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Anlage zum Vorfrischen von Roheisen Es ist bekannt, das aus dem Hochofen
kommende Roheisen möglichst ,unmittelbar nach dem Verlassen des Ofens in besonderen
Anlagen zu frischen. Das Frischen eines ganzen Hochofenabstiches, bei dem unter
Umständen 10 t Roheisen pro Minute gefrischt «-erden müssen, bereitet -erhebliche
technische Schwierigkeiten. So m@uß das Frischgasangebot dem wechselnden Roheisenstrom
angepaßt sein. Wird, wie schon vorgeschlagen, mit Sauerstoff, sauerstoffangereichertem
Wind od. dgl. gefrischt und der Roheisenstrom in Breite und Tiefe gestaut, um ein
gewisses Badvolumen zu erhalten, so übersteigt das Sauerstoffangebot örtlich das
Roheisenangebot oftmals beträchtlich, und es kommt an der Aufblasestelle zu sehr
hohen Temperaturen. Dadurch wird der gesamte Reaktionsablauf ungünstig beei.nflußt,
denn neben einer sehr starken Rauchentwicklung tritt durch die vorzeitige Kohlenstoffverbrennung
ein unerwünschtes Aufschäumen von Bad und Schlacke auf, und der Granadiengehalt
der Schlacke wird' relativ hoch.
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Um einen einwa:ndfreien Ablauf des Frischprozesses beim Vorfrischen
von Roheisen und insbesondere eines ganzen Hochofena-bstiches zu gewährleisten,
müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: 1. Das Sauerstoffangebot muß dem Roheisenangebot
am Ort der Reaktion ungefähr angepaßt sein; 2. dem flüssigen Roheisen muß eine ausreichende
Frischgasmenge zugeführt werden können: 3. die zuerst gebildete Fe O-reiche Schlacke
m.uß mit dem Roheisen schnell weiter reagieren können; 4. eine übermäßige Temperatursteigerung
von Metall und Schlacke an der Aufblasestelle ist zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, das Roheisen zwischen Hochofenfuchs
und Pfanne durch einen verhältnismäßig schmalen und langen Ofen zu leiten, in den
das Frischgas am Anfang des Ofens, d. h. am Eintrittsende des Roheisens vermittels
einer Düse auf- oder eingeblasen wird. Die Düse ist in der Fließrichtung schräg
auf die Schmelze gerichtet, und ihre Mündung befindet sich unmittelbar über der
Metalloberfläche. Das Roheisen durchläuft dabei eine im Ofeninneren angeordnete
Rinne, die eine gewisse Neigung zum Ofenende hin aufweist :und deren Breite in Höhe
der Metalloberfläche etwa der Breite der Reaktionszone zwischen dein durch die Düse
aufgeblasenen Frischgas und dein Metall entspricht, während die Tiefe des Roheisenst-romes
seine Breite zweckmäßig nicht übersteigt. Auf diese Weise wird dem Reaktionsort
einerseits ständig neues Roheisen zugeführt, und andererseits werden ständig gefrischtes
Roheisen und Schlacke sowie Reaktionswärme abgeführt.
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Langgestreckte und schmale Öfen dieser Art sind an sich bekannt. Sie
wurden jedoch bisher unter Ausstattung einer mit bestimmter 'i Mitteln Rinne, ohne
besondere Form und Abmessung, ausschließlich zur Gewinnung von in gewissen Roheisenarten
enthaltenem Vanadin verwendet. Das Ofengewölbe hat dabei auch nicht die Aufgabe,
gasführend zu wirken und Träger von Blasdüsen od. dgl. zu sein; es diente vielmehr
rein dem Zweck, eine allzu große Wärmeabstrahlung zu verhindern und war aus diesem
Grund zusätzlich noch mit Heizbrennern ausgestattet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert naturgemäß große Mengen an
Frischgas, und es empfiehlt sich hierzu, in bekannter Weise reinen Sauerstoff zu
verwenden. Bekanntlich tritt bei Verwendung dieses Frischmittels eine große Temperatursteigerung
am Reaktionsort auf, und es ist notwendig, zur Herabsetzung der Reaktionstemperatur
ein wärmeverbrauchendes, kühlendes Oxvdationsmittel gleichzeitig anzuwenden. Als
solches hat sich bekanntlich Wasserdampf erwiesen. Erfindungsgemäß wird jedoch empfohlen,
den `'Wasserdampf nicht mit Sauerstoff zu mischen, sondern ihn getrennt z:uzufü@hren,
und zwar so, daß der Wasserdampfstrahl den Sauerstoffstrahl schützend umgibt. Dadurch
wird erreicht, daß die Reaktionen zwischen Gas und flüssigem Eisen bei niedrigen
Temperaturen mit weniger Rauch und geringerem Auswurf (Spritzen), also ruhiger verlaufen.
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Der Sauerstoff wird vor Verlusten geschützt und besser ausgenutzt.
Die Schlacke wird dünnflüssiger und reaktionsfähiger, und damit werden die Reaktionen
zwischen Schlacke und Schmelze beschleunigt ,und insgesamt die Frischgeschwindigkeit
erhöht. Selbstverständlich können mehrere Düsen einzeln oder zusammengefaßt angeordnet
sein.
Die Düsen sind in an sich bekannter Weise gegen Verbrennen
und Abschmelzen, beispielsweise durch einen wassergekühlten Mantel, gesichert. Im
übrigen sind sie so ausgebildet, daß sie aus zwei konzentrisch ineinandergeordneten
Rohren bestehen, von denen das innere das Frischmittel, insbesondere reinen Sauerstoff,
und das äußere ein wärmeverbrauchendes Oxydationsmittel, beispielsweise Wasserdampf,
führt, wodurch im Falle der vorliegenden Erfindung die beiden Mittel bis zur Einwirkungsstelle
auf dem Metallspiegel getrennt gehalten werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die Fig. 1 .und 2 zeigen den Ofen im Längs- und Ouerschn'itt. Er besteht
aus dem :gestampften Rinnenbett a, das Eisen und Schlacke aufnimmt, den gemauerten
Wänden b und den abnehmbaren Gewölbedeckeln c. Am oberen Ofenende befindet sich
die Eintrittsöffnung für das Roheisen und eine Haltevorrichtung für die Düsen d.
Am .unteren Ofenende ist ein Fuchs e vorgesehen, der die Schlacke zurückhält und
bis zu einer gewissen Höhe aufstaut, wobei der Querschnitt des Fuchses so groß sein
m.uß, daß er das Roheisen in seinem Fluß nicht hemmt oder aufstaut. Hier ist auch
in der Seitenwand des Ofens eine Schlackenüberlaufäffn:un.g f sowie der nach oben
abführende Rauch- und Gasabzug g vorgesehen.
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Zufolge der Tatsache, daß sich der Strom des flüssigen Eisens wesentlich
schneller bewegt als die durch den Fuchs gestaute Schlacke, wird die Schlacke in
gewissem Umfang zirkulieren und mit dem Eisen in innige Berührung kommen. Sie wird
dabei durch die in der Längsrichtung des Ofens streichenden Gase flüssig gehalten
und kann so auf dem Weg bis zum Überlauf fortlaufend mit dem Roheisen reagieren.