DE1132293B

DE1132293B - Process for the continuous smelting of metals and / or ores in a cupola furnace operated with hot wind and cupola furnace used to carry out this process

Info

Publication number: DE1132293B
Application number: DEE7242A
Authority: DE
Inventors: Robert Doat
Original assignee: Rheinstahl Eisenwerke Muelheim Meiderich AG
Current assignee: Rheinstahl Eisenwerke Muelheim Meiderich AG
Priority date: 1952-05-15
Filing date: 1953-05-15
Publication date: 1962-06-28

Description

Verfahren zum fortlaufenden Schmelzen von Metallen und/oder Erzen in einem mit Heißwind betriebenen Kupolofen und zur Durchführung dieses Verfahrens dienender Kupolofen Vor langem hat man schon vorgeschlagen, Kupolöfen mit einem basischen Futter zu versehen, den Ofenmantel doppelwandig auszubilden und zu kühlen und den aus Eisen, Erzen und Kalk oder dergleichen Zuschlägen bestehenden Einsatz unter reduzierenden Bedingungen zu schmelzen.Process for the continuous smelting of metals and / or ores in a cupola furnace operated with a hot blast and for carrying out this process Serving cupolas long ago it was proposed to use cupolas with a to provide basic feed, to make the furnace jacket double-walled and to cool and the insert consisting of iron, ores and lime or similar additives to melt under reducing conditions.

Ein weiterer Vorschlag richtet sich darauf, die Wasserkühlung des Ofens durch Berieselung mittels zweier Verteilerkränze und einer oberhalb der Schmelzzone angeordneten Auffangrinne vorzunehmen, wobei die Schmelzzone nicht gekühlt ist.Another suggestion is to use water cooling for the Furnace by sprinkling with two distributor rings and one above the melting zone arranged collecting channel, whereby the melting zone is not cooled.

Ferner ist es sowohl bekannt, Kupolöfen mit Heißwind von 400 bis 600° C zu betreiben als auch eine das normale Maß übersteigende Menge an Brennstoff zu verwenden.It is also known to use cupolas with a hot blast of 400 to 600 ° C as well as an in excess of normal amount of fuel use.

Als bekannt werden ferner vorausgesetzt an Kupolöfen mittels eines gemeinsamen Abflußkanals für das Eisen und die Schlacke angeschlossene Vorherde und Siphons, in denen eine nachträgliche Trennung von Eisen und Schlacke außerhalb des Ofens stattfindet, wobei derartige Siphons auch als Eisensammelkammern ausgebildet und für das Eisen und die Schlacke zwischen dem Ofen und dem Siphon entweder ein gemeinsamer Abflußkanal oder auch voneinander getrennte Abflußkanäle vorgesehen sein können.Also known to be a cupola by means of a common drainage channel for the iron and the slag connected forehearth and siphons, in which a subsequent separation of iron and slag outside of the furnace takes place, such siphons also being designed as iron collecting chambers and for the iron and the slag between the furnace and the siphon either one common drainage channel or separate drainage channels are provided could be.

Während man bei Kupolöfen bisher ortsfeste, gegebenenfalls wassergekühlte Winddüsen benutzt hat, ist es für Hochöfen bekannt, bewegliche, einstellbare, gekühlte Windformen zu verwenden.While cupola furnaces have hitherto been stationary, possibly water-cooled Has used tuyeres, it is known for blast furnaces, movable, adjustable, refrigerated To use wind forms.

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zum fortlaufenden Schmelzen von Metallen und/oder Erzen in einem mit Heißwind von 400 bis 600° C betriebenen, außen durch Wasserberieselung gekühlten, mit neutralem oder basischem Futter versehenen Kupolofen, der mit einer das übliche Maß übersteigenden Menge an Brennstoff unter reduzierendem Schmelzen betrieben wird, wobei sich die Erfindung im wesentlichen die Aufgabe gestellt hat, durch Kombination einer Reihe von teilweise an sich bekannten Merkmalen im kontinuierlichen Betrieb ein Eisen und eine Schlacke von vorbestimmter, chemisch und physikalisch hervorragender Beschaffenheit zu erschmelzen.The invention now relates to a method for continuous Melting of metals and / or ores in a hot blast from 400 to 600 ° C, Cooled on the outside by sprinkling with water, with neutral or basic feed Cupola furnace with an excessive amount of fuel underneath reducing melting is operated, the invention essentially set the task by combining a number of some of the known ones Features in continuous operation an iron and a slag of predetermined, to melt chemically and physically excellent properties.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem vorstehend gekennzeichneten Verfahren dadurch erreicht, daß die Schmelzzone durch an sich bekannte Verschieblichkeit der wassergekühlten Winddüsen regelbar ist und daß eine Schicht basischer Schlacke von verhältnismäßig großer regelbarer Höhe durch eine an den Kupolofen angeschlossene Schlackensammelkammer im Kupolofen ständig dadurch aufrechterhalten wird, daß die in an sich bekannter Weise mit einer Trennwand versehene Schlackensammelkammer mit dem Kupolofen durch einen in dessen Bodenhöhe verlaufenden Eisenabflußkanal und einen darüber angeordneten, vom Kupolofen zur Schlackensammelkammer ansteigenden Schlackenabflußkanal in Verbindung steht.According to the invention, this is done in the method identified above achieved in that the melting zone by known displaceability of the water-cooled tuyeres is adjustable and that a layer of basic slag of relatively large adjustable height through a connected to the cupola furnace Slag collecting chamber in the cupola is constantly maintained in that the in a manner known per se provided with a partition wall with slag collecting chamber the cupola through an iron drainage channel running at floor level and one above it, rising from the cupola to the slag collecting chamber Slag discharge channel is in communication.

Das neue Verfahren bedient sich infolgedessen bei dem reduzierenden Schmelzen einer konzentrierten Schmelzzone regelbaren Volumens, welche einen gewissen Abstand von der Auskleidung des Ofens besitzt, und zwar durch Einführung der Verbrennungsluft in einem regelbarem Abstand von der Ofenauskleidung; infolgedessen sind die Reaktionen streng auf die Schmelzzone beschränkt; sie verlaufen sehr intensiv und schnell, und sie sind leicht regelbar und stets wiederholbar. Man erhält ein Eisen von vorbestimmter regelbarer Zusammensetzung und eine Schlacke von gleichfalls regelbarer vorbestimmter Zusammensetzung, welche praktisch kaum durch Metalloxyde oder durch Abfälle der feuerfesten Ofenauskleidung verunreinigt ist.The new method therefore makes use of the reducing one Melting a concentrated melting zone of controllable volume, which has a certain Distance from the lining of the furnace, namely by introducing the combustion air at an adjustable distance from the furnace lining; as a result, the reactions are strictly limited to the melting zone; they run very intensely and quickly, and they are easy to control and always repeatable. An iron of predetermined size is obtained adjustable composition and a slag of likewise adjustable predetermined Composition, which practically hardly by metal oxides or by waste of the refractory furnace lining is contaminated.

Bei dem neuen Verfahren werden ferner das Eisen und die Schlacke, die sich bereits im Ofen, und zwar zu einem Zeitpunkt, wo sie ihren vorteilhaftesten Zustand erreicht haben, trennen, auch völlig getrennt voneinander durch die beiden besonderen, divergierend verlaufenden Kanäle kontinuierlich aus dem Ofen abgeführt und bleiben so auf saubere und leichte Weise ebenfalls in der Schlackensammelkammer getrennt, wobei immer eine Schlackensäule von bestimmter Höhe im Ofen aufrechterhalten wird und stets nur verbrauchte bzw. ausreagierte Schlacke aus dem Ofen zum Abfluß gelangt.The new process also removes iron and slag, which are already in the oven, at a time when they are most beneficial State, separate, also completely separated from each other by the two special, diverging channels continuously from the oven discharged and thus also remain in the slag collecting chamber in a clean and easy way separated, always maintaining a column of slag of a certain height in the furnace is and always only used or fully reacted slag from the furnace to the drain got.

