DE105281C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18.:-~~EisENERzEU.GUNG. (v¹

(Oesterreich).

Verfahren und Vorrichtung zum Frischen von Roheisen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. März 1898 ab.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und die zur Durchführung desselben dienende Vorrichtung zum Frischen und Raffiniren des Roheisens im directen Anschlufs an den Hochofenprocefs oder einen anderen Umschmelzprocefs.

Dieses Verfahren besteht im Wesentlichen darin, dafs man das im Hochofen gewonnene oder in einem Ofen umgeschmolzene flüssige Roheisen nach Abscheidung der Schlacke continuirlich nach einem geheizten Sammelofen abfliefsen lä'fst und aus demselben auf dem Wege vom Hoch- oder Umschmelzofen zum Sammelofen durch die Wirkung oxydirender, Wärme abgebender Gase Silicium, Mangan, Phosphor, Kohlenstoff etc. theilweise oder fast gänzlich abscheidet, wodurch entweder ein für einen nachfolgenden Vollendungsprocefs gut vorbereitetes Einsatzmaterial oder fertiges schmiedbares Eisen gewonnen wird.

Der continuirliche Abflufs des Roheisens vom Hochofen oder Umschmelzofen in den Frischraum, sowie auch die Scheidung von der Schlacke erfolgt in verschiedener Weise, je nachdem der Ofen eine offene oder geschlossene Brust besitzt.

In den beiliegenden Zeichnungen sind die zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtungen dargestellt.

Fig. ι zeigt im Verticalschnitt die Anordnung eines Hoch- oder Umschmelzofens mit offener Brust.

Fig. 2 veranschaulicht im Vertical- und Fig. 3 im Horizontalschnitt die Anordnung eines Hochoder Umschmelzofens mit geschlossener Brust nebst der Schlackenform und dem Frischraum.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den Frischraum nach x-x (Fig. 2).

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen im Schnitt zwei Ausführungsformen der Frischbrenner.

Die Fig. 7 und 8 stellen im Vertical- und Horizontalschnitt eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Anlage in Verbindung mit einem oder mehreren Martinöfen dar.

A (Fig. 1) ist ein Ofen mit offener Brust, bei welchem sich das geschmolzene Roheisen im Eisenkasten α bis zur Oberkante des Wallsteines a¹ ansammelt und hierauf continuirlich über den Wallstein nach der geschlossenen Leitung b abfliefst. Die Schlacke fliefst durch die über dem Niveau der Wallsteinoberkante im Ofengestell angebrachte Form ä² ohne Unterbrechung ab. Der Tümpelstein a³ verhindert das Ueberfliefsen der Schlacke über den Wallstein a¹.

Der Abschlufs der Abflufsstelle wird nach aufsen hin durch das in einer Armirung gefafste Gewölbe <z⁴, welches auf den den Abflufsraum begrenzenden Mauern α⁵ aufruht, bewirkt. Dieses Gewölbe a* ist behufs Zugänglichkeit der Abflufsstelle abnehmbar angeordnet.

Bei Hochöfen mit geschlossener Brust (Fig. 2, 3, 7 und 8) wird zwischen den Eisenkasten a des Hoch- oder Umschmelzofens A¹ und dem Frischraum C in die feuerfest ausgemauerte Leitung b, welche mit abziehenden Gichtgasen oder eigens erzeugten Gasen, event, mit den dem Frischraum C entweichenden Abgasen

geheizt wird, ein Schlackenscheider B eingeschaltet.

Das dem Ofen A¹ zugewendete Ende der Leitung b wird in die Abstichöffnung a^% des Ofens eingedämmt und dadurch mit dem Eisenkasten a in Verbindung gebracht.

Die Schlackenform α² ist in entsprechender Höhe im Gestell des Ofens A¹ oder im Schlackenscheider B, event, an beiden Orten angeordnet. Ist dieselbe im Schlackenscheider angebracht, so mufs sie sich in entsprechender Höhe zwischen dem Zufiufsrohr b und der Schlackenschütze b¹ befinden.

Die Schlackenschütze b^l ist aus feuerfestem Material hergestellt und reicht bis unter den Spiegel des den Schlackenscheider B durch-Eiefsenden Roheisens. Sie hält die am Roheisen schwimmende Schlacke zurück, so dafs dieselbe nicht in den Frischraum C gelangen kann.

Der Schlackenscheider B ist mit einer seitlichen Oeffnung b² versehen, welche es ermöglicht, beim Abstich des Hochofens nachzuhelfen. Er besitzt Anschlufsfiantschen b³ für die Leitung b und kann daher rasch ausgewechselt werden. Sämmtliche Theile der Leitung b und des Schlackenscheiders B, welche mit dem flüssigen Roheisen in Berührung kommen, sind mit basischem oder neutralem Material ausgekleidet.

