<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Frischgefässe zur Umwandlung von
Roheisen in Stahl
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Roheisen in Stahl sowie ein bei der Durchführung dieses Verfahrens verwendetes Frischgefäss, das mit wenigstens einer vertikal oder schräg in die Vorrichtung gerichteten Lanze und einem feuerfesten, porösen Boden zum Einblasen von Gas durch den Boden in das im Frischgefäss enthaltene Bad aus flüssigem Metall versehen ist.
Die Umwandlung von Roheisen in Stahl erfolgte lange Zeit ausschliesslich in Bessemer- oder Thomaskonvertern durch Einblasen von gewöhnlicher oder mit Sauerstoff angereicherter, höchstens 40go Sauerstoff enthaltender Luft von unten nach oben durch den aus feuerfestem Werkstoff bestehenden, durch eine Mehrzahl von Blasöffnungen durchbohrten Boden des Konverters hindurch in das in diesem enthalteneBad.
Bei diesen Verfahren wurde auch mit verschiedenen Zusammensetzungen von Blasgasmischungen, wie solchen aus Sauerstoff und Wasserdampf oder aus Sauerstoff und Kohlendioxyd gearbeitet, wobei der Vorgang der Dissoziation des Wasserdampfes und der des Kohlendioxyds stark endotherm verlief.
Es hat sich jedoch bisher als unmöglich erwiesen, inbodenblasendenBessemer-und Thomaskonvertern mit reinem Sauerstoff von unten nach oben zu blasen, weil sich dann als Folge der Ausbildung einer sehr heissen Zone an den oberen Ausmündungen der Blasöffnungen und als Folge des Angriffs des feuerfesten Materials durch die dadurch gebildeten grossen Mengen an Eisenoxyd ein viel zu schneller Verschleiss der Konverterböden aus feuerfestem Werkstoff in dieser überhitzten Zone ergibt.
Es wurden deshalb die Konverter mit geschlossenem Boden und die umlaufenden Frischgefässe entwickelt, in welchen mit reinem Sauerstoff, der durch eine oder zwei Lanzen in den Konverter oder durch die Ausgussmündung des umlaufenden Frischgefässes in dieses eingeleitet wird, gefrischt wird. Diese Arbeitsweise ergibt die Vorteile einerseits einer erheblichen Verbesserung der Wärmebilanz des Umwandlungsvorganges als Folge der Verwendung von reinem Sauerstoff ohne Zusatz von kühlenden Gasen, anderseits der Vermeidung einer Verschlechterung des Stahls durch Infiltration mit dem sonst in dem Blasgas enthaltenden Stickstoff.
Bei Verwendung von reinem Sauerstoff für das Blasen von oben in vertikal angeordneten Konvertern ergeben sich jedoch neben andern die folgenden Nachteile : a) eine Bildung von grossen Mengen von sogenanntem braunem Eisenrauch während der gesamten Dauer des Frischvorganges ; b) die Herbeiführung der Badbewegung ausschliesslich in Abhängigkeit vom Entkohlungsvorgang, auf dessen Intensität in keiner andern Weise als durch Beeinflussung der Entkohlungsgeschwindigkeit eingewirkt werden kann.
Die Bildung von grossen Mengen von braunem Eisenrauch macht erhebliche Investitionen für Entstaubungsanlagen zum Unschädlichmachen desselben erforderlich. Die weitere Tatsache, dass die Umwälzbewegung innerhalb des Bades ausschliesslich von dem Verlauf des Entkohlungsvorganges abhängig ist,
<Desc/Clms Page number 2>
begrenzt die Möglichkeiten für eine Einwirkung auf den Ablauf des Umwandlungsvorganges.