Infolgedessen können im Ofen auch keine ungewollten Reaktionen, beispielsweise auf Grund eines ungenügend langen Aufenthaltes im Ofen, oder keine schädlichen sekundären Reaktionen, beispielsweise zwischen dem Eisen und der Schlacke und der Ofenauskleidung auf Grund eines zu langen Aufenthaltes im Ofen, auftreten.As a result, no unwanted reactions, for example due to an insufficiently long stay in the oven, or no harmful secondary Reactions, for example between the iron and the slag and the furnace lining due to staying in the oven for too long.

Weiterhin erstreckt sich die Erfindung noch auf einen Kupolofen zur Durchführung des neuen Verfahrens.The invention also extends to a cupola furnace for Implementation of the new procedure.

Dieser ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender--Merkmale: a) Wassergekühlte, in den Ofen vorgeschobene Heißwinddüsen, bei denen der Abstand ihrer Vorderkante von der inneren, feuerfesten Ofenauskleidung in an sich bekannter Weise regelbar einstellbar ist, b) verschließbare Gicht mit regelbarem Gasabzug aus der Gicht, c) ein zweistufiges System der Wasserkühlung des Ofenmantels, derart, daß durch ein unterhalb der Gicht diese umgebendes Düsenrohr der Ofenmantel bis etwa zur Düsenebene bzw. kurz darunter berieselt wird, wo das Wasser in einer Ringrinne aufgefangen wird, und daß unmittelbar unterhalb dieser Ringrinne ein weiteres, den Ofen umgebendes Düsenrohr angeordnet ist, durch welches der untere Teil des Ofenmantels sowie der Verbindungsteil mit der Sammelkammer und teilweise diese selbst bis zu einer am Boden angeordneten weiteren Ringrinne berieselt wird, d) eine mit einer von oben in sie hineinreichenden Trennwand versehene Schlackensammelkammer außerhalb des Ofens zur Trennung von Metall und Schlacke, welche mit dem Ofeninneren durch mindestens. zwei Abflußkanäle in Verbindung steht, von denen der untere, für das Metall bestimmte Abflußkanal im wesentlichen horizontal in Höhe des Ofenbodens angeordnet ist, während der darüber befindliche, für den Abfluß der Schlacke dienende Abflußkanal zur Schlackensammelkammer ansteigt und in dieser oberhalb des unteren Endes der Trennwand mündet, e) einen überlauf für die Schlacke aus der Schlakkensammelkammer erheblich oberhalb der Ofensohle und eine Ausflußöffnung aus dem durch die Trennwand abgeteiltem Teil der Schlackensammelkammer für das Metall etwa in Höhe der Ofensohle oder nur wenig über dieser.This is characterized by the combination of the following features: a) Water-cooled hot air nozzles pushed into the furnace, where the distance its front edge from the inner, refractory furnace lining in per se known Is adjustable in a way that is adjustable, b) closable top with adjustable gas vent from the furnace, c) a two-stage system of water cooling of the furnace shell, in such a way, that through a nozzle pipe surrounding this below the gout, the furnace jacket up to about to the nozzle level or just below, where the water is in an annular channel is collected, and that immediately below this annular groove another, the The nozzle tube surrounding the furnace is arranged, through which the lower part of the furnace jacket as well as the connection part with the collection chamber and partly this itself up to a further annular channel arranged on the ground is sprinkled, d) one with a Slag collecting chamber outside, which is provided from above into the partition wall reaching into it of the furnace for the separation of metal and slag, which with the furnace interior through at least. two drainage channels communicating, of which the lower, for the Metal specific drainage channel arranged essentially horizontally at the level of the furnace floor is, while the overlying, serving for the drainage of the slag drainage channel rises to the slag collecting chamber and in this above the lower end of the Partition wall opens, e) an overflow for the slag from the slag collecting chamber considerably above the furnace sole and an outflow opening from the through the partition separated part of the slag collecting chamber for the metal approximately at the level of the furnace base or just a little above this.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand eines durch Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. Bei dem dargestellten Beispiel zeigt Fig. 1 den Aufriß eines gemäß der Erfindung arbeitenden und gebauten Ofens, wobei einige Teile im Schnitt zu sehen sind; der Schnitt ist nach Fig. 3 entlang der Linie 1-1 genommen; Sicht in Richtung der Pfeile; Fig. 2 ist die Vorderansicht des unteren Teiles des Kupolofens von Fig. 1; Sicht in Richtung der Pfeile 2-2 von Fig. 3; Fig. 3 zeigt den Grundriß des Kupolofens von Fig. 1; Fig. 4 zeigt einen teilweisen Querschnitt am größten Durchmesser des unteren Teiles des Kupolofens entsprechend der Schnittlagenbezeichnung 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie 5-5 nach Fig. 4, in Richtung der Pfeile gesehen; Fig. 6 ist ein Teilschnitt längs der Linie 6-6 nach Fig. 5, in Richtung der Pfeile gesehen; Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht von einem Teil des Ofens, in Fig. 2 von rechts gesehen, und Fig. 8 zeigt einen Aufriß eines Teiles des in den obigen Zeichnungen illustrierten Kupolofens.Further details of the invention are given by means of drawings Illustrated embodiment explained. In the example shown Fig. 1 shows the elevation of a furnace operating and constructed according to the invention; some parts can be seen in section; the section is according to FIG. 3 along taken the line 1-1; View in the direction of the arrows; Fig. 2 is the front view the lower part of the cupola of Fig. 1; View in the direction of arrows 2-2 from Fig. 3; Fig. 3 shows the plan view of the cupola of Fig. 1; Fig. 4 shows one partial cross-section at the largest diameter of the lower part of the cupola corresponding to the section position designation 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 shows a section along the line 5-5 of Figure 4, seen in the direction of the arrows; Fig. 6 is a Partial section along the line 6-6 of Figure 5, seen in the direction of the arrows; Fig. Fig. 7 shows a side view of part of the furnace, seen from the right in Fig. 2, and Fig. 8 is an elevation of part of that illustrated in the above drawings Cupola furnace.

Aus den Zeichnungen ist zu ersehen, daß der Kupolofen mit einem feuerfesten Futter 1 versehen ist. Obgleich es möglich ist, den Kupolofen mit verschiedenen feuerfesten Auskleidungen zu versehen, ist es vorteilhaft, denselben mit einem basischen oder neutralen feuerfesten Futter auszukleiden, welches als stampfbare Masse oder aus feuerfesten Steinen hergestellt werden kann, die innen im Ofen eingebaut werden.It can be seen from the drawings that the cupola is provided with a refractory lining 1 . Although it is possible to provide the cupola with various refractory linings, it is advantageous to line the same with a basic or neutral refractory lining, which can be made as a tampable mass or from refractory bricks that are built into the furnace.

