DE1030037B - Verfahren zur Durchfuehrung von metallurgischen Reaktionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Durchführung von metallurgischen Reaktionen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Raffinieren von Metallschmelzen, insbesondere zur Erzielung einer wirkungsvollen Durcharbeitung bei Behandlung einer Metallschmelze mit einem flüssigen oder gasförmigen Raffinierungsmittel. Bei metallurgischen Verfahren ist es häufig infolge ungleichmäßiger Durchrührung des geschmolzenen Bades schwierig, eine genügend rasche Umsetzung zu erzielen. Dies gilt insbesondere, wenn das Verfahren in einem stationären Ofen ausgeführt wird. Falls das Verfahren selbst nicht die notwendige Durchrührungswirkung gewährleistet, wie die Einführung von Blasluft beim Bessemerverfahren oder das Frischen beim offenen Herdverfahren, und die Durchrührwirkung mittels einer äußeren Bewegung des Bades erzielt werden muß, treten oft schwierige Probleme auf, insbesondere infolge der Tatsache, daß die hohe Temperatur, die normalerweise für metallurgische Verfahren angewendet wird, die Verwendung von Rührwerken, die in das Bad einzutauchen sind, verbietet.
• Einige grundsätzliche Maßnahmen sind bereits vorgeschlagen worden, um das Bad ohne Benutzung von Rührwerken zu mischen. Es ist z.B. möglich, das Verfahren in einem Drehofen mit einer waagerechten Welle auszuführen. Dadurch kann man eine sehr intensive Mischwirkung erreichen, insbesondere wenn die Drehgeschwindigkeit hoch gehalten wird. Ein Drehofen ist jedoch verhältnismäßig teuer und unzweckmäßig. Es bedeutet natürlich eine Verbesserung, die Reaktion in einem Gefäß oder einer Gußpfanne auszuführen, die um eine senkrechte Welle gedreht wird, indem man sie z. B. auf einen Drehtisch setzt, In diesem Fall ist jedoch die Mischwirkung beträchtlich geringer, da die Schmelze dem Gefäß während der Drehung folgt und rasch einen Gleichgewichtszustand innerhalb des Gefäßes erreicht, ohne hierbei gemischt zu werden, zumindest so lange nicht, wie die Drehgeschwindigkeit konstant ist.
• Eine wirksamere Rührwirkung kann durch ein elektrodynamisches Verfahren erreicht werden, eine Methode, die unter anderem für die elektrische Stahlherstellung benutzt worden ist. In diesem Falle wird die Schmelze in einem feststehenden Ofen zum Kreisen gebracht, wodurch das Bad eine intensive Bewegung gegenüber dem Ofen erlangt, welche die Rührwirkung beträchtlich infolge der Reibung zwischen der Schmelze und der Ofenauskleidung steigert.
• Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Raffinieren von Metallschmelzen, bei dem die Schmelze mechanisch kräftig in bezug auf die Wand des Gefäßes bewegt wird. Nach der Erfindung wird das Gefäß ohne Eigendrehung längs einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn um seine senkrechte Achse bewegt und die Geschwindigkeit des Gefäßes so geregelt, daß das geschmolzene Metall eine kreisförmige Bewegung innerhalb des Gefäßes durchführt, und ein Reaktionsmittel dem geschmolzenen Metall im Gefäß zugesetzt.
• Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Ausführungsform einer Vorrichtung für das Verfahren gemäß der Erfindung darstellt.
• Die Zeichnung zeigt die Vorrichtung in einer Seitenansicht bzw. in einem senkrechten Schnitt.
• Gemäß der Zeichnung besteht die Vorrichtung aus einem Tisch 1, der zur Aufnahme eines Ofens, einer Gießpfanne oder eines anderen Gefäßes 7 eingerichtet ist, welches das zu behandelnde Bad enthält. Der Tisch ruht in bekannter Weise auf einer Scheibe 2, die wiederum gegenüber einem unteren Tisch 5 mittels eines Exzenterringes 3 einstellbar ist. Der Tisch 5 ist um eine feste Achse 4 drehbar und so angeordnet, daß er mit der gewünschten Geschwindigkeit von einer Welle 8 aus angetrieben wird. Der obere Tisch 1, der das Gefäß 7 trägt, wird gleichzeitig an einem Punkt 6 geführt, um zu verhindern, daß der Tisch 1 sich hinsichtlich der Achse 4 dreht. Das Gefäß kann auch mittels eines Mechanismus geführt werden, der mit dem oben beschriebenen identisch ist und mit derselben Geschwindigkeit angetrieben wird. In diesem Fall kann der Tisch größer sein, und gleichzeitig kann genügend Raum zur Aufnahme mehrerer Gefäße zur Verfügung stehen.