Demgegenüber schafft die Erfindung ein Verfahren unter Verwendung von reinem Sauerstoff, bei welchem brauner Eisenrauch, wenn überhaupt, nur in ausserordentlich geringem Masse entsteht und in jedem Zeitpunkt des Blasvorganges eine planmässige Beeinflussung der Badbewegung unter Erreichung eines Optimalzustandes möglich ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der grössere Teil des für das Frischen des Roheisens erforderlichen Sauerstoffs in das Metallbad durch den porösen Boden in Form eines Gemisches von Sauerstoff mit einem inerten oder wenig oxydierenden Gas in einer Menge eingeblasen wird, um eine optimale Badbewegung zu erzielen, und dass die restliche, für das Frischen erforderliche Sauerstoffmenge durch die Lanze von oben nach unten in Form von reinem Sauerstoff eingeblasen wird, der Kalk bzw. Kalkstein in Pulverform in sehr hoher Konzentration suspendiert enthält, der seinerseits wenigstens einen Teil der für das Frischen erforderlichen Kalkmenge darstellt.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens kann zu gewissen Zeiten des Blasens das Einblasen eines inerten oder wenig oxydierenden Gases unterdrückt und dann nur reiner Sauerstoff durch den porösen, feuerfesten Boden geblasen werden.
Gemäss der Erfindung ist der Gehalt des von oben nach unten gerichteten, durch die vertikale Lanze eingeblasenen Sauerstoffblasstrahles an pulverförmigem Kalk oder Kalkstein höher als 2 kg/m3.
Das nach einem Merkmal der Erfindung für die Herbeiführung der optimalen Bewegung des Metallbades verwendete, zugleich mit dem Sauerstoff von unten nach oben in das Bad eingeblasene, inerte oder wenig oxydierende Gas kann technisches Argon, Wasserdampf, Kohlendioxyd oder auch Stickstoff sein.
Durch das Einblasen von Wasserdampf oder Kohlendioxyd zur Erzielung einer optimalen Badbewegung ergibt sich weiters der Vorteil, dass die kühlende Wirkung, die bei der Dissoziation dieser Gase eintritt, das Verhalten der porösen, feuerfesten Körper, durch welche hindurch das Bodenblasen bei dem erfindungsgemässen Frischgefäss erfolgt, günstig beeinflusst. Allerdings ist in diesem Falle die Wärmebilanz des Umwandlungsvorganges an sich etwas weniger günstig.
Das zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendete Frischgefäss, das einen feuerfesten, porösen Boden oder Bodenteil mit einer Einrichtung zur Zuführung eines gasförmigen Frischmittels durch den porösen Boden in das Roheisenbad aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Lanze zum senkrechten oder schrägen Einführen eines gasförmigen, Kalk oder Kalkstein in Suspension enthaltenden Frischmittels vorgesehen ist.
Das erfindungsgemässe Frischgefäss ist in einfacher Ausführungsform für diskontinuierliches Frischen aufeinanderfolgender Metallchargen vorgesehen.
Nach einer andern Ausführungsform, die ein kontinuierliches Arbeiten erlaubt, besteht das Frischge- fäss aus einem in mehrere Zonen, die den aufeinanderfolgenden Stufen des Frischprozesses entsprechen, geteilten, geneigten Kanal mit von oben eingeführten Lanzen zum Einblasen von Sauerstoff und mit Abflussöffnungen für Metall und Schlacke und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Boden in den einzelnen Zonen - wie an sich bekannt-mit feuerfesten, porösen Elementen zur Einführung des gasförmigen Frischmittels ausgestattet ist und die von oben eingeführten Lanzen durch einen Längsschlitz im Kanalgewölbe eingeführt sind.
Das für ein kontinuierliches Verfahren verwendete Frischgefäss kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, wobei manche Einzelheiten in der Fachwelt bereits bekannt sind. Beispielsweise kann das Frischen in einem Giessgerinne erfolgen, dessen Querschnitt ähnlich dem Meridianquerschnitt des bei der einfachen Ausführungsform verwendeten Konverters ist. Die obere Öffnung ist dabei als langgestreckter Schlitz ausgeführt, durch den in Abständen Lanzen für das Einblasen von mit Kalkpulver beladenem Sauerstoff und weiters Rinnen oder Schurren für die Aufgabe von Feststoffen, wie von rohem oder aufbereitetem Erz, Pellets, basischen Zuschlägen oder Flussmitteln, eingeführt sind. Der Schlitz ist in seiner Gesamtheit durch eine Gasabfanghaube bedeckt, an die mehrere Absaugleitungen angeschlossen sind.
