefässen dar. Sie weist jedoch gegen- über den bekannten Verfahren zur Herstellung von Stahl in rotierenden Gefässen folgende Vorteile auf : Bei der Stahlherstellung in rotierenden Gefässen gelingt zwar eine Vorverlegung der Entphosphorung, jedoch ist dem Masse des Voreilens der Entphosphorung gegenüber der Entkohlung eine Grenze gesetzt, die aus metallurgischen Gründen, die auf dem nicht hinreichend grossen Ungleichgewicht des Eisenoxydgehaltes der Schlacke zu dem Kohlenstoffgehalt des Bades beruhen, nicht überschritten werden kann.

   Für die Herstellung von höher gekohlten Stählen ist jedoch eine sehr weitgehende Vorverlegung der Entphosphorung bzw. ein möglichst hoher Kohlenstoffgehalt am Ende der Entphosphorungsperiode erwünscht, um die Notwendigkeit einer nachträglichen Aufkohlung nach Möglichkeit zu vermeiden. Diese weitgehende Voreilung der Entphosphorung, der wesentliche Vorteil des Verfahrens nach dem Stammpatent, wird durch die Durchführung der Entkohlung in der vorgeschlagenen Weise voll ausgenutzt.

   Es wird derart möglich, hochgekohlte Stähle bis zu einem Kohlenstoffgehalt in der Grössenordnung von 1% herzustellen, ohne dass eine zusätzliche Aufkohlung nach dem Abstich erforderlich ist. Ausser den bereits erwähnten weiteren Vorteilen der Verringerung der Gesamtbehandlungsdauer und Einsparung an Brennstoff ergibt das neue Verfahren noch den, dass der Verchleiss des feuerfesten Futters des Frischgefässes verlangsamt wird und damit die Haltbarkeit der Frischgefässe, insbesondere auch gegenüber den bekannten, in ihrer Gesamtheit in rotierenden Gefässen durchgeführten Frischverfahren, gesteigert wird.

   PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Vormetall oder Stahl aus phosphorhaltigem Roheisen mit beliebigen Phosphorgehalten durch Oberwindfrischen nach Patent Nr. 224147, dadurch gekennzeichnet, dass in einer unmittelbar an die Entphosphorung anschliessenden Phase des Frischprozesses, unter Verbleiben des Vormetalls mit gegenüber dem vorgeschriebenen Endkohlenstoffgehalt beliebig höherem Kohlenstoffgehalt im Frischgefäss, nach Abstellung oder weitgehender Drosselung der Sauerstoffzufuhr der vorgeschriebene Endkohlenstoffgehalt im Zuge eines unter zusätzlicher Beheizung durchgeführten Kochvorganges eingestellt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Beheizung des Bades in der Endphase durch hochwertige Brennstoffe erfolgt und in das Frischgefäss der zur Kohlenstoffverbrennung erforderliche Sauerstoff in hochwertiger Form-als reiner Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft-eingeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endphase mit auf dem Bad verbleibender Schlackenschicht eingeleitet und erst abgeschlackt wird, nachdem durch den Kochvorgang der Eisenoxydgehalt der Schlacke weitgehend in das Bad übergegangen ist.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkohlung unter an sich bekannter Rotation des Frischgefässes um seine Achse durchgeführt wird.