• Das Bad in dem Gefäß 7 wird mittels der beschriebenen Einrichtung in eine kreisförmige oder drehend Wellenbewegung versetzt, und vermittels der Reibung gegenüber den Gefäßwandungen wird eine wirkungsvolle Durchmischung erzielt, deren Intensität teils durch die Drehgeschwindigkeit des Tisches 5 bestimmt wird.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann für verschiedene metallurgische Reaktionen angewendet werden, bei denen eine wirksame Durchmischung wertvoll ist, insbesondere aber ist es vorteilhaft für gewisse Verfahren, die bei einer so hohen Temperatur durchgeführt werden, daß normale mechanische Rühreinrichtungen außer Betracht bleiben müssen. Insbesondere eröffnet dieses neue Verfahren weite Anwendungsmöglichkeiten für die Entschwefelung von Roheisen und für das Frischen von Roheisen mit Sauerstoff.
• Die Entschwefelung von Roheisen kann vorteilhafterweise ausgeführt werden, indem man das geschmolzene Roheisen mit festem, pulverisiertem Kali. behandelt, der während des ganzen Verfahrens seinen pulverigen Zustand behält. Während der Behandlung ist jedoch eine intensive Durchmischung erforderlich, um eine rasche und vollständige Reaktion zu erzielen. Bisher ist dies normalerweise dadurch erreicht worden, daß man das Verfahren in einem schnellen Drehofen mit horizontaler Welle durchführte. Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist jedoch einfacher und billiger. Es ist dann nicht notwendig, einen besonderen Ofen für das Verfahren zu benutzen. Statt dessen ist es möglich, eine normale koheisengußpfanne zu verwenden, die nach Beschickung mit dem Roheisen und Vermischung mit der notwendigen Kalkmenge auf den exzentrischen Tisch gesetzt wird, der einige Minuten in Drehung versetzt wird, worauf die Behandlung beendet ist. Die Pfanne soll während des Verfahrens gut verschlossen sein, und deshalb ist sie zweckmäßig mit einem isolierten Deckel versehen. Auf diese Weise kann eine Entschwefelung von äußerster Wirksamkeit und Schnelligkeit erreicht werden.
• Natürlich kann das- Verfahren auch für die Entschwefelung von Roheisen gemäß anderen Verfahren, z. B. durch Einmischung von Soda in die Gußpfanne, verwendet werden, wobei eine Schlacke auf der Roheisenoberfläche erhalten wird. Auch bei dieser Methode hängt das Ergebnis in starkem Maße von der Mischwirkung ab, die man erzielen kann, um die Reaktion zwischen der- gebildeten Schlacke und dem Roheisen zu beschleunigen.
• Das Verfahren kann auch für die Entfernung des Phosphors aus Roheisen benutzt werden, die mit sehr eisenreichen Schlacken vorgenommen wird.
• Wie oben erwähnt, kann das Verfahren nach der Erfindung ferner mit Vorteil zum Frischen von Roheisen mit reinem Sauerstoff oder Luft, die auf einen hohen Sauerstoffgehalt angereichert ist, verwendet werden. Wenn der Sauerstoffgehalt des Gases etwa 501/o überschreitet, ist es nicht mehr möglich, das normale Bessemerverfahren mit Lufteinleitung vom Boden her zu benutzen, sondern der Sauerstoff muB von oben her gegen das Bad oder in dasselbe eingeblasen werden. Dieses Verfahren hat jedoch infolge der ungleichmäßigen Durchmischung in diesem Falle zu gewissen Schwierigkeiten geführt, wenn das Verfahren in einem normalen Konverter oder einem anderen stationären Ofen durchgeführt wird. So ist der Eisenverlust in der Schlacke verhältnismäßig hoch, insbesondere wenn es erwünscht ist, den Phosphorgehalt in befriedigender Weise in einem phosphorreichen Roheisen herabzusetzen, und ferner tritt eine beträchtliche Eisenverdampfung infolge der scharf "" lokalisierten Sauerstoffzuleitung ein. Es hat sich als möglich gezeigt, diese Nachteile durch Verwendung eines waagerechten Drehofens für das Verfahren zu vermeiden, aber derselbe Vorteil kann häufig in einfacherer Weise durch Benutzung eines Ofens erreicht werden, der gemäß der Erfindung mittels geeigneter Einrichtungen bewegt wird. Ein anderer großer Vorteil, der hiermit verbunden ist, besteht in der Vergrößerung der Badoberfläche, die durch die Bewegurig gemäß der Erfindung erreicht wird, wodurch die Berührung mit dem Sauerstoff über eine weite Ober= fläche erfolgen kann.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ist keineswegs auf die Behandlung von Roheisen beschränkt, sondern kann natürlich auch für die Behandlung anderer Schmelzen, z. B. zur Raffination von Stahlschmelzen von Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor, oder für die Behandlung von Schmelzen von Nichteisenmetallen benutzt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Durchführung von metallurgischen Reaktionen zwischen :Metallschmelzen und festen, flüssigen oder gasförmigen Reaktionsmitteln in einem Reaktionsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß ohne Eigendrehung längs einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn um eine senkrechte Achse bewegt und die Geschwindigkeit des Gefäßes so geregelt wird, daB das geschmolzene Metall eine kreisförmige Bewegung innerhalb des Gefäßes durchführt und ein Reaktionsmittel dem geschmolzenen Metall im Gefäß zugesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze aus Roheisen besteht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus pulverisiertem Kalk besteht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus Sauerstoffgas oder mit Sauerstoff angereicherter Luft besteht.