Alternativ kann das Frischgefäss als Giessrinne ausgebildet sein, die in Abständen mit je einer Lanze und einer Einführungsrinne versehen ist, wobei die Zwischenräume zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Giessrinnenabschnitten durch Gewölbe aus feuerfestem Werkstoff abgedeckt sind.
In allen Fällen können siphonartige Abstichvorrichtungen und Öffnungen für ein kontinuierliches Abschlacken sowie Öffnungen für die Beschickung mit Schrottzuschlägen vorgesehen sein.
Die Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen kann ferner in verschiedene Abschnitte unterteilt sein, von denen gewisse oder gegebenenfalls sogar alle um eine horizontale Querachse schwenkbar ausgebildet sind, wodurch es möglich wird, den Böden dieser Abschnitte eine Gegenneigung (entgegen der Ausflussrichtung) zu erteilen, wobei aber gleichzeitig die Entleerung des Metalls bei einer Unterbrechung des
<Desc/Clms Page number 3>
Frischvorganges möglich bleibt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher er- läutert, doch soll sie nicht darauf beschränkt sein.
In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein Vertikalschnitt durch einen Konverter gemäss einer einfachen Aus- führungsform der Erfindung, Fig. 2 ein Längsschnitt eines Frischgefässes zum kontinuierlichen Frischen ge- mäss einer andern Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Frischgefäss nach Fig. 2,
Fig. 4 eine Stirnansicht des Frischgefässes gemäss Fig. 2 und 3, Fig. 5 der Schnitt nach Linie B-B'und
Fig. 6 ein Schnitt nach Linie C-C'durch die kontinuierliche Frischvorrichtung gemäss Fig. 2-5.
Der in Fig. 1 dargestellte Konverter mit üblichen feuerfesten Wandungen l, die aus einem Ge- misch von Dolomit und Teer bestehen, weist einen porösen Boden 2 aus Spinell auf, der auf einer Bo- denplatte 3 ruht. Diese Platte ist von zahlreichen Löchern durchbohrt, durch welche die den porösen
Boden durchströmenden Gase durchströmen. Das Blasmittel wird in den Windkasten 4 eingeführt und durch die Bodenplatte 3 hindurch in den Konverter eingeleitet.
Durch die wassergekühlte Lanze 5 wird der zusätzliche Sauerstoff mit dem darin in Suspension i enthaltenen pulverförmigen Kalk eingeblasen.
Die Umwandlung eines Thomas-Roheisens mittels dieses Konverters erfolgt in der nachstehend er- läuterten Weise. Die angegebenen zahlenmässige Werte sind lediglich als Beispiele anzusehen.
Auf die Endschlacke des vorhergehenden Frischvorganges werden 8 t Schrott und dann 50 t Thomas-
Roheisen gegeben, worauf das Blasen mit den folgenden Mengen an Blasgasen erfolgt :
EMI3.1
<tb>
<tb> von <SEP> unten <SEP> nach <SEP> oben <SEP> eingeblasener <SEP> Sauerstoff <SEP> 100 <SEP> m <SEP> Imin <SEP>
<tb> technisches <SEP> Argon <SEP> (mit <SEP> dem <SEP> nur <SEP> 6 <SEP> min <SEP> lang <SEP> zwischen <SEP> der
<tb> 4. <SEP> und <SEP> der <SEP> 9. <SEP> min <SEP> geblasen <SEP> wird) <SEP> 10 <SEP> m/min <SEP>
<tb> von <SEP> oben <SEP> nach <SEP> unten <SEP> geblasener <SEP> Sauerstoff <SEP> 15 <SEP> m3 <SEP> Imin <SEP>
<tb> Kalkpulver <SEP> zuerst <SEP> 100 <SEP> kg/min
<tb> später <SEP> 250 <SEP> kg/min
<tb>
Die erste Phase des Frischvorganges dauert 18 min. Hierauf wird der Konverter gekippt und die Phosphatschlacke abgezogen.