Der Kupolofen ist mit einem Aufsatz (Gicht) erbaut, der normalerweise verschlossen bleibt, wobei eine Rohrleitung für die Abführung der Gase vorgesehen ist, wie Fig. 1 zeigt. Diese Gasabführung ist oben mit einem Regelorgan versehen, um einen konstanten Gasdruck im Ofen zu erreichen. Dieser Gasdruck, der durch die eintretende Luft durch die Düsen und die Reaktion des Einsatzes im Kupolofen erzeugt wird, bestimmt vollständig die Höhe des Schlackenbades, wie durch Versuche festgestellt wurde. Lediglich der Einsatz bestimmt die Schlackenmenge und den Eisendurchlauf und hat dieser keinen Einfluß auf die Höhe des Schlackenbades; der Einsatz wird durch zwei Türen (Beschickungsöffnungen) in den Kupolofen gefüllt, die oben am Ofen übereinanderliegen. Diese Türen werden niemals gleichzeitig während des Schmelzprozesses geöffnet, so daß der obere Kupolverschluß ständig geschlossen bleibt, mit Ausnahme des Gasaustrittsventils.The cupola is built with an attachment (gout), which is normally remains closed, with a pipeline provided for the discharge of the gases as shown in FIG. This gas discharge is provided with a control element at the top, to achieve a constant gas pressure in the furnace. This gas pressure caused by the incoming air generated by the nozzles and the reaction of the insert in the cupola completely determines the level of the slag bath, as determined by experiments became. Only the use determines the amount of slag and the iron flow and this has no influence on the level of the slag bath; the stake will through two doors (loading openings) into the cupola, the top of the furnace lie on top of each other. These doors are never opened simultaneously during the melting process opened, so that the upper cupola lock remains closed all the time, with the exception of the gas outlet valve.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Kupolofen nicht weit vom Boden entfernt mit einer Anzahl Düsen versehen, die leicht geneigt in zylindrischen Führungen 50 montiert sind, und zwar für eine axiale Bewegung derart, daß die Düsen 51 mit ihrem Vorderende nach dem festgesetzten Abstand von der inneren Futterwand 1 aus eingerichtet werden können. Wenn die Düsen so angeordnet werden, daß ihre Vorderenden über die innere Futterwand 1 vorstehen, erzeugen sie eine konzentrierte Verbrennungszone, welche vom Futter solchen Abstand hat, daß größere Zerstörungen desselben verhindert werden. Die Heißluft wird in den Ofen durch die Düsen 51 mittels Rohrleitungen 52 eingeleitet, wobei sie vorher mittels der austretenden Gase des Kupolofens erhitzt worden ist.As Fig. 2 shows, the cupola is not far from the ground provided with a number of nozzles, which are slightly inclined in cylindrical guides 50 are mounted, for axial movement such that the nozzles 51 with their Front end set up after the set distance from the inner lining wall 1 can be. If the nozzles are arranged so that their front ends over the protrude inner lining wall 1, they create a concentrated combustion zone, which has such a distance from the feed that it prevents greater destruction will. The hot air is fed into the oven through the nozzles 51 by means of pipes 52 initiated, whereby it is previously heated by means of the exiting gases of the cupola furnace has been.

Die Düsen 51 sind in bezug auf die Führung 50 und die Leitung 52 mit Hanf oder Asbest 53 abgedichtet, . wodurch eine konische Ausbildung der Düsen, ähnlich wie ein Mundstück, ermöglicht wird. Durch Bewegung der Düsen in den Führungen 50 ist es möglich, die konzentrierte Verbrennungszone entsprechend zu erweitern oder einzuengen. Die Düsen 51 sind doppelwandig, wie Fig. 2 zeigt, und mit einer Zulauf- und Abflußleitung versehen, um eine Zirkulation der Wasserkühlung durch die Düsen zu erreichen. Die Zulauf- und Abflußleitung ist vorzugsweise mit einem Wasserbehälter verbunden, oder dieser liegt so über den Düsen, daß das Kühlwasser darin unter einem gewissen Druck steht, der die Sicherheit gibt, d'aß die Düsen immer mit Kühlwasser gefüllt sind.The nozzles 51 are with respect to the guide 50 and the line 52 with Hemp or asbestos 53 sealed,. creating a conical design of the nozzles, similarly like a mouthpiece. By moving the nozzles in guides 50 it is possible to expand the concentrated combustion zone accordingly or constrict. The nozzles 51 are double-walled, as shown in FIG. 2, and with an inlet and drain pipe provided to allow water cooling to circulate through the nozzles to reach. The inlet and outlet lines are preferred with connected to a water tank, or this is so above the nozzles that the cooling water it is under a certain pressure, which gives the certainty that the nozzles are always filled with cooling water.

Wie Fig. 4 zeigt, ist der Ofenboden geneigt. Zwei sich gegenüberliegende Abflußkanäle 3 und 4 führen jeweils durch die Seitenwand; der Abflußkanal 3 liegt horizontal an der höchsten Stelle des Ofenbodens 2, während der Abstichkanal4 (Eisen- und Schlackennotabsich) horizontal an der tiefsten Stelle des Ofenbodens 2 liegt. Wenn der Kupolofen als Schmelzaggregat arbeitet, wird der Abstichkanal 4 mit einem Stopfen verschlossen, und das geschmolzene Eisen läuft durch den Abflußkanal3 (Siphoneisenabstich) in eine außen anliegende Schlackensammelkammer 55. Dieser Abflußkanal3 ist ziemlich lang und hat nur einen geringen Durchmesser, so daß sich dieser verstopfen würde, wenn durch ein besonderes Mittel dieses nicht vermieden würde. Infolge der geringen Größe und der ziemlichen Länge ist es schwer, den Abflußkanal 3 dauernd offenzuhalten. Wenn der Schmelzprozeß unterbrochen wird, bleibt im Kupolofen immer eine gewisse Menge Eisen und Schlacke zurück, welche den Abflußkanal 3 verstopft, wenn der Ofenboden 2 nicht zum Abstichkanal 4 hin abfallen würde. Dieser letztgenannte Abstichkanal wird geöffnet, wenn das Schmelzen unterbrochen wird, z. B. wenn der Kupolofen vom Schmelzaggregat in einen Gasgenerator umgeschaltet wird. Dadurch, daß das restliche flüssige Eisen und die Schlacke durch den Abstichkanal4 ablaufen können, wird bewirkt, daß der Abflußkanal3 offenbleibt, so daß meistens ein Durchstoßen dieses Kanals nicht erforderlich ist.As shown in Fig. 4, the furnace floor is inclined. Two opposite each other Drainage channels 3 and 4 each lead through the side wall; the drainage channel 3 is located horizontally at the highest point of the furnace floor 2, while the tapping channel 4 (iron and Schlackennotabsich) lies horizontally at the lowest point of the furnace bottom 2. If the cupola works as a melting unit, the tapping channel 4 is with a Stopper closed and the molten iron runs through the drainage channel3 (siphon iron tap) into an externally adjacent slag collecting chamber 55. This drainage channel3 is pretty long and only has a small diameter, so that it would become clogged, if this were not avoided by a special means. As a result of the low Because of its size and its length, it is difficult to keep the drainage channel 3 open all the time. If the melting process is interrupted, there is always a certain amount left in the cupola furnace Lots of iron and slag back which clogs the drain 3 when the furnace bottom 2 would not drop towards the tapping channel 4. This last-mentioned tapping channel is opened when the melting is interrupted, e.g. B. when the cupola from Melting unit is switched to a gas generator. Because the rest of the Liquid iron and the slag can run off through the tapping channel4, this has the effect of that the drainage channel 3 remains open, so that this channel is usually pierced is not required.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist über dem Ablaufkanal 3 ein weiterer Ablaufkanal 5 (Siphonschlackenabstich) vorgesehen. Das geschmolzene Eisen fließt vom Inneren des Kupolofens durch den Eisenablaufkanal3 auf den geneigten Boden der Schlackensammelkammer 55. Die Schlacke fließt vom Inneren des Kupolofens durch den schräg ansteigenden Schlackenablaufkanal5 in das Innere der Schlackensammelkammer 55 und schwimmt darin auf dem geschmolzenen Eisen. Auf diese Art sind durch Ablaufkanäle 3 und 5 zwei getrennte Wege für das Eisen und die Schlacke geschaffen.As can be seen from FIG. 4, there is another above the drainage channel 3 Drainage channel 5 (siphon slag tap) is provided. The molten iron flows from the inside of the cupola through the iron drainage channel3 to the inclined floor of the Slag collecting chamber 55. The slag flows from the inside of the cupola through the sloping slag drainage channel5 into the interior of the slag collecting chamber 55 and floats in it on the molten iron. In this way are through drainage channels 3 and 5 created two separate paths for the iron and the slag.

Die horizontale Querschnittsfläche der Schlackensammelkammer 55 ist kleiner als die gleich gelegene Querschnittsfläche im Kupolofen.The horizontal cross-sectional area of the slag collecting chamber 55 is smaller than the same cross-sectional area in the cupola furnace.

In der Schlackensammelkammer 55 ist eine feste Wand 56 vorgesehen, die zwischen der Ablaufrinne 30 für das flüssige Eisen und dem Schlackenablauf 6 liegt. Es sei nach Fig. 4 bis 6 bemerkt, daß die Trennwand 56 mit einer Öffnung 32 versehen ist, die auf dem Boden 36 der Schlackensammelkammer 55 unterhalb des Eisenabflußkanals 3 liegt, welche das geschmolzene Eisen nach dem Sammelkammerteil 33 leitet. der wiederum mit der Ablaufrinne 30 verbunden ist.A solid wall 56 is provided in the slag collecting chamber 55, that between the drainage channel 30 for the liquid iron and the slag drainage 6 lies. It should be noted after Fig. 4 to 6 that the partition wall 56 with an opening 32 is provided, which is on the bottom 36 of the slag collecting chamber 55 below the Iron discharge channel 3 is, which the molten iron after the collecting chamber part 33 directs. which in turn is connected to the drainage channel 30.

