DD155639A1

DD155639A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von stahl

Info

Publication number: DD155639A1
Application number: DD22637080A
Authority: DD
Inventors: Emil Fuerjes; Andras Pethes; Gyula Zsuponyo; Jozsef Polencsik; Andras Kirchknopf
Original assignee: Ozdi Kohaszati Uezemek
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1982-06-23
Also published as: ES8204473A1; RO82103A; IT1134791B; RO82103B; HU180460B; ES8207634A1; ES500795A0; ES497968A0; BR8008332A; IT8026760A0

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stahl in Siemens-Martin-Oefen. Durch die Erfindung wurden die Effektivitaet und die Arbeitsproduktivitaet des gesamten Schmelzprozesses wesentlich gesteigert, wobei ein Teil der schweren, manuellen Taetigkeiten entfaellt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass kurz vor Beendigung des Abstiches die Abstichoeffnung mechanisch geschlossen und ein Teil der im Ofen befindlichen Schlacke und/oder Schmelze zurueckgehalten wird, die dann fuer den naechstfolgenden Schmelzprozess Verwendung findet. Die zur Durchfuehrung des Verfahrens entwickelte Vorrichtung besteht aus einem in Hoehe des Abstichloches 3 angeordneten, in Querrichtung verschiebbaren Verschlusstein 4 der in einer unter Ueberdruck stehenden Kammer 5 gefuehrt wird und mit einer Bewegungseinrichtung 6 verbunden ist.

Description

-</- 226370

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stahl Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stahl in Simens-Martin-Öfen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist bekannt, daß sich das Abstichloch von Siemens-Martin-Öfen an der den Arbeitstüren gegenüberliegenden Längswand befindet und in der Bodenebene angeordnet ist. Das Abstichloch ist eigentlich ein aus Ziegel hergestellter gewälbter Kanal mit einem Durchmesser von 120-140 mm, und einer Länge von ca» 1200-1600 mm« Gemäß der herkömmlichen Technologie wird das Abstichloch vor der Beschickung des Ofens zugemauert und zum Abstich der Schmelze aufgebrochen· Während des Abstiches kann das Abstichloch .nicht zugesperrt werden· Dies kann erst vorgenommen werden, wenn der Ofen von Stahlschmelze und Schlacke völlig entleert ist.

Nach dem Abstich werden die Reste des Stahles und der Schlacke von der Innenwand des Abstichloches mit Kratzer, Spreitzstange oder durch das Einblasen von Sauerstoff mit Hilfe eines Stahlrohres entfernt. Danach werden gegen das ofenseitige Ende des

-2- 22 63 70

Abstichloches verschrumpfte Magnesiumkörner eingebracht um eventuelle Schlackengerinne festzustellen und zu beseitigen· Nach Abschluß dieser Arbeiten muß das Abstichloch durch Magnesiumkörner dicht aufgestampft werden, die von der gießereiseitigen Öffnung reingetragen wurden, und ausschließend das äußere Ende der Öffnung mit einer dichten feuerfestigen Masse verschlossen werden, um ein Herausrie-веіп aes Verdichtungsmaterials zu verhindern.

Als Abdichtmaterial wird ein gekörntes Material verwendet, das beiden vorliegenden Temperaturen nicht erweicht und Zusammenbäckt. Dieses Material ist meistens gesintertes Magnesium bestehend aus 20 % Staub und 80 % gekörnten Anteilen mit einem Korndurchmesser von 5-10 mm_o

Vor dem Anstich muß zunächst die äußere Verschlußmasse des Abstichloches entfernt und danach das aufgestampfte Füllmaterial mit einem speziellen Instrument aus der Öffnung herausgekratzt werden. Diese Operation dauert im allgemeinen 5-15 Minuten. Es' kommt jedoch vor, daß das zu fest eingestampfte Füllmaterial nur durch schwere manuelle Arbeit aufgelockert werden kann. Hierzu werden angespitzte Eisenstangen verwendet. Die mit der Schmelze in Berührung stehende innere versinterte Rinde von etwa 5-Ю mm wird zumeist durch das Einblasen von Sauerstoff aufgebrochen.

Treten bei der Beseitigung des Verschließmaterials Schwierigkeiten auf, verzögert sich der richtige Zeitpunkt des Abstiches. Diese Verzögerung kann 10-25 Minuten betragen und die Folge haben, daß sich die Zusammensetzung der Schmelze im Vergleich zur gewünschten Zusammensetzung verändert oder aber bestimmte Bestandteile verbrennen.