Dann beginnt die zweite Blasphase, welche für besonders weiche Stähle 8 min dauert, mit den folgenden Mengen an Frischmitteln :
Zuschlag an gemahlenem und gesiebtem Erz während
EMI3.2
<tb>
<tb> des <SEP> Blasvorganges <SEP> 1750 <SEP> k <SEP> insgesamt
<tb> von <SEP> unten <SEP> nach <SEP> oben <SEP> geblasener <SEP> Sauerstoff <SEP> 95 <SEP> m <SEP> Imin <SEP>
<tb> technisches <SEP> Argon <SEP> 0
<tb> von <SEP> oben <SEP> nach <SEP> unten <SEP> geblasener <SEP> Sauerstoff <SEP> 15 <SEP> m3/min
<tb> Kalkpulver <SEP> 200 <SEP> kg/min
<tb>
Dann wird der Konverter gekippt und der Stahl wie bei den bekannten Verfahren ausgegossen.
Die maximale Menge an Blasgas, welche durch den Boden, dessen Durchmesser 3 m beträgt, bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise eingeführt wird, beträgt also 2 1/min/cmz, was der Durchlässigkeit eines leicht herzustellenden porösen, feuerfesten Körpers bei einem Blasdruck in dem Windkasten von etwa 1, 5 kg/cm2 entspricht. Im übrigen wird der Blasdruck in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit des Bodens eingestellt.
In den Fig. 2-6 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen gemäss der Erfindung dargestellt. Die aus den Zeichnungen ersichtliche Gesamtanordnung weist eine übliche Zuleitung 10 für geschmolzenes Roheisen auf, über welche das Roheisen der Entsilizierungszone 12 der kontinuierlichen Frischvorrichtung aufgegeben wird.
Dieser Teil weist poröse Rinnensteine 13, durch die reiner Sauerstoff und ein inertes oder wenig oxydierendes Gas eingeblasen wird, ferner eine durch eine Öffnung 15 des Gewölbes eingeführte Lanze 14 und eine Schurre 16 zur Einführung von oxydischen Stoffen, wie Erzen, Kugelbriketts, Agglomeraten usw., ferner von basischen Stoffen, wie Kalk oder Kalkstein, sowie von Flussmitteln (Flussspat usw.), ferner eine Öffnung 17 für die Aufgabe von Schrott mit einer Hebervorrichtung 18 für das kontinuierliche Abschlacken der Silikatschlacke durch den Ablauf 18'auf. Diese Hebervorrichtung ist nur erforderlich, falls der Siliziumgehalt des zu behandelnden Roheisens hoch ist. Im Falle eines normalen Gehalts des Roheisens an Silizium ist sie nicht im Betrieb.
Nach Passieren dieser Hebervorrichtung fliesst das geschmolzene Roheisen in eine Hauptfrischzone, die länger ist als die erste Zone und deren Boden durch poröse, feuerfeste Rinnensteine 19 gebildet ist.
Durch das Gewölbe dieser Zone werden zwei Lanzen 20 und 21 eingeführt. Ferner sind Schurren 22 und 23
<Desc/Clms Page number 4>
für die Einführung der Zuschläge vorgesehen. Diese Entkohlungszone weist ausserdem eine Öffnung 24 für die Aufgabe von Schrott auf. An ihrem Ende befindet sich eine Hebervorrichtung 25, welche dazu dient, falls das Roheisen phospharhaltig ist, die Phosphatschlacke durch den Ablauf 26 kontinuierlich abzuziehen.
Anschliessend fliesst das Metall in eine abschliessende Frischzone, die kürzer ist als die davor befindliche Zone und deren Boden ebenfalls aus porösen feuerfesten Rinnensteinen 27 besteht. Durch das Gewölbe dieser Zone ist eine Lanze 28, ferner eine Schurre 29 für die Aufgabe der Zuschläge eingeführt. Diese abschliessende Frischzone endet in einem Heber 30, durch welchen die Endschlacke über einen Ablauf 31 abgezogen wird, der sie einem wärmeisolierten, nicht dargestellten Schlackenbehälter zuführt. Sobald dieser Behälter gefüllt ist, wird er stromaufwärts der Gesamtvorrichtung verbracht, wo die noch flüssige Schlacke durch den Stutzen 32 in die Entsilizierungszone ausgegossen wird. Das fertig gefrischte Metall wird durch den Auslaufkanal 33 abgeführt.