Der obere Teil der Schlackensammelkammer 55 ist mit einer Haube bedeckt, welche nach vorn offen ist, so daß der unter der Haube befindliche Raum 41 und damit auch die Schlacke mit der atmosphärischen Luft in Verbindung stehen. Die Vorderwand der Schlackensammelkammer 55 ist mit zwei Öffnungen 31 und 35 versehen, die durch eine abnehmbare Tür 37 verschlossen sind. Diese ist an der Vorderplatte 40 montiert, die die Vorderseite der Schlackensammelkammer 55 verschließt-mit Ausnahme des Raumes 41. -- und einen Raum 39, der direkt unter Raum 41 liegt. Dieser Raum 39 liegt gegenüber dem Schlackenabflußkanal 5, so daß man mit einer Stange durch den Raum 39 hindurch kann, um diesen gegebenenfalls zu reinigen. Die Öffnung 31 liegt dem Eisenabflußkanal 3 gegenüber, um diesen gegebenenfalls reinigen z u -können. Die Öffnung C 35 gestattet es, den ganzen Inhalt der Schlackensammelkammer 55 zu entleeren. Die Haube der Schlackensammelkammer 55 ist mit einer Tragplatte 7 versehen, auf welcher ein Ölbrenner 57 od. dgl. angebracht werden kann, um die Schlacke in der Schlackensammelkammer 55 zu erhitzen, wenn die Schlacke zu dickflüssig wird. Die Platte 40 kann abnehmbar an der Schlackensammelkammer 55 montiert werden, und zwar durch einen Keilverschluß, wie es als Beispiel deutlich bei 58 in Fig. 2 zu erkennen ist. Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß diese Keile so spitz zulaufen, daß die Platte leicht in die entsprechende Stellung gebracht werden kann.The upper part of the slag collecting chamber 55 is covered with a hood, which is open to the front, so that the space under the hood 41 and thus also the slag are in connection with the atmospheric air. The front wall the slag collecting chamber 55 is provided with two openings 31 and 35, which through a removable door 37 are closed. This is mounted on the front plate 40, which closes the front of the slag collecting chamber 55 - with the exception of the space 41. - and a room 39, which is directly below room 41. This room 39 is opposite the slag discharge channel 5, so that you can pass through the space 39 with a rod to clean it if necessary. The opening 31 is the iron drainage channel 3 opposite in order to clean it if necessary. The opening C 35 is permitted to empty the entire contents of the slag collecting chamber 55. The hood of the slag collecting chamber 55 is provided with a support plate 7 on which an oil burner 57 or the like is attached can be to heat the slag in the slag collecting chamber 55 when the Slag becomes too thick. The plate 40 can be detachably attached to the slag collecting chamber 55 can be mounted, by means of a wedge lock, as can be clearly seen as an example can be seen at 58 in FIG. From Fig. 3 it can be seen that these wedges so taper to a point so that the plate can easily be brought into the appropriate position can.

Die gesamte Außenfläche des Kupolofens wird durch eine Kühleinrichtung gekühlt. Diese Kühleinrichtung besteht aus einem durchlöcherten Rohr 60, welches oben am Kupolofenmantel nach Fig. 1. montiert ist und mit irgendeinem Kühlwasseranschluß so in Verbindung steht, daß das Wasser aus den Rohrlöchern 60 auf die Außenfläche des Kupolofenmantels fließt und an der Fläche herunterläuft. Um den Kupolofenmantel ist etwa in Höhe des Schlackenablaufes 6 und eben unter den Düsen eine Rinne 19 angeordnet, welche das Kühlwasser aufnimmt, welches vom Rohr 60 an dem Außenmantel herunterfließt. Zwei Abflußrohre 20 und 21 sind im Boden der Rinne 19 befestigt und befördern das Wasser von dieser Rinne in eine zweite Rinne 16, die am Boden um den Kupolofen herumliegt.The entire outer surface of the cupola is cooled by a cooling device. This cooling device consists of a perforated tube 60, which is mounted on the top of the cupola shell according to FIG. 1 and is connected to some cooling water connection so that the water flows from the pipe holes 60 onto the outer surface of the cupola shell and runs down the surface. A channel 19 is arranged around the cupola furnace jacket approximately at the level of the slag outlet 6 and just below the nozzles, which channel receives the cooling water which flows down from the pipe 60 on the outer jacket. Two drainage pipes 20 and 21 are fixed in the bottom of the gutter 19 and convey the water from this gutter into a second gutter 16 which lies around the bottom of the cupola.

Direkt unter der Rinne 19 liegt ein zweites durchlöchertes Rohr 28, das ganz um den Kupolofen herumführt. Dieses Rohr wird an den Stellen unterbrochen, wo die Schlackensammelkammer 55 mit dem Kupolofenmantel verbunden ist. Dieses Rohr 28 kann mit derselben Kühlwasserpumpe wie das Rohr 60 verbunden werden. Das Kühlwasser fließt aus dem durchlöcherten Rohr 28 auf den unteren Kupolofenteil zwischen Rinne 19 und 16 und wird unten aufgefangen.Directly under the channel 19 is a second perforated pipe 28, that goes all the way around the cupola. This pipe is interrupted at the points where the slag collecting chamber 55 is connected to the cupola shell. This pipe 28 can be connected to the same cooling water pump as the pipe 60. The cooling water flows out of the perforated tube 28 onto the lower cupola part between the channel 19 and 16 and is caught below.

Wie Fig. 4 zeigt, liegt die Rinne 19 über dem oberen Teil der Schlackensammelkammer 55 so daß das Wasser in der Rinne 19 den oberen Teil der Schlackensammelkammer 55 sowie auch die anderen, anliegenden Teile kühlt.As shown in FIG. 4, the channel 19 lies above the upper part of the slag collecting chamber 55 so that the water in the channel 19 reaches the upper part of the slag collecting chamber 55 as well as the other adjacent parts.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen, ist die Trennwand 56 mit einem Hohlraum 42 versehen. Wie Fig. 2 zeigt, verbindet ein Rohrverbindungsstück 22 die Rinne 19 mit dem Raum 42, so daß das Wasser aus der Rinne direkt in diesen Raum läuft, diesen füllt und nach unten weiter zur Außenfläche der Schlackensammelkammer 55 fließt. Ein Blechstreifen 29 führt in einer abgelenkten Richtung, wie Fig. 2 und 3 zeigen, vom Raum 42 in die Rinne 16, so daß verhindert wird, daß Spritzwasser in die Eisenabflußrinne 30 gelangen kann.As can be seen from Fig. 5, the partition wall 56 is with a cavity 42 provided. As FIG. 2 shows, a pipe connector 22 connects the channel 19 with the space 42, so that the water runs from the gutter directly into this space, this one fills and flows further down to the outer surface of the slag collecting chamber 55. A sheet metal strip 29 leads in a deflected direction, as shown in FIGS. 2 and 3 show from space 42 into gutter 16, so that water is prevented from splashing into the iron gutter 30 can get.