-з- 22 63 70

Diese traditionelle Lösung besitzt aber noch weitere zahlreiche Nachteile·

Ein grundsätzlicher Nachteil liegt darin, daß sowohl das öffnen, als auch das Schließen eine schwere manuelle Arbeit ist, die eine große Übung erfordert.

Das Verschließen des Abstichloches muß sehr sorgfältig durchgeführt werden, um ein vorzeitiges Ausbrechen der flüssigen Schmelze aus dem Ofen zu verhindern·

Wie schon erwähnt, kann man das Abstichloch während des Abstiches nicht zusperren und weder Schmelze noch Schlacke oder einen Anteil derselben im Ofen zurückzubehalten·

Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Verfahrens liegt darin, daß die Zeitdauer der Öffnung des Abstichloches sehr veränderlich ist und dadurch die genaue chemische Zusammensetzung der Schmelze nur sehr schwer erreicht bzw₀ eingehalten werden kann·

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung werden die obengenannten Nachteile beseitigt, wobei ein CÜeil der schweren körperlichen Arbeit bei der Stahlherstellung entfällt. Die Erfindung ermöglicht es ferner, die Effektivität und die Arbeitsproduktivität im gesamten Schmelzprozeß wesentlich zu steigern.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Entwicklung geeigneterbiochemischer und technologischer Mittel den Schmelzprozeß dahingehend zu verbessern, daß wertvolle Komponenten der Endschlacke für den nächstfolgenden Schmelzprozeß

-4- 22 6370

ausgenutzt werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß kurz vor Abschluß des Abstiches die Abstichöffnung verschlossen wird und ein Teil der im Ofen befindlichen Schlacke und/oder Schmelze zurückgehalten und für den Schmelzprozeß der nächstfolgenden Charge verwendet wird» Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, das ein zur geometrischen Achse des Abstichloches in Querrichtung bewegbarer, feuerfester Verschließstein, in einer unter Überdruck stehenden Kammer angeordnet und geführt wird und mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist.

Die den Verschlußstein aufnehmende und führende, unter Überdruck stehende Kammer ist ein in die hintere Wand des Ofens in Höhe des Abstichloches eingebauter kastenförmiger und geschweißter Stahlbehälter, in dem der Druck im Vergleich zum ferro st at is ehe η Druck der Schmelze* wenigstens um 0,3 at größer ist. Um diesen Druck zu erzeugen, ist die Kammer mit einer Preßluftleitung verbunden. Außer Preßluft kann man in die Kammer auch gas- und/oder pulverförmige Zusatzmaterialien zum Legieren bzw. Entschwefeln der Schmelze einführen.

Der Verschlußstein ist zweckmäßig aus Magnesiumoxid haltigen Ziegeln hergestellt, die lose, d.h. mit einem 2-12 mm breiten Spalten in die Kammer eingepaßt sind. Dieser Verschlußstein wird durch eine hydraulische, oder elektrische Bewegungseinheit bewegt.

Die Lösung gemäß der Erfindung bietet im Vergleich mit den konventionellen Einrichtungen bzw« mit den herkömmlichen Technologien zahlreiche Vorteile: Das Aufstampfen des Abstichloches erübrigt sich, wobei die

- 5- 22 6 3 70

bisher zum Aufstampfen bzw. zum öffnen des Abstichloches erforderliche schwere und gefährliche manuelle Arbeit entfällt.

Die Herstellungstechnologie verändert sich dahingehend, daß der Stahl schneller, zuverlässiger und innerhalb vorgegebener genauer Zeitperioden hergestellt werden kann₉ wobei wertvolle physikalische und chemische Komponenten des flüssigen Schlacke teilweise oder vollständig ausgenutzt und die Endschlacke zum Einschmelzen des Beschickungsgutes des nachfolgenden Schmelzprozesses verwendet wird_o Die Einrichtung ermöglicht, das gas- und staubartige Materialien in die Schmelze eingeblasen werden können, wodurch das Legieren und Entschwefeln effektiver wird» Die in den Ofen eingeblasene Luft gelangt mit einem größeren druck als der vorhandene ferrostatische Druck in die Schmelze, wodurch die Vermischung der Schmelze gefördert und die ablaufenden metallurgischen Vorgänge verkürzt werden.