Die Öffnungen im Gewölbe, durch welche die vier Lanzen 12,20, 21 und 28 eingeführt werden, sind durch nicht dargestellte Hauben zum Abfangen der Gase abgedeckt.
Das kontinuierliche Frischen eines Thomasroheisens mittels der letztbeschriebenen Anlage wird wie folgt durchgeführt (die angegebenen Zahlenwerte sind lediglich als Beispiele anzusehen) :
Das flüssige Roheisen wird in einer Menge von 5 t/min aufgegeben. Durch jeden porösen Rinnenstein
EMI4.1
zw.1 m3/min technisches Argon geblasen.
Durch jede der vier Lanzen 14,20, 21,28 werden 15 ms/min Sauerstoff und 150 kg/min Kalkpulver eingeblasen.
Das Abschlacken nach der Entsilizierung mittels der Hebervorrichtung 18 erfolgt nur, falls der Siliziumgehalt des Roheisens im Zeitpunkt seiner Aufgabe 0, soja übersteigt.
Der Schrott wird durch die Öffnungen 17 und 24 in Mengen von im Mittel insgesamt 800 kg/min aufgegeben.
Der Zusatz des Erzes erfolgt in einer Menge von je 50 kg/min durch jede der vier Schurren 16, 22, 23,29.
Falls der Siliziumgehalt des Roheisens bei seinem Eintritt in das Frischgefäss höher ist als 0, 8%, werden statt der 50 kg/min Erz bei 16 in die Entsilizierungszone 50 kg/min Walzsinter aufgegeben, welcher schneller in Reaktion tritt. Das ist in diesem Falle wegen des anschliessend bevorstehenden, mittels der Hebervorrichtung 18 und des Abzugsstutzens 18'durchgeführten Abschlackvorganges erforderlich.
Diese Mengen an Kühlmittelzuschlägen schwanken selbstverständlich mit der Zusammensetzung des eingesetzten Roheisens. Die oben als Beispiele angegebenen Werte entsprechen der Behandlung eines üblichen Thomasroheisens.
Durch Thermoelemente wird kontinuierlich an drei Stellen, nämlich in dem Roheisen vor seinem Eintritt bei 10 in die kontinuierliche Frischvorrichtung, an der Stelle des Abschlackens der Phosphatschlacke in unmittelbarer Nähe der Hebervorrichtung 25 und in der Abflussrinne 33 für den Stahl die Temperatur des Metalls gemessen.
Die Mengen an Kühlmittel werden so bemessen, dass die Temperatur des Metalls in der Nähe der Hebervorrichtung 15 und des Abflusskanals 33 unter Berücksichtigung der Schwankungen der Temperatur und der Zusammensetzung des aufgegebenen Roheisens auf zweckentsprechender Höhe gehalten wird.
Da bei einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen wie bei jeder andern Vorrichtung zur Herstellung von Stahl in Zeitabständen Instandsetzungen der feuerfesten Materialien erforderlich sind, wird für den industriellen Betrieb eine zweite solche Vorrichtung als Reserve bereitgehalten, die während der Instandsetzungsarbeiten an der ersten Vorrichtung in Betrieb genommen wird.
Die Hauptvorteile des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens und der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtungen sind einerseits die sehr geringe Menge an braunem Eisenrauch, diehiebei erzeugt wird und anderseits die Möglichkeit, die Menge an inertem oder wenig oxydierendem Gas so einzuregeln, dass unter den Gesichtspunkten der erwünschten metallurgischen Bedingungen eine optimale Badbewegung erzielt wird.