Besondere Einrichtungen sind vorgesehen, wie Fig. 3 und 8 zeigen, um die Schlackensammelkammer 55 und den Kupolofen mit den dazwischenliegenden Verbindungen zu kühlen. Bei dieser Kühlungsart werden zwei Leitbleche 25 und 26 verwendet, die dieselbe Form wie diese Verbindungen haben und die sich unterhalb der unteren Fläche der Rinne 19 erstrecken. Der Boden der Rinne 19 hat zwei Schlitze 23 und 24, die dieselbe Form wie die Leitbleche 25 und 26 und die Verbindungen zwischen Kupolofen und Schlackensammelkammer 55 haben, so daß das Wasser aus der Rinne 19 gezwungen wird, an die benachbarten Flächen zwischen den Leitblechen 25 und 26 und diesen Verbindungen zu fließen. Hierdurch wird eine sehr wirkungsvolle Kühlung erreicht, womit an diesem Teil des Kupolofenmantels Spannungen und Risse verhindert werden.Special means are provided, as shown in FIGS. 3 and 8, to cool the slag collecting chamber 55 and the cupola with the connections therebetween. In this type of cooling, two baffles 25 and 26 are used which have the same shape as these connections and which extend below the lower surface of the channel 19. The bottom of the channel 19 has two slots 23 and 24, which have the same shape as the baffles 25 and 26 and the connections between the cupola and the slag collecting chamber 55, so that the water from the channel 19 is forced to the adjacent surfaces between the baffles 25 and 26 and these connections to flow. This achieves very effective cooling, which prevents tension and cracks on this part of the cupola furnace jacket.

Festmontiert an der Seitenwand der Schlackensammelkammer 55 sitzt ein Kasten 9, der mit einem Rohr 8 verbunden ist, um hier ein Kühlwasser zu bekommen. Dieses Kühlwasser z. B. wird von derselben Pumpe abgeleitet, welche die Düsen mit Kühlwasser versorgt. Der Kasten 9 geht quer durch die Bodenwand 11" des Schlackenablaufes 6, und der Kasten 9 geht auch durch einen offenen Kanal 1.0 mit der Bodenwand 11". Er ist mit einer Öffnung versehen, die zwischen Wand 11' und Wand 11" liegt, um einen freien Raum zu erhalten, worin das Wasser aus dem Kasten 9 bis in den Kanal 10 entlang dem Boden 11" laufen kann. Die Schlacke, die aus dem Schlackenablauf 6 und von hier aus über den Boden 11" läuft, muß notwendigerweise den Kühlwasserfluß unter dem Boden 11" des Kanals 10 vom Raum 13 berühren, wodurch sie granuliert wird. Die Schlacke, mit dem Wasser vereinigt, fließt längs des Kanals 10 in ein nach unten gerichtetes Rohr 14, welches mit einem Deckel verschlossen und seitlich geöffnet ist, wo es in den Kanal mündet. Dadurch fließen das Wasser und die Schlacke in das Rohr 14 und darunter in einen Schacht, der neben dem Kupolofen liegt. Das Rohr 14 ist auch an einer Seite offen, an der Stelle, wo es die Rinne 15 kreuzt: letztere ist mit einem Ansatzteil und einem Kanal 17 versehen, welche einen geneigten Boden 18 haben und mit Rohr 14 verbunden sind. So kann das Wasser von Rinne 16 über den geneigten Boden 18 in das Rohr 14 und den Sammelschacht laufen.Fixedly mounted on the side wall of the slag collecting chamber 55 sits a box 9 which is connected to a pipe 8 in order to get a cooling water here. This cooling water z. B. is derived from the same pump that supplies the nozzles with cooling water. The box 9 goes transversely through the bottom wall 11 "of the slag drain 6, and the box 9 also goes through an open channel 1.0 with the bottom wall 11". It is provided with an opening which lies between wall 11 'and wall 11 "in order to obtain a free space in which the water can run from the box 9 into the channel 10 along the floor 11". The slag that runs out of the slag drain 6 and from here over the bottom 11 "must necessarily contact the cooling water flow under the bottom 11" of the channel 10 from the space 13, whereby it is granulated. The slag, combined with the water, flows along the channel 10 into a downwardly directed tube 14 which is closed with a lid and opened at the side, where it opens into the channel. This causes the water and slag to flow into the pipe 14 and below it into a shaft which is adjacent to the cupola. The tube 14 is also open on one side, at the point where it crosses the channel 15: the latter is provided with an attachment part and a channel 17 which have a sloping bottom 18 and are connected to tube 14. In this way, the water from channel 16 can run over the inclined floor 18 into the pipe 14 and the collecting shaft.

Dieses ist ein sehr wirksames Verfahren, um den Außenmantel des Kupolofens zu kühlen und soweit wie möglich die Zerstörung des Futters 1 zu verhindern, ebenso die inneren Teile der Düsen. So kommt man zu dem obenerwähnten Ergebnis, daß bei dem vorstehend beschriebenen Kupolofen das Abschmelzen des feuerfesten Futters wesentlich vermindert wird, so daß die Schlackenführung durch abgeschmolzenes Futtermaterial kaum beeinflußt wird. Auf diese Art kann die Zusammensetzung der Schlacke übereinstimmend mit dein in dem Ofen chargierten Material konstant gehalten werden.This is a very effective method of making the outer shell of the cupola to cool and as far as possible to prevent the destruction of the feed 1, as well the inner parts of the nozzles. So one arrives at the above-mentioned result that at the above-described cupola, the melting of the refractory lining is essential is reduced, so that the slag is guided by melted lining material is hardly influenced. In this way the composition of the slag can be matched be kept constant with the material charged in the furnace.

Mittels des neuen Verfahrens kann man beispielsweise in besonders günstigerWeise hochwertigesGußeisen nur aus Alteisen oder aus einer Gattierung von Schrott undAlteisen herstellen, wobei folgende grundlegenden Bedingungen eingehalten werden könnep: 1. Das Schmelzen wird in an sich bekannter Weise in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt.The new method can be used, for example, in special inexpensive high-quality cast iron only from scrap iron or from a type of Manufacture scrap and scrap iron, observing the following basic conditions can be: 1. The melting is in a known manner in a reducing Atmosphere carried out.

2. Das schmelzende tropfende Eisen wandert durch ein hocherhitztes Schlackenbad von konstanter Höhe und wirklich konstanter Zusammensetzung.2. The melting dripping iron travels through a highly heated one Slag bath of constant height and really constant composition.

3. Der Ofen kann als Kupolofen oder als Gaserzeuger arbeiten. Jeder dieser drei Punkte soll nun genauestens beschrieben werden.3. The furnace can work as a cupola furnace or as a gas generator. Everyone these three points will now be described in detail.

1. Schmelzen in einer reduzierenden Atmosphäre, d. h. einer derartigen Atmosphäre, daß die Elemente der Charge, wie Si, Fe und Mn, nicht zum Oxydieren neigen auf Grund der Gleichungen C -I- 02 C02 -f- 97,6 Kalorien (1) C 02 -I- C 2 C O - 38,8 Kalorien (2) Grundsätzlich verläuft in der unmittelbaren Umgebung der Düsen des normalen Kupolofens, wo die Konzentration von Sauerstoff am größten und die Temperatur am niedrigsten ist, die Verbrennung gemäß der Reaktionsgleichung (1). Die Reaktion nach Gleichung (2) verläuft nur in höheren Schichten über den Düsen.1. Melting in a reducing atmosphere, that is, an atmosphere such that the elements of the charge, such as Si, Fe and Mn, do not tend to oxidize based on the equations C -I- 02 C02 -f- 97.6 calories (1) C 02 -I- C 2 CO - 38.8 calories (2) In principle, in the immediate vicinity of the nozzles of the normal cupola furnace, where the concentration of oxygen is highest and the temperature is lowest, the combustion takes place according to reaction equation (1). The reaction according to equation (2) only takes place in higher layers above the nozzles.

Im Gegensatz zu den normalen Kupolöfen ist ein Überschuß an Kohlenstoff in der Charge erforderlich. Heißluft wird durch die Düsen eingeführt, und der Sauerstoff in der heißen Luft reagiert mit dem Kohlenstoff nach der Gleichung (1), es wird C02 gebildet und Wärme frei, welche die Temperatur im Kupolofen erhöht. Eine sehr hohe Temperatur von mehr als 1600° C entsteht an den Düsenaustritten. Bei dieser hohen Temperatur reagiert das Kohlendioxyd mit dem überschüssigen Koks gemäß der Gleichung (2), wobei Kohlenmonoxyd gebildet wird. Das Kohlenmonoxyd schafft eine reduzierende Atmosphäre bei sehr hoher Temperatur. Die Metalloxyde der Charge werden in dieser reduzierendenAtmosphäre reduziert.In contrast to the normal cupola there is an excess of carbon required in the batch. Hot air is introduced through the nozzles, and so is the oxygen in the hot air reacts with the carbon according to equation (1), it becomes C02 is formed and heat is released, which increases the temperature in the cupola furnace. A very high temperatures of more than 1600 ° C arise at the nozzle outlets. At this The carbon dioxide reacts with the excess coke according to the high temperature Equation (2), where carbon monoxide is formed. The carbon monoxide creates one reducing atmosphere at very high temperature. The metal oxides of the batch will be reduced in this reducing atmosphere.

