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Verfahren zur Durchführung metallurgischer Prozesse in Herdöfen
Das Stammpatent Nr. 218554 bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung metallurgischer Prozesse, insbesondere zum Frischen und Vorfrischen von Roheisen, zum Feinen und Legieren von Stahl u. dgl., wobei auf die in einem mit einer feuerfesten Auskleidung versehenen Gefäss chargierten Einsatzstoffe ein sauerstoffhältiges Blasmittel, insbesondere reiner Sauerstoff, aufgeblasen und gleichzeitig feinkörnige feste Zuschlagstoffe zugegeben werden ; gemäss dem Stammpatent wird vorgeschlagen, das Blasmittel in Form eines hohlkegel- oder hohlzylindrischen Strahlkörpers zuzuführen, wobei an der Oberfläche des Einsatzes eine ringförmige Reaktionszone gebildet wird, und die Zuschlagstoffe in das Innere des hohlen Strahlkörpers und der Ringreaktionszone einzuführen.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen besonders vorteilhaften Verwendungsvorschlag des Verfahrens nach dem Stammpatent zur Herstellung von Stahl.
Nachdem die Anwendung von technisch reinem Sauerstoff nach den sogenannten Aufblaseverfahren eine Entwicklung eingeleitet hat, die bei Konverterstählen zu vorher nicht erreichbaren Gütewerten, zu einer Vereinfachung des Verfahrens, einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und weiteren fortschrittlichen Ergebnissen geführt hat, ist es das Bestreben des Stahlwerker, auch in Siemens-Martin-Werken die Anwendung des Sauerstoffes zu erschliessen. Es wurde bereits früher vorgeschlagen, Sauerstoff in Herdöfen mittels einer schrägen Lanze einzublasen. Diese Einblasung erfolgte aber nur zeitweise, d. h. während kurzer Verfahrensperioden, und hatte den Nachteil, dass die feuerfeste Auskleidung des Ofens in ausserordentlich starkem Mass angegriffen wurde.
Im Bereich der Einwirkung des Sauerstoffes auf das flüssige Metall entstehen sehr hohe Temperaturen, bei welchen das Metall teilweise verdampft und als Abbrand verloren geht. Es war bei der bekannten Arbeitsweise nicht möglich, die Wärmekapazität der Öfen voll auszunutzen, weil die durch das Einblasen von Sauerstoff entstehende höhere Temperatur die Verdampfung bzw. das Abbrennen eines grösseren Teiles an Metall zur Folge hatte. Dies bedeutete, dass bei der bekannten Arbeitsweise mit Sauerstoff die Leistung der Öfen gesenkt und der Frischprozess verlangsamt werden musste. Aus diesen Gründen überwiegen die bei Anwendung von Sauerstoff in Herdöfen auftretenden Nachteile die zu erwartenden Vorteile, und die Anwendung von Sauerstoff konnte sich in Siemens-MartinWerken trotz zahlreicher Bemühungen nicht voll durchsetzen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei gleichzeitiger Einführung des Sauerstoffes zusammen mit Erzen die bisherigen Schwierigkeiten vermieden werden können ; denn diese gleichzeitige Zuführung gibt die Möglichkeit, die Temperatur im Einwirkungsbereich des Sauerstoffes zu regeln, eine Verdampfung des Metalls und einen übermässigen Abbrand zu vermeiden und einen Angriff auf die feuerfeste Auskleidung zu verhindern.
Während bisher für eine solche gleichzeitige und kontinuierliche Zuführung von Sauerstoff und Erzen in Herdöfen keine zufriedenstellende technische Lösung bekannt war, wurde nun gefunden, dass das Verfahren und die Vorrichtungen gemäss dem Stammpatent sich hervorragend für diesen Zweck eignen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Stahl die im Stammpatent beanspruchten und beschriebenen Massnahmen in Herdöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen * 1. Zusatzpatent Nr. 226753
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durchgeführt werden, wobei als feste Zuschlagstoffe pulverförmige oder körnige Erze und gegebenenfalls zusätzlich schlackenbildende Stoffe, wie Kalk, verwendet werden. Als Erze können pulverförmige oder körnige Eisenerze oder auch andere Erze verwendet werden.
Vorzugsweise verwendet man neben Eisen- erzen Erze oder Erzkonzentrate solcher Metalle, deren Verbleiben als Legierungselemente im Stahl erwünscht ist. Hier kommen insbesondere Chrom-, Molybdän- und Manganerze in Betracht.
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Arbeitsweise können die Siemens-Martin-Öfen bis zu ihrer vollen
Wärmekapazität belastet werden. Das Ausbringen wird gesteigert und die Leistungsfähigkeit bestehender
Anlagen wird erhöht. Als wichtigster Vorteil ist hervorzuheben, dass der Frischprozess ohne störende Ne- benerscheinungen stark beschleunigt wird.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch im Längsschnitt dargestellt.
Das Verfahren wird in einem Herdofen durchgeführt. Mit 1 ist das Gewölbe, mit 2 das Bad und mit 3 sind die Brennerköpfe des Ofens bezeichnet. Durch das Gewölbe 1 ist in vertikaler Richtung die Blaseinrichtung 4 eingeführt, die aus einem von einem Kühlmantel umgebenen Blasrohr 5 und einem zentral darin eingebauten Fallrohr 6 besteht. Das zentrale Fallrohr, welches zur Zuführung fester Zuschlagstoffe dient, ist, wie im Stammpatent genauer beschrieben, relativ zum Blasrohr heb-und senkbar und sein oberes Ende 7, mit dem es mit der Aussenatmosphäre in Verbindung steht, ist zweckmässig trichterförmig erweitert. Mit 8,9 und 10 sind die Zuführungsleitung für Sauerstoff und der Zu- und Ablauf des Kühlmit- tels bezeichnet.
Die Blaseinrichtung 4 ist beim Durchtritt durch das Ofengewölbe l von einem Kühlzylinder 11 mit Wasserzu- und -ablauf 12, 13 umgeben und vertikal heb-und senkbar in diesem Kühlzylinder geführt. Oberhalb der Blaseinrichtung sind Transportbänder 14 und 15 angeordnet, die von Vorratsbehältern 16 und 17 mit Erz und schlackenbildenden Stoffen beschickt werden. Mit Hilfe der beschriebenen Höhenverstellbarkeit der Blaseinrichtung über der Badoberfläche und der genau regelbaren Ausbildung des Strahlkörpers wird auf der Badoberfläche ein ringförmiges Reaktionsfeld 18 erzeugt, in dessen Inneres das Erz und gegebenenfalls weitere Zuschlagstoffe drucklos eingeführt werden. Der Ablauf des Prozesses kann damit ohne Überhitzung und andere störende Nebenerscheinungen in erwünschter Weise gesteuert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anwendung des Verfahrens nach Patent Nr. 218554, wobei auf den Einsatz ein sauerstoffhältiges Blasmittel, insbesondere reiner Sauerstoff, in Form eines hohlkegel- oder hohlzylindrischen Strahlkörpers zugeführt, an der Badoberfläche eine ringförmige Reaktionszone gebildet wird und feste Zuschlagstoffe in das Innere des hohlen Strahlkörpers und der Ringreaktionszone eingeführt werden, zur Erschmelzung von Stahl in Herdöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, wobei als feste Zuschlagstoffe pulverförmige oder körnige Erze und gegebenenfalls zusätzlich schlackenbildende Stoffe, wie Kalk, verwendet werden.