Die Tatsache, dass nur sehr wenig oder sogar nahezu überhaupt kein Eisenrauch entsteht, hat ihren Grund in erster Linie darin, dass der durch die feuerfesten Körper eingeblasene Sauerstoff in sehr feinver-
<Desc/Clms Page number 5>
teiltem Zustande in Kontakt mit dem Metall gelangt und deshalb die an der jeweiligen Auftreffstelle erfolgende Überhitzung lokal sehr begrenzt ist, ferner, dass, weil der Sauerstoff von unten nach oben in das Bad eingeblasen wird, das in den tiefen Zonen des Metallbades durch diesen gebildete Eisenoxyd durch die reduzierenden Bestandteile des Bades unmittelbar wieder reduziert wird, wobei die hiebei freierdende Wärme sich über die Gesamtheit der Metallmasse verteilt, ohne dass, wie dies bei den bekannten, mit Blasen von oben mittels einer vertikalen Lanze arbeitenden Frischverfahren der Fall ist,
an der Badoberfläche eine überhitzte Zone erzeugt wird.
Diese gleichmässige Verteilung des eingeblasenen Sauerstoffs, wie auch die gute Verteilung der erzeugten Wärme sind die Erklärung dafür, weshalb der Verschleiss des porösen, feuerfesten Materials innerhalb annehmbarer Grenzen bleibt, was im Falle von kompakten Konverterböden, die durch Blasöffnungen durchbohrt sind, nicht der Fall wäre. Die aus ein und derselben Zufuhr an Sauerstoff in der Zeiteinheit durch die porösen, feuerfesten Körper hindurch erzeugte Wärme verteilt sich über die gesamte Blasfläche und wird auf die gesamte Masse des Metallbades übertragen, während im Falle von Konverterböden üblicher Ausbildung diese gleiche Wärmemenge in 200 oder 300 überhitzten Teilzonen von je kleiner Ausdehnung, mit Anschluss aber des gesamten restlichen Bereichs der Blasfläche, konzentriert wird.
Das führt zu einer schnellen Zerstörung des Materials in den Endbereichen der Blasöffnungen, welche genau unterhalb der überhitzten Zone liegen.
Die überhitzende Wirkung des durch den bei dem Verfahren und den Vorrichtungen gemäss der Erfindung durch die eine oder die mehreren Lanzen eingeführten Sauerstoffs wird durch die hohe Konzentration an Kalk (oder Kalkstein) verhindert, ferner durch die kühlende Wirkung des Kalks bzw. erforderlichenfalls des Kalksteins in der Auftreffzone, die die durch die Oxydationsreaktion freiwerdende Wärme kompensiert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit der Steuerung der Bewegung innerhalb des Metallbades durch Einstellung der optimalen Menge an inertem oder wenig oxydierendem Gas, welche dem Sauerstoff zugesetzt wird. Es steht damit eine Möglichkeit für die Beeinflussung der Badbewegung zur Verfügung, welche von dem Verlauf der Entkohlung unabhängig macht. Bekanntlich begünstigt jede Bewegung des Bades die Vergleichmässigung der Konzentrationen. Die gewissermassen"natürliche" Badbewegung, die durch die Einwirkung des im Verlauf des Entkohlungsvorganges gebildeten Kohlenmonoxyds herbeigeführt wird, ist insbesondere in der ersten Hälfte des Umwandlungsvorganges eines Roheisens durch einen von oben nach unten blasenden Sauerstoffstrahl vielfach nicht ausreichend.
Jede Verzögerung der Entkohlung, die durch Blasbedingungen herbeigeführt wird, welche in zu hohem Grade die Entphosphorung begünstigen (grosse Höhe der Lanze oberhalb des Bades, gute Reaktionsfähigkeit des Kalks - flüssige Schlacke) ruft einen Ungleichgewichtszustand zwischen dem Kohlenstoffgehalt des Bades und dem Eisenoxyd der Schlacke hervor, welcher sich schon einige Augenblicke nach seinem Auftreten durch heftige Reaktionen und starkem Auswurf von Schlacke und Metall auswirkt und damit zu Verlusten führt.
Die gemäss der Erfindung durch den Zusatz von inertem oder wenig oxydierendem Gas, welches durch die porösen, feuerfesten Körper eingeblasen wird, erzielte Badbewegung wirkt dem Auftreten solcher Ungleichgewichtszustände entgegen und die optimale Einstellung der Menge dieses Gases ermöglicht eine vollkommene Beherrschung der gesamten Arbeitsweise.