Durch die geschlossene Leitung b gelangt das Roheisen in den Frischraum C. In diesem geschlossenen, mit feuerfesten Steinen ausgemauerten Raum erfolgt die Oxydirung der aus dem Roheisen zu entfernenden Elemente durch die Einwirkung von Gasen, welche den Frischbrennern c entströmen.

Die Frischbrenner c (Fig. 5 und 6) sind wassergekühlte Formen, welche den Windformen eines Hochofens ähneln. Durch dieselben werden brennbare Gase und Verbrennungsluft in den Frischraum C eingeprefst.

Den Gas- und Luftströmen wird durch die Lage der Formen oder deren Construction eine derartige Richtung ertheilt, dafs sie sich unter einem Winkel kreuzen.

Die Anordnung kann derart sein, dafs die Gase durch den mittleren Theil c¹ (Fig. 5) der Form geleitet werden, während die Luft durch die den mittleren Theil umgebende Ringöffnung c² strömt und daher die Gase gleichsam umhüllt, oder es ist der Frischbrenner durch eine mittlere Wand c³ (Fig. 6) in zwei Einströmöffnungen c¹ c² für Gas bezw. Luft getheilt. Die Zuführung von Gas und Luft kann auch durch paarweise neben einander angeordnete Formen in der Weise bewirkt werden, dafs die eine Form Luft und die danebenliegende Form Gas in den Frischraum führt, woselbst sich die beiden Gase mengen und eine Flamme bilden.

Sowohl das Gas als auch die Luft können vor dem Einströmen in den Frischraum erhitzt werden, und werden entweder beide unter Druck zugeführt, oder es wird nur die Luft oder das Gas unter Druck zugeführt, während das Gas bezw. die Luft durch Injectorwirkung in den Frischraum eingeführt wird.

Die Gase können in einem besonderen Generator hergestellt sein, oder es werden die Gichtgase des Hochofens zum Betriebe des Frischraumes benutzt.

Durch die Verbrennung der Gase mittelst der eingeblasenen Luft wird bei einem entsprechenden Luftüberschufs eine heifse und stark oxydirende Flamme erzielt, welche, gegen das in dünner Schicht abfliefsende Metall gerichtet, die beabsichtigte chemische Wirkung erzielen mufs und gleichzeitig das Metall auf jene Temperatur erhitzt, die nothwendig ist, um dasselbe in theilweise entkohltem Zustand hinreichend flüssig zu erhalten.

Während das Eisen längs der etwas geneigten Sohle des Frischraumes C abfliefst, wird es von einer Anzahl, den Brennern c entströmender oxydirender Flammen getroffen.

Zwecks Vergröfserung der von den Flammen berührten Oberfläche des Eisens kann auch der Frischraum eine abgestufte Sohle (s. Fig. 7) erhalten, längs welcher das flüssige Eisen in Cascaden herabfällt.

Der Frischraum ist mit feuerfesten Steinen, derjenige Theil, welcher mit dem flüssigen Metall in Berührung kommt, mit basischem oder neutralem Material ausgefüttert.

Vom Frischraum gelangt das flüssige Metall durch ein feuerfest ausgemauertes Rohr d, welches mit den Abgasen aus dem Frischraum oder anderen Gasen geheizt wird, zu einem Sammelofen D, welcher einen entsprechend grofsen Fassungsraum hat und .nach Art eines Martinofens mit Siemens-Regenerativfeuerung oder mit einer anderen Feuerung betrieben wird.

Das Material wird entweder in diesem Sammelofen selbst durch Beigabe der beim Martinbetrieb verwendeten Zusätze fertig gemacht, oder es kann von demselben das Metall nach Bedarf entnommen und in flüssigem Zustand an jene Martinöfen abgegeben werden, in welchen das Flufseisen oder der Flufsstahl fertig gemacht werden soll.

In den Fig. 7 und 8 sind E E die Martinöfen , welche vermittelst der umstellbaren Rinne d^l abwechselnd mit dem Sammelofen D in Verbindung gesetzt werden können. Der Sammelofen D kann zwecks besserer Entleerung seines Inhaltes geneigt werden.