Der Kohlenstoffbetrag, den der Einsatz des Kupolofens enthält, ist derart, daß immer ein Überschuß an Kohlenstoff im Verhältnis zu dem in den Ofen eingeführtem Sauerstoff vorhanden ist. Die Faktoren, die den überschußbetrag bestimmen, sind folgende: Die Geschwindigkeit des in den Kupolofen eingeführten Windes, die Luftmenge und die Kohlenstoffmenge. Ein genügender Überschuß an Kohlenstoff ist immer dann im Kupolofen vorhanden, wenn der in den Ofen eintretende Sauerstoff entsprechend eingestellt wird. Dieser Kohlenstoffüberschuß - Koks wird vorgezogen, weil er einen hohen Kohlenstoffgehalt hat - ist die Grundlage für die reduzierende Atmosphäre, die immer im Kupolofen herrschen soll.The amount of carbon that the cupola insert contains is such that there is always an excess of carbon relative to that in the furnace Introduced oxygen is present. The factors that determine the excess amount are as follows: The speed of the wind introduced into the cupola, which Amount of air and the amount of carbon. A sufficient excess of carbon is always present in the cupola if the oxygen entering the furnace is adequate is set. This excess carbon - coke - is preferred because it has a has a high carbon content - is the basis for the reducing atmosphere, which should always prevail in the cupola.

Um diese reduzierende Atmosphäre zu erhalten, wird der Wind in den Ofen bei relativ hoher Temperatur zwischen 400 und 600° C eingeleitet. Der Brennstoffanteil der Gattierung beträgt vorzugsweise 15 bis 201/o, was im Verhältnis zu den normalen ölen einen Überschuß bedeutet. Der in den Kupolofen eingeführte sauerstoffhaltige Wind hat eine Geschwindigkeit von 80 bis 100 m/s. Der Druck des Windes ist viel höher als bei den normalen Kupolöfen. In einem Kupolofen, der 2 t Eisen pro Stunde liefert, würde dieser Druck bei 600 mm WS liegen, verglichen mit 250 mm WS bei einem normalen Kupolofen.In order to maintain this reducing atmosphere, the wind is in the Oven initiated at a relatively high temperature between 400 and 600 ° C. The fuel percentage the genera is preferably 15 to 201 / o, which is relative to the normal oil means an excess. The oxygen-containing one introduced into the cupola Wind has a speed of 80 to 100 m / s. The pressure of the wind is a lot higher than with normal cupolas. In a cupola furnace that produces 2 tons of iron per hour delivers, that pressure would be 600mm WS compared to 250mm WS for one normal cupola.

Die hohe Eintrittsgeschwindigkeit des mit Sauerstoff angereicherten Windes hat im Inneren des Kupolofens eine große Wärmebildung zur Folge, so daß sich CO, sehr schnell mit C zu C O verbindet. Einige Zentimeter über den Düsen besteht das Gas meistens vollständig aus CO. Als Folge der Verbrennung von C zu C 0 wird eine Wärmemenge frei, die im Bereiche von 2800 Kalorien pro Kilogramm liegt. Diese Wärme wird im Heißwindkupolofen ausgenutzt, um das Schmelzen des Einsatzes und die Bildung der Schlacke mit Gewißheit zu erreichen. Die äußerst hohe Temperatur im Kupolofen verursacht eine gute Schlackenbildung, welche frei von Eisenoxyden ist und welche 1,4- bis 1,5mal so viel CaO wie Si O, enthält. Die Temperaturen in der Schmelzzone können leicht 1800° C erreichen und sogar bei Verwendung von zusätzlichem Sauerstoff auf 2000° C steigen. Bei relativ großem. Querschnitt des Inneren des Kupolofens, bezogen auf den Querschnitt der Düsen, steigt das Gas im Ofen langsam und verläßt den Ofen deshalb mit einer relativ niedrigen Temperatur, die wesentlich unter 700' C liegt: Das im Kupolofenerzeugte Gas hat einen CO-Gehalt,welcher über dem Siebenfachen des C02 Gehaltes liegt.The high entry speed of the oxygen-enriched wind results in a large amount of heat being generated inside the cupola, so that CO, combines very quickly with C to form CO. A few centimeters above the nozzles, the gas mostly consists entirely of CO. As a result of the combustion of C to C 0 , an amount of heat is released that is in the range of 2800 calories per kilogram. This heat is used in the hot blast cupola to achieve the melting of the insert and the formation of the slag with certainty. The extremely high temperature in the cupola causes good slag formation, which is free from iron oxides and which contains 1.4 to 1.5 times as much CaO as SiO. Temperatures in the melting zone can easily reach 1800 ° C and even rise to 2000 ° C if additional oxygen is used. With a relatively large. Cross-section of the interior of the cupola, based on the cross-section of the nozzles, the gas rises slowly in the furnace and therefore leaves the furnace at a relatively low temperature, which is significantly below 700 ° C: The gas generated in the cupola has a CO content that exceeds seven times the C02 content.

Die Einleitung der Heißluft in den: Kupolofen bei der relativ hohen Geschwindigkeit von 80 bis f00m/s schafft eine reduzierende Atmosphäre von einer sehr hohen Temperatur, das ist über 1800° C in der Zone, wo der Wind in den Ofen eintritt.The introduction of hot air into the: cupola furnace at the relatively high Speed of 80 to f00m / s creates a reducing atmosphere of one very high temperature, that is over 1800 ° C in the zone where the wind enters the furnace entry.

Weiterhin wurde gefunden, däß die Einleitung der Heißluft, namentlich bei 80' bis 100 m/s, einen schnellen Temperaturanstieg und: eine viel schnellere Reaktionswirkung zur Folge hat, .und zwar bei starker Konzentration der Reaktionszone im Ofen.It was also found that the introduction of hot air, namely at 80 'to 100 m / s, a rapid temperature rise and: a much faster one Reaction effect has the consequence, .With a high concentration of the reaction zone in the oven.

Die Einleitung von Heißluft in den Kupolofen bei Geschwindigkeiten wesentlich unter 80 m/s ergibt eine niedrigere Temperatur als bei der Einleitung von Wind mit höherer Geschwindigkeit, d. h, etwa 1600° C. Es: wurde auch festgestellt, daß um die Reaktionszone ein großer Wärmeverlust eintritt infolgeder dortigen großen Wärmestrahlung. In letzterem. Falle ist die Temperatur in der Reaktionszone nicht nur niedriger, sondern die Zone hoher Temperatur ist auch weniger konzentriert, und deshalb-ist die- keaktionszone höher, wenn- der Heißwind langsam eingeleitet wird, anstatt bei= einer schnellen Einleitung. Zum Beispiel in der Annahme, die Temperatur in der Düsenzone sei 1800° C,- wobei der Heißwind-mit 80 bis. 100 m/s eingeleitet wird, fällt die Temperaturüber dieser Zone schnell-- ab, so. daß die. Temperatur in einer relativ geringen Entfernung: relativ niedhg liegt, das ist bei etwa 800° C. Wenn die Heißluft langsamer eingeleitet wird, ist die Temperatur über der Düsenzone niedriger, das ist etwa 1600° C. In derselben Entfernung darüber, wie im vorigen Fäll, ist die Temperatur vergleichsweise aber höher und beträgt etwa 15001 C.The introduction of hot air into the cupola at speeds well below 80 m / s results in a lower temperature than when the wind is introduced at a higher speed, i. h, about 1600 ° C. It was also found that a great loss of heat occurs around the reaction zone as a result of the great heat radiation there. In the latter. Trap, the temperature in the reaction zone is not only lower, but the high temperature zone is also less concentrated, and therefore the reaction zone is higher when the hot wind is introduced slowly instead of when the introduction is rapid. For example, on the assumption that the temperature in the nozzle zone is 1800 ° C, - with the hot air - with 80 to. 100 m / s is initiated, the temperature drops rapidly over this zone - see above. that the. Temperature at a relatively short distance: relatively low, that is about 800 ° C. If the hot air is introduced more slowly, the temperature above the nozzle zone is lower, that is about 1600 ° C. At the same distance above as in the previous case , the temperature is comparatively higher and is around 15001 C.

