AT386008B - Verfahren zur durchfuehrung von metallurgischen prozessen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von metallurgischen Prozessen, wie der Herstellung von Ferrolegierungen, Calcium-Silizium und Roheisen, sowie zum Aufbauschmel- zen von hochlegierten Stahlsorten und zum Umschmelzen von arteigenem Schrott, in einem feuerfest ausgekleideten Schachtofen unter Energiezufuhr mittels einer Plasmafackel, welche zwischen einer die obere Abdeckung des Schachtofens durchsetzenden, zentrisch angeordneten Elektrode und einer den Boden des Schachtofens durchsetzenden Gegenelektrode gebildet wird. 



   Aus der AT-PS Nr. 372977 ist ein Verfahren zur Reduktion von oxydhältigen Erzen mittels   Kohlenstoffträger   bekannt, wobei das Erz in einem feuerfest ausgekleideten Schmelzgefäss unter der Einwirkung eines Plasmastrahles eines Plasmabrenners reduziert und aufgeschmolzen wird. 



   Die Chargierung in das Schmelzgefäss erfolgt durch Öffnungen in der Seitenwand des Gefässes. 



   In seinem Inneren wird das Chargiergut in eine zyklonische Rotationsbewegung versetzt. Beim
Anfahren des Reduktionsprozesses erfolgt die Beschickung durch Chargieröffnungen, die im Deckel des Schmelzgefässes, entlang eines seitenwandnahen Ringes, angeordnet sind. Die erforderliche
Prozessenergie wird mittels eines Plasmabrenners zugeführt, der durch den Deckel des Schmelz- gefässes ragt, in seiner Achse liegt und mit einer Bodenelektrode zusammenarbeitet. 



   Nach einem inzwischen mit der AT-PS Nr. 382355 veröffentlichten Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid in einem Schachtofen wird ein Möllergemisch aus   CaO   bzw.   CaCO-und   Kohle durch Einbringen von elektrischer Energie mittels einer Plasmabrennereinrichtung geschmolzen und unter Freisetzung von CO zu Calciumcarbid reduziert, wobei das Möllergemisch konzentrisch um eine Plasmafackel eingebracht wird, wodurch ein Schutzwall aus festen Möllerbestandteilen an der Innenwand des Ofens aufgeschichtet wird und die Möllerbestandteile von der Innenseite des Schutzwalles in den Bereich der Plasmafackel gelangen. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Schachtofen ähnlicher Art auch zur
Durchführung von metallurgischen Prozessen anwendbar ist. 



   Die Erfindung besteht darin, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das
Chargiergut konzentrisch um den Fackelbereich nach Art eines Vorhanges durch die obere Ab- deckung vorzugsweise in feinteiliger Form eingebracht und teilweise als Schutzwall für die feuerfeste Auskleidung an der Innenwand des Ofens aufgeschichtet wird. 



   Die konzentrisch um den Fackelbereich eingebrachten Teilchen des Chargiergutes schützen die Innenwand,   d. h.   die feuerfeste Auskleidung des Schachtofens, gegen thermischen Verschleiss : ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Einbringung besteht weiters darin, dass von dem zugeführten feinteiligen Chargiergut, welches den Fackelbereich nach Art eines Vorhanges umgibt, mehr Energie aufgenommen wird als bei konventionellen Verfahren, wodurch die Geschwindigkeit der metallurgischen Prozesse wesentlich beschleunigt wird. Im Kern einer Plasmafackel herrschen bei Einsatz von zweiatomigen Plasmagasen Temperaturen um   15000 C,   bei Einsatz einatomiger Plasmagase Temperaturen bis   30000 C,   weswegen ein grosser Teil der Energie durch Strahlung abgegeben wird.

   Die Teilchen des vorhangförmig herabfallenden Chargiergutes bzw. das im unteren Bereich des Ofens konzentrisch um den Fackelbereich aufgeschichtete Chargiergut absorbieren diese Wärmestrahlung grösstenteils und werden dadurch vorgeheizt, so dass sich eine optimale Ausnutzung der in Form von elektrischem Strom eingebrachten Energie ergibt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich infolge des sehr geringen Metallabbrandes bei den beschleunigt ablaufenden metallurgischen Prozessen in der sich aufbauenden Inertgasoder reduzierenden Atmosphäre ausserdem durch einen im Vergleich zu herkömmlichen Schmelzverfahren, wie Lichtbogenschmelzen, hohen Ausbringungsgrad an Legierungselementen aus. 



   Zweckmässig wird das Chargiergut durch einen Kranz von Chargierrohren eingebracht, wobei 6 bis 12 Chargierrohre vorgesehen sein können. 



   Besonders vorteilhaft wird das Chargiergut durch einen ringförmigen Chargierschlitz eingebracht. Bei dieser Ausgestaltung resultiert ein sehr dichter und gleichmässiger Vorhang von   Chargiergutteilchen.   



   Vorzugsweise wird Chargiergut mit einer Korngrösse von 25 mm eingesetzt. Bei stückigem Gut sind Korngrössen bis 10 mm und bei Einsatz von Pellets solche von 5 bis 15 mm besonders bevorzugt. Als Plasmagase kommen alle Gase, welche für diesen Zweck üblicherweise verwendet werden, wie Ar, He, H, N und CO in Frage. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Die Erfindung wird durch die Zeichnung sowie die Beispiele näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines Schachtofens. 



   Der Ofenkörper ist   mit --1-- bezeichnet,   auf den eine obere Abdeckung --2-- gasdicht aufgesetzt ist. Eine seitliche   Ausgiessrinne --3-- führt   vom Bodenteil des Ofens weg. Im wassergekühlten   Herzstück --4-- der Abdeckung --2-- ist   eine zentrale Bohrung --5-- vorgesehen, durch welch letztere ein   Plasmabrenner --6-- geführt   ist. Ein ringförmiger Chargierschlitz - umgibt konzentrisch die Bohrung --5--. Im Chargierschlitz --7-- sind vier Distanzstücke --8-- vorgesehen, welche auch Kanäle für das Kühlwasser enthalten. 



   Wird das Chargiergut durch den Schlitz --7-- kontinuierlich in den Schachtofen eingebracht, bilden die Teilchen des Chargiergutes einen dichten Vorhang um den Bereich der Plasmafackel, welche zwischen der Elektrode im Brenner --6-- und einer den Boden des Schachtofens durchsetzenden Gegenelektrode brennt. Der Teilchenvorhang schützt die Ofenausmauerung vor thermischer Belastung und absorbiert den grössten Teil der von der Plasmafackel abgestrahlten Wärmeenergie, so dass eine beachtliche Menge des Chargiergutes den Boden das Schachtofens bzw. den Schmelzensumpf bereits in flüssigem Zustand erreicht. 



   Beispiel 1 : Herstellung von Ferromangan :
1300 kg Ferromanganerze (mit 45 bis 55% Mn, bis 10% Fe, wobei Mn und Fe vorwiegend in Form von Oxyden vorliegen) werden-vermischt mit 400 bis 500 kg Kohle, Koks oder Kohlegruskontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1, 5 bis 3 kg/s chargiert. Etwa 1 t Ferromangan mit 75% Mn, 2% Oxyden, Rest Eisen, wird nach 10 bis 20 min ausgebracht. 



   Bei den folgenden Beispielen werden 1 bis 5 kg, vorzugsweise 3 kg Chargiergut pro s kontinuierlich eingebracht ; die Ausbringung beträgt 3 bis 15 t/h. 



   Bei einem Schachtofen ist die Ofengrösse durch die höchstmögliche Leistung des Brenners begrenzt ; ein solcher Ofen mit üblichem Brenner ermöglicht eine Ausbringung von etwa 5 t Produkt/h. 



   Beispiel 2 : Erschmelzen von CrNiMoNb-Stahl aus arteigenem Schrott :
5000 kg Shredder Schrott folgender Zusammensetzung : 
 EMI2.1 
 an den jeweiligen   Legierungselementen :  
99% Ni, 97% Cr, 98% Mo, 98% Mn, 96% Nb. 



   Beispiel 3 : Herstellung von Stahl des Typs X5CrNiMoNb 19 11 durch Aufbauschmelzen :
5000 kg Eisenschwamm, 934 kg Rein-Ni, 350 kg FeMo   (56%   Mo), 2205 kg FeCr (0, 036% C, 73, 8% Cr), 108 kg Mn-Metall (99%) und 87 kg FeNbTa (60, 7% Nb) werden in den Ofen chargiert. 
 EMI2.2 
 :0, 63% Nb. 



   Der Gesamtmetallabbrand liegt bei 3%, der Ausbringungsgrad an den jeweiligen Legierungselementen beträgt daher :
99% Ni,   99%   Cr, 99% Mo, 99% Mn,   100%   Nb. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Durchführung von metallurgischen Prozessen, wie der Herstellung von Ferrolegierungen, Calcium-Silizium und Roheisen, sowie zum Aufbauschmelzen von hochlegierten Stahlsorten und zum Umschmelzen von arteigenem Schrott, in einem feuerfest ausgekleideten Schachtofen unter Energiezufuhr mittels einer Plasmafackel, welche zwischen einer die obere Abdeckung des Schachtofens durchsetzenden, zentrisch angeordneten Elektrode und einer den Boden des <Desc/Clms Page number 3> Schachtofens durchsetzenden Gegenelektrode gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Chargiergut konzentrisch um den Fackelbereich nach Art eines Vorhanges durch die obere Abdeckung vorzugsweise in feinteiliger Form eingebracht und teilweise als Schutzwall für die feuerfeste Auskleidung an der Innenwand des Ofens aufgeschichtet wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Chargiergut durch einen Kranz von Chargierrohren eingebracht wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Chargiergut durch einen ringförmigen Chargierschlitz eingebracht wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Chargiergut mit einer Korngrösse bis 25 mm eingesetzt wird.