Das beschriebene Verfahren bietet für jene Processe, bei welchen das Roheisen im Flammofen in schmiedbares Eisen verwandelt wird, den Vortheil, dafs in dem Flammofen ein be-

reits weit vorbereitetes, von einem grofsen Theil der beim Frischen zu entfernenden Elemente befreites Eisen abgegeben wird. Nachdem der gröfste Theil der beim Frischen zu leistenden chemischen Arbeit bereits vor dem Aufgeben in den Flammofen erfolgt, so mufs die für den Verwendungszweck des zu erreichenden Materiales nothwendige Beschaffenheit des Endproductes im Flammofen in kurzer Zeit erzielt werden. Es wird daher die Leistung eines Flammofens durch Einschaltung des beschriebenen Verfahrens beträchtlich gesteigert, und es werden demzufolge bei dem Flammofenprocefs an Einrichtungskosten, Zustellungsund Erhaltungsspesen, Brennstoffaufwand und an Arbeitslöhnen bedeutende Ersparungen erzielt.

: Wird das flüssige Roheisen für dieses Verfahren vom Hochofen direct verwendet, so wird das Roheisen, wie die Schlacke aus dem Hochofen continuirlich abfliefsen gelassen, was im Hochofen ein gleichmäfsiges Niedersinken der Beschickung zur Folge hat.

...Die bisher gepflogene Entnahme eines grofsen Quantums flüssiger Masse während des Abstiches bewirkt ein plötzliches Niedersinken der Beschickungssäule, wobei nicht allein ungenügend vorbereitetes Material unter die Formen gelangt, welches später aufgelöst werden mufs, sondern auch Störungen in der Lagerung der ■Beschickungsmaterialien vorkommen, die den Gang des Hochofens ungünstig beeinflussen; hingegen wird bei continuirlicher Entnahme des Roheisens die Beschickung gleichmäfsig niedersinken, der Gang des Hochofens keine Störungen solcher Art erleiden und infolge dieser Regelmäfsigkeit des Betriebes ein geringerer Aufwand an Brennstoff zur Erzeugung des Roheisens nothwendig sein, als wenn grofse Mengen Roheisens angesammelt und während des Abstiches in sehr kurzer Zeit aus dem Ofen entfernt werden.

Es wird auch die Qualität des im Hochofen erzeugten Roheisens bei gleichmäfsiger Vorbereitung der Beschickung sehr gleichmäfsig sein müssen.

Das im Eisenkasten des Hochofens bei grofsen Abstichen sich sammelnde Roheisen verliert während der langen Pause zwischen zwei auf einander folgenden Abstichen bedeutend an Wärme und wird bei der Entnahme aus dem Ofen und beim Transport zu den Raffiniröfen noch mehr abgekühlt. Bei continuirlicher Roheisenentnahme fliefst dasselbe mit seiner Bildungstemperatur aus dem Hochofen im geheizten Raum und gelangt daher sehr heifs in den Frischraum. Eine hohe Temperatur ist aber für die Verbrennung der aus dem Roheisen abzuscheidenden Elemente förderlich, so dafs das Frischen rasch und auf kurzem Wege erfolgen kann.

Da bei diesen Verfahren durch die oxydirende Frischflamme sehr viel Wärme dem Metall zugeführt wird, so ist es hierbei möglich, ein Roheisen mit geringem Gehalt an Silicium oder' Phosphor, welches am billigsten herzustellen ist, für den Frischprocefs zu verwenden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Frischen und Raffiniren des Roheisens, dadurch gekennzeichnet, dafs das Roheisen beim. Abflufs durch einen Herd mittelst einer Anzahl auf die Oberfläche des Metallbades gerichteter geprefster Flammen, von welchen jede einzelne sich durch Kreuzung getrennt in den Frischraum eingeführter Gas- und Luftstrahlen bildet, gefrischt wird.

2. Zur Durchführung des unter ι. genannten Verfahrens die Ausstattung eines Frischofens mit Brennern, durch welche Luft- und Gasstrahlen, die einen mit Pressung, die anderen durch Injectorwirkung oder beide mit Pressung derart in den Frischraum eingeführt werden, dafs Gas und Luft sich über dem Metallbad zu einer geprefsten Flamme vereinigen und wobei durch Regulirung des Gas- und Luftquantums die Möglichkeit geboten wird, in jedem Querschnittstheil des Frischofens unabhängig von anderen Querschnittstheilen desselben Ofens eine mehr oder weniger oxydirende Flamme zu erzeugen.

3. Zur Durchführung des unter 1. genannten Verfahrens die Einrichtung zum Zurückhalten der Schlacke beim Abstich des Roheisens vom Hochofen, Schacht oder Flammumschmelzofen, gekennzeichnet durch einen leicht ein- und ausschaltbaren Kasten B, der gegenüber dem Abstich des Ofens mit einer Störöffnung (b²), einem Gasabzug und einem gegenüber dem Zuflufs (b) versetzten Schlackenabscheider (b¹) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.