Die- benötigte Luftmenge für die Reaktion ist dieselbe, ob die Lufteintrittsgeschwindigkeit in den Ofen größer oder kleiner ist. Wenn deshalb die Eintrittsgeschwindigkeit der Heißluft in den Ofen wesentlich unter 80 m/s liegt, ist es erforderlich, den Kupolofen mit größeren Düsen zu versehen, um die Gewähr für eine genügende Luftmenge zu haben. Es ist daher möglich, durch eine schnelle Einleitung des Heißwindes in den Ofen kleinere Düsen zu verwenden, wodurch eine konzentriertere Zone für die Oxydation des Kohlenstoffes in der Charge und dadurch eine konzentriertere Schmelzzone erzielt wird.The amount of air required for the reaction is the same as the air inlet speed in the oven is larger or smaller. Therefore, if the entry speed of the If the hot air in the furnace is significantly below 80 m / s, it is necessary to use the cupola to be provided with larger nozzles in order to guarantee a sufficient amount of air. It is therefore possible by quickly introducing the hot blast into the furnace Use smaller nozzles, creating a more concentrated zone for oxidation of the carbon in the charge and thereby a more concentrated melting zone is achieved will.

Die höhere Reaktionsgeschwindigkeit, die von der höheren Eintrittsgeschwindigkeit der Heißluft abhängig ist, ist sehr vorteilhaft, und die Praxis hat gezeigt, daß sie dieser unmittelbar proportional ist.The higher the reaction rate, that of the higher entry rate depending on the hot air is very beneficial, and practice has shown that it is directly proportional to this.

Die Oxydation des Kohlenstoffes - entweder direkt zu C O oder zuerst zu CO" mit folgender- Reduktion gemäß Gleichung (2) zu C O - ergibt im gesamten einen eXÖthermen Prozeß, wodurch im Ofen sehr hohe Temperaturen erreicht werden, nämlich 1550 bis 1600' C. Die hohe Temperatur und die Reduktionsatmosphäre im Kupolofen haben die Reduktion der Metalloxyde zu den entsprechenden Metallen zur Folge. Die reduzierende Atmosphäre bei gleichzeitig hoher Temperatur bewirkt auch eine Umwandlung der Sulfide des Eisens in Kalzium oder andere Sulfide, was später genauer erklärt wird.The oxidation of the carbon - either directly to CO or first to CO " with the following reduction according to equation (2) to CO - results in an eXÖthermen process as a whole, whereby very high temperatures are reached in the furnace, namely 1550 to 1600 ° C. The The high temperature and the reducing atmosphere in the cupola lead to the reduction of the metal oxides to the corresponding metals.The reducing atmosphere at the same time as the high temperature also causes a conversion of the iron sulphides into calcium or other sulphides, which will be explained in more detail later.

Von wesentlicher Bedeutung ist es beim Erfindungsgegenstand; ein Schlackenbad von konstanter Höhe und von konstanter Zusammensetzung im Ofen aufrechtzuerhalten, Weil das Eisen durch das Schlackenbad wandert, wo es weiterreagiert und sich mit anderen Elementen, wie C, verbinden kann, ist es wichtig, däß das Schlackenbad von konstanter Höhe und` gleicher Zusammensetzung ist: Wenn die Schlackenbädhöhe und bzw.- oder die Zusammensetzung während des Prozesses im Ofen sich verändert, würden die Eisentropfen, welche hindurchwänderri; nicht gleichmäßig reagieren; und dadurch würde das- Erzeugnis nicht gleiche Eigenschaften aufweisen: Durch die Verwendung einer besonderen Einrichtung wird- die Schläckenbadhöhe konstant gehalten. Weiterhin verändert sich die Schlackenzusammensetzung normalerweise auf Grund des Abschmelzens und Verschleißens des Futters, welches sich mit der Schlacke vermischt. Infolge der Kühlung des Ofenmantels werden das Abschmelzen und der Verschleiß des feuerfesten Futters weitgehend verhindert, wodurch praktisch keine Verunreinigung der Schlacke mit dem feuerfesten Material eintreten kann. Dies ergibt im Schlackenbad eine nahezu konstante Zusammensetzung.It is of essential importance in the subject matter of the invention; a cinder bath of constant height and composition in the furnace, Because the iron moves through the slag bath, where it reacts further and becomes with it other elements, such as C, it is important that the slag bath of constant height and` the same composition is: If the slag bath height and or - or the composition changes during the process in the furnace the drops of iron that wandered through; do not react evenly; and thereby the product would not have the same properties: Through its use A special device - the Schläckenbadhöhe is kept constant. Farther the slag composition usually changes due to melting and wearing out the lining which mixes with the slag. As a result the cooling of the furnace shell will reduce the melting and wear of the refractory Feed largely prevented, whereby practically no contamination of the slag can occur with the refractory material. In the slag bath, this results in almost a constant composition.

Die Zusammensetzung der Schlacke wird außerdem auch dadurch konstant gehalten, daß die Heißluft in einer bestimmten Entfernung vom Inneren des Ofenfutters in den Ofen eintritt, wodurch außerdem weiterer Verschleiß des Futters verhütet wird. The composition of the slag is also kept constant by the fact that the hot air enters the furnace at a certain distance from the interior of the furnace lining, which also prevents further wear of the lining.

Luft von annähernd 500° C wird durch die Düsen zugeführt, und die Düsen sind derart angeordnet, dae, die Reaktion hauptsächlich im Sinne der endother--. mischen Reaktion entsprechend Gleichung (2) ver-. läuft.Air at approximately 500 ° C is fed through the nozzles, and the Nozzles are arranged in such a way that the reaction is mainly endothermic. mix reaction according to equation (2). runs.

Die Gasbildungszone kann als die Gasbildungszone eines Generators betrachtet werden, die durch das schmelzende Eisen gekühlt wird, welches von- oben nach unten läuft. Das Eisen schmilzt in einer reduzierenden Atmosphäre von Kohlenmonoxyd, und es wandert in Form von Tropfen nach unten. Das Fe O, welches z. B. als Rost chargiert wird, wird beim Durchwandern durch diese überheißeReduktionszone reduziert.The gas formation zone can be used as the gas formation zone of a generator be considered, which is cooled by the melting iron, which is from above running down. The iron melts in a reducing atmosphere of carbon monoxide, and it travels downward in the form of drops. The Fe O, which z. B. as a rust is charged, is reduced when wandering through this overheated reduction zone.

Das Eisen absorbiert imVerhältnis, wie es schmilzt, Kohlenstoff, sofern dieser nicht zur Verbrennung dient. Es-ist eine bekannte Tatsache, daß bei einer Temperatur von 1800° C der Sauerstoff eine viel größere Affinität zu- C als zu Si hat, so daß sich bei dieser Temperatur kaum Si mit Sauerstoff zu Si 02 verbindet. Umgekehrt, wird das Si 02 in der Charge durch C oder C O zu Si reduziert. Infolgedessen ist es möglich, im Rinneneisen 2,5% Si zu erreichen, wenn der Einsatz 2,2% Si enthielt.The iron absorbs carbon in proportion as it melts, if so this is not used for incineration. It's a known fact that at one At a temperature of 1800 ° C the oxygen has a much greater affinity for -C than for Si so that hardly any Si combines with oxygen to form Si 02 at this temperature. Conversely, the Si 02 in the batch is reduced to Si by C or C O. Consequently it is possible to achieve 2.5% Si in the gutter iron if the insert contained 2.2% Si.