Wenn jede Verschlechterung des Stahles durch Stickstoff verhindert werden soll, wird ein neutrales Gas, z. B. Argon, oder, in noch wirtschaftlicherer Weise, eine allenfalls Spuren anderer Gase enthaltende Mischung von Argon mit 1-21o Sauerstoff verwendet, wie sie in den Herstellungsstätten für Sauerstoff zur Verfügung stehen.
Falls im Gegensatz hiezu ein gewisser Stickstoffgehalt des Stahles für besondere Verwendungszwecke desselben erwünscht ist, so kann in dieser gleichen Weise auch die für die Erzielung des Stickstoffgehaltes, den der Stahl erhalten soll, notwendige Stickstoffmenge eingeblasen werden.
Ein Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass es infolge der Verwendung grosser Mengen an Sauerstoff einen schnellen Verlauf des Umwandlungsvorganges bei einem sehr geringem Schäumen des Bades und ohne dass flüssiges Metall aus dem Frischbehälter ausgeworfen wird, ermöglicht.
Es kann tatsächlich der grösste Teil des für das Frischen erforderlichen Sauerstoffs in grosser Menge je Zeiteinheit, jedoch mit geringer Geschwindigkeit, d. h. unter entsprechend geringer Badbewegung eingeführt werden. Der Kalk ist, soweit er bei dem neuen Verfahren in Pulverform eingeführt wird, besonders reaktionsfähig.
Das Bedienungspersonal verfügt ferner über eine Reihe von Möglichkeiten zur Vermeidung der Bildung einer schäumenden Schlacke ebenso wie jedes zu stark betonten Ungleichgewichtszustandes zwischen
<Desc/Clms Page number 6>
dem Bad und der Schlacke, nämlich der folgenden :
Die Menge an in der Zeiteinheit im Verhältnis zu der Gesamtmenge an Sauerstoff eingeführtem Kalk kann beliebig erhöht oder begrenzt werden, ohne dass es notwendig ist, für diesen Zweck mehr als die Konzentration des Kalks in dem oder den Blasstrahlen, mit denen von oben nach unten geblasen wird, zu verändern. Mit andem Worten genügt es, die Menge an in der Zeiteinheit durch Blasen von oben nach unten zugeführtem Kalk und Sauerstoff zu verändern, ohne dass es notwendig ist, die von unten nach oben in das Bad eingeblasene Sauerstoffmenge zu verändern.
Ferner kann die Badbewegung beschleunigt oder abgebremst werden, indem die Menge an inertem oder wenig oxydierendem Gas, welches dem von unten nach oben eingeblasenen Sauerstoff zugesetzt wird, verändert wird.
Schliesslich kann der Rhythmus des Umwandlungsvorganges dadurch beschleunigt oder verlangsamt werden, dass gleichzeitig die von oben nach unten und von unten nach oben eingeblasenen Mengen an Blasgasen verändert werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung ist die dadurch geschaffene Möglichkeit eines kontinuierlichen Frischens des Roheisens in fliessendem Zustande desselben.
Selbstverständlich können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, Änderungen gegenüber den vorstehend im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen derselben und Einrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens vorgenommen werden und ferner bei diesen Ausführungsformen angewendete Mittel durch äquivalente Mittel ersetzt werden, ohnevom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Umwandlung von Roheisen in Stahl, bei dem ein Frischgefäss verwendet wird, das mit wenigstens einer vertikal oder schräg in die Vorrichtung gerichteten Lanze und einem feuerfesten, porösen Boden zum Einblasen von Gas durch den Boden in das im Frischgefäss enthaltene Bad aus flüssigem
EMI6.1
Roheisens erforderlichen Sauerstoffs in das Metallbad durch den porösen Boden in Form eines Gemisches von Sauerstoff mit einem inerten oder wenig oxydierenden Gas in einer Menge eingeblasen wird, um eine optimale Badbewegung zu erzielen, und dass die restliche, für das Frischen erforderliche Sauerstoffmenge durch die Lanze von oben nach unten in Form von reinem Sauerstoff eingeblasen wird, der Kalk bzw.
Kalkstein in Pulverform in sehr hoher Konzentration suspendiert enthält, der seinerseits wenigstens einen Teil der für das Frischen erforderlichen Kalkmenge darstellt.