Ausführungsbeispiel·;

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel· näher erläutert«

Die dazugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Sperr- und öffnungseinrichtung im Schnitt»

Wie es aus der Zeichnung hervorgeht, ist der erfindungsgemäße Verschluß in die Trennwand 2, die den Ofenraum begrenzt, horizontal oder beinahe horizontal eingebaut. Das Abstichloch

3 wird durch einen Verschiußstein 4 abgesperrt, der mit HiIf^ des Bewegungsel·ementes 6 in der Klammer 5 verschoben werden kann. Das Beweguпgsel·emeпt 6 ist an eine hydraulische oder elektrische Bewegungseinheit angeschiosseno Der Verschlußstein

4 ist in der Kammer 5 iose eingepaßt, so daß Spalten 7 ent-

stehen. Die Breite der Spalten beträgt ca· 2-12 mm. Die über die Spalten 7 ausströmende Preßluft verhindert, daß die im Ofenraum 1 befindliche Metallschmelze in die Kammer 5 eindringt.

Die Preßluft wird über die Rohrleitung 8 in die Kammer 5 geleitet. Die Rohrleitung 8 ist mit der Luftleitung 10 verbunden, wobei diese an einer, an sich bekannten Preßluftquel-Ie angeschlossen ist.

An der Rohrleitung 8 ist eine Zweigleitung 9 angeschlossen, durch welche staub- und/oder gasförmige Legierungs- und Entschwefelungsmaterialien in die Kammer 5 eingeleitet werden. Diese Materialien gelangen zusammen mit der durch die Luftleitung 10 hereinströmenden Preßluft in die Kammer 5, und von dort über die Spalte 7 in den Ofenraum, Ein Herausströmen von Preßluft bzw, Zusatzmaterialien wird durch einen in das Abstichloch 3 von Außen eingesetzten Stöpsel 11 verhindert*

In manchen Fällen ist es zweckmäßig in den Verschlußstein 4-Durchführungen auszubilden, um das Einführen der Zusatzmaterialien zu erleichtern. Die in den Ofenraum eingeblasenen gas- und/oder staubartigen Materialien fördern den Legierungsvorgang und den Ablauf der Entschwefelung,

Der Abstich der flüssigen Schmelze und der Schlacke aus dem Siemens-Martin öfen erfolgt durch Herausziehung des Abschlußsteines 4- aus dem Abstichloch 3» wobei eine etwa 20 cm lange horizontale Verschiebung notwendig ist. Dieser Vorgang kann mechanisiert werden, wodurch die schwere und gefährliche Handarbeit beseitigt wird und das Ausmeißeln und Durchbrechen der feuerfesten Wandung entfällt. Der Verschlußstein 4 kann

_ ₇- 226370

in horizontaler Richtung zur horizontalen Achse des Abstichloches 3 in einem Winkel von ca. 90 ° bewegt werden. Der Verschlußstein 4 ist in einer Entfernung von ca, 35 cm von der Bodenebene des Ofenraumes 1 im Abstichloch 3 angeordnet. Durch die Vorliegende Erfindung kann die Technologie der Stahlproduktion wesentlich verbessert und effektiver gestaltet werden. Die vorliegende Einrichtung gewährleistet während des Schmelprozesses einen sicheren Verschluß der Abstichöffnung und ermöglicht es, den Abstich zu unterbrechen, um einen beliebigen Anteil an Schlacke, bzw, Material, im Ofen zurückzuhalten, der dann in den nachfolgenden Schmelzzyklen verwendet wird. Dadurch können die Schmelzzeit herabgesetzt und die vorgeschriebene Zusammensetzung der Schmelzen besser eingehalten werden.

Die charakteristischen Parameter bei der Herstellung von Stahl in einem Siemens-Martin-Ofen nach der alten Technologie und bei Anwendung der Erfindung sind in der folgenden Tabelle gegenübergestellt. Die Vergeleichswerte beziehen sich jeweils auf eine Charge (Schmelze),

Zusammensetzung des Beschickungsgutes	Bei traditioneller Technologie	gemäß der Erfindung
Abfall in Tonnen Roheisen in Tonnen Kalkstein in Tonnen Auslaßstahl in Tonnen	40 65 12 92	40 65 6 93