Selbst wenn das gesamte Schrotteisen sehr verrostet ist, steigt der FeO-Gehalt der Schlacke nicht über 0,8%. Im normalen Kupolofen trachtet man immer danach, soviel C wie möglich zu CO, zu verbrennen, wodurch eine Zone gebildet wird, in der Mn und Fe oxydiert werden.Even if all of the scrap iron is very rusted, the FeO content of the slag does not exceed 0.8%. In the normal cupola one always tries to burn as much C as possible to CO , creating a zone in which Mn and Fe are oxidized.

Demgegenüber bietet das an sich bekannte Schmelzen in einer reduzierenden Atmosphäre zwei weitere zusätzliche Vorteile: a) Metallische Elemente gehen nicht in die Schlacke und dadurch nicht verloren. H. Jungbluth hat festgestellt, daß die Eisenverluste im Kupolofen proportional zum Verhältnis stehen. Dieses Verhältnis wird im vorliegenden Falle sehr klein, und dies hat den großen wirtschaftlichen Vorteil, wenn man bedenkt, daß die leicht oxydierbaren Elemente offensichtlich diejenigen sind, deren Reduktion schwer ist. Auch sind diese Elemente die teuersten, da sie einen außergewöhnlich hohen Gewichtsanteil erfordern, um 1000 kg gutes Eisen im Kupolofen zu erzeugen.In contrast, melting in a reducing atmosphere, which is known per se, offers two further additional advantages: a) Metallic elements do not get into the slag and are therefore not lost. H. Jungbluth has found that the iron losses in the cupola are proportional to the ratio stand. This ratio becomes very small in the present case, and this has the great economic advantage when one considers that the easily oxidizable elements are obviously those which are difficult to reduce. These elements are also the most expensive as they require an exceptionally high proportion by weight to produce 1000 kg of good iron in the cupola.

b) Die Zusammensetzung der Schlacke wird nicht wie beim normalen Kupolofen durch die in der Schmelzzone oxydierten Elemente in einer nicht kontrollierbaren Weise verändert. Es ist bekannt, daß in einem normalen Ofen, wo die Schmelzzone oxydierend wirkt, mehrere unkontrollierbare Faktoren im Prozeß auftreten, wie z. B. der Druck und die Luftfeuchtigkeit, die die Ofenatmosphäre leicht verändern, so daß das eine Element oxydiert oder ein anderes reduziert wird, oder umgekehrt. Beim vorliegenden Verfahren wird eine veränderliche Schmelzzone völlig vermieden, und es finden die Reaktionen immer in einer reduzierenden Atmosphäre statt.b) The composition of the slag will not be the same as in the normal cupola furnace due to the elements oxidized in the melting zone in an uncontrollable manner Way changed. It is known that in a normal furnace where the melting zone has an oxidizing effect, several uncontrollable factors occur in the process, such as B. the pressure and humidity, which change the furnace atmosphere slightly, so that one element is oxidized or another is reduced, or vice versa. In the present process, a variable melting zone is completely avoided, and the reactions always take place in a reducing atmosphere.

2. Das geschmolzene Eisen tropft durch eine Schlackenschicht, deren Zusammensetzung und Höhe konstant und deren Temperatur sehr hoch ist.2. The molten iron drips through a layer of slag, whose Composition and altitude constant and whose temperature is very high.

Es ist relativ unbedeutend, daß kein Reaktionsgleichgewicht eintritt, weil die Durchgangszeit der Eisentropfen durch die Schlacke nicht lang ist. Wichtig ist, daß ständig kontrollierbare Reaktionen stattfinden, und zwar in der Zeit, in welcher das geschmolzene Eisen durch die Schlacke tropft, wobei die Schlackenschicht eine konstante Höhe hat. Durch einen kontinuierlichen Schlackenablauf aus dem Ofen wird erreicht, im Ofen eine Schlackenhöhe von beispielsweise 300 mm zu halten. In einem normalen Ofen hingegen muß man damit zufrieden sein, für eine mechanische Trennung des Eisens von der Schlacke zu sorgen.It is relatively insignificant that no reaction equilibrium occurs, because the transit time of the iron droplets through the slag is not long. Important is that constantly controllable reactions take place in the time in which the molten iron drips through the slag, leaving the slag layer has a constant height. Through a continuous slag discharge from the furnace is achieved to maintain a slag height of, for example, 300 mm in the furnace. In A normal furnace, on the other hand, has to be satisfied with it, for a mechanical one Separate the iron from the slag.

Um eine konstante Schlackenzusammensetzung zu gewährleisten, muß vermieden werden, daß Stoffe aus dem feuerfesten Futtermaterial in die Schlacke gelangen. Dies wird einerseits durch die oben beschriebene wirksame Ofenmantelkühlung erreicht und andererseits durch die Verschiebung der Düsen in den Ofen hinein bis zu einer Stellung, die so weit hinter der Innenwand liegt, daß die Verbrennungszone durch die Mündungen der Düsen begrenzt wird. Es ist offensichtlich, daß die intensive Kühlung des Ofens sehr viel Wärme verbraucht, aber vom metallurgischen Standpunkt ist sie unumgänglich nötig, wenn man die Schlackenzusammensetzung in der Hand haben will. Schließlich wird durch die hohe Temperatur, die in der Schmelzzone entsteht, die Schlacke sehr heiß.In order to ensure a constant slag composition, must be avoided that substances from the refractory lining material get into the slag. This is achieved on the one hand by the effective furnace jacket cooling described above and on the other hand by moving the nozzles into the furnace up to one Position that is so far behind the inner wall that the combustion zone through the mouths of the nozzles is limited. It is obvious that the intense Cooling the furnace consumes a great deal of heat, but from a metallurgical point of view it is absolutely necessary when you have the slag composition in hand want. Finally, due to the high temperature that occurs in the melting zone, the slag very hot.

Auf Grund der bekannten Vorgänge ist es wünschenswert, daß das geschmolzene Eisen eine ausgiebige Möglichkeit zur Reaktion mit der Schmelze bekommt, damit die gewünschten Elemente aus der Schlacke ins Eisen gehen und die unerwünschten Elemente von der Schlacke aufgenommen werden. Das Ausmaß, mit dem diese gewünschten Reaktionen stattfinden, steigt sowohl mit derTemperaturzunahme als auch mit der Intensität der Berührung zwischen Eisen und Schlacke.Because of the known processes, it is desirable that the molten Iron has an ample opportunity to react with the melt so that the Desired elements go from the slag into the iron and the unwanted elements be absorbed by the slag. The extent to which these desired responses occur, increases both with the increase in temperature and with the intensity the contact between iron and slag.

Wenn hinsichtlich der metallurgischen Reaktion zwischen Eisen und Schlacke ein Vergleich zwischen dem neuen Kupolofen und einem Herdofen, wie z. B. dem Siemens-Martin-Ofen oder einem Elektroofen, gezogen wird, ist zu erkennen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die Eisentropfen durch die erzeugte Schlackenschicht wandern, die Berührungsflächen zwischen Eisen und Schlacke wenigstens hundermal so groß sind.If regarding the metallurgical reaction between iron and Slag a comparison between the new cupola and a hearth furnace, such as. B. the Siemens-Martin furnace or an electric furnace, it can be seen that in the method according to the invention, in which the iron droplets generated by the Slag layer migrates, at least the contact surfaces between iron and slag are a hundred times as big.

3. Vom thermischen Standpunkt aus kann der neuartige Kupolofen als eine Kombination zwischen Kupolofen und Gaserzeuger angesehen werden. Bei den herkömmlichen Prozessen ist das Ziel, im Kupolofen so viel C wie möglich zu C 02 zu oxydieren.3. From the thermal point of view, the novel cupola can be used as a combination between cupola and gas generator can be considered. With the conventional In processes, the goal is to oxidize as much C as possible to C 02 in the cupola furnace.

Die Wärmebilanz des Prozesses der vorliegenden Erfindung ist folgende: Von 100 Kalorien aus dem Koks werden 26,5 zum Schmelzen des Eisens gebraucht, 54 werden für die Gaserzeugung aufgewendet (das Gas kann für mehrere Zwecke verwendet werden), gehen 1,5 als Verlust in die Schlacke, gehen 10,5 als Verlust in das Kühlwasser, 7,5 sind Verlust für die Erhitzung der Verbrennungsluft.The heat balance of the process of