Zeitwerte in Minuten	bei herkömmlicher Technologie	gemäß der Erfindung

Ausbrechung der Auslaßöffnung

- в .. 226370

Stahlgießzeit 10 10

Ausstampfung des

Abstichloches 15* -,

Verbesserang des

Beschickungsgutes 30 30

Beschickung 50 40

Schmelzzeit nach

Abschluß der Beschickung 170 140

Behandlung der Schmelze

(Frischen) 4-5 40

Beschickungszeit 315 260

Bemerkung: Das Aufstampfen des Abstichloches /mit s. bezeichnete 15 Minuten/ wird parallel mit der Verbesserung des Beschickungsgutes vorgenommen, sodaß diese Zeit nicht in Betracht gezogen wurde»

Aus dem Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, daß durch die Anwendung der Erfindung die Menge an Zugschlagmaterial gesunken ist, während das ausgelassene Volumen zunimmt, und die Schmelzzeit wesentlich kürzer ist· Wie bereits erwähnt entfallen alle notwendigen Arbeitsoperationen im Zusammenhang mit dem Aufbrechen und Verschließen der Abstichöffnung,,

Die Luft, die in die Kammer mit einem größeren Druck als der ferrostatischer Druck der Metallschmelze hineingeblasen ist, fördert die Durchmischung des Metallbades, sodaß dadurch die metallurgischen Vorgänge effektiver werden_e

Die wertvollen physikalischen und chemischen Komponente der im Ofen zurückgehaltenen Schlacke und die Wärmemenge der im Ofen zurückgehaltenen Schlacke und die Wärmemenge derselben

- 9 - 2 2 6370

können teilweise oder vollständig ausgenutzt werden, wodurch die Gesamtschmelzzeit pro Charge kürzer wird.

Die Stahlproduktion wird noch dadurch effektiver, daß die zum Legieren und zur Entschwefelung anzuwendenden Materialien bzw· Komponenten durch das Abstichloch in den Ofen eingeleitet werden₀

Claims

jSrfindangsanspruch:

1« Verfahren zur Herstellung von Stahl in Siemens-Martin-Öfen, wobei der Ofenraum in bekannter Weise beschickt wird, das Beschickungsgut eingeschmolzen, danach gefrischt, desoxydiert und legiert, und abschließend die flüssige Stahlschmelze in eine Gießpfanne abgestochen wird, gekennzeichnet dadurch, daß kurz vor Beendigung des Abstiches die Abstichöffnung verschlossen wird und ein Teil der im Ofen befindlichen Schlacke und/oder der Stahlschmelze-zurückgehalten und für den Schmelzprozeß der nächstfolgenden Charge verwendet wird»

2_e Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß luft- und/oder gasförmige Legierungs- bzw. Entschwefelungsmaterialien über die Abstichöffnung in die flüssige Stahlschmelze eingeleitet werden<>

3o Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und 2, wobei in der, den Arbeitstüren gegenüberliegenden Wand des Siemens-Martin-Ofens ein Abstichloch in Kerdbodenebene vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß in der hinteren Wand des Ofens in Höhe des Abstichloches (3) eine Verschließeinrichtung angeordnet ist, die aus einen in Querrichtung verschiebbaren Verschließstein (4) und einer unter Überdruck stehenden Kammer (5) besteht, in der der Verschlußstein (4) geführt wird, wobei der Verschlußstein (4) mit einer Betätigungseinrichtung (6) verbunden· ist,

4» Vorrichtung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (5) ein eingebauter, kastenförmiger und geschweißter Stahlbehälter ist«,

-11 - 22 6 3 7 О

5· Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Überdruck wenigstens um 0,3 at größer ist, als der ferrostatische Druck der Schmelze.

6_# Vorrichtung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (5) mit einer Luftleitung (10) verbunden ist.

7» Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (5) mit einer gas- und/oder pulverförmigen Legierungs- bzw. Entschwefelungszusatzmaterialien liefernden Leitung (9) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Punkt 3» 6 und 7» gekennzeichnet dadurch, daß die Leitung (9) der Legierungs- bzw. Entschwefelungszusatzmaterialien mit der Luftleitung (10) verbunden ist о
9. Vorrichtung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Verschlußstein (4.) ein feuerfester Ziegel mit großem Magnesiumoxydgehalt ist.
10. Vorrichtung nach Punkt 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Verschlußstein (4) in der Kammer (5) lose, mit ca, 2—12 mm breiten Spalten eingepaßt ist.
11. Vorrichtung nach Punkt 3i gekennzeichnet dadurch, daß der Verschlußstein (4) mit einer hydraulischen oder elektrischen Bewegungseinheit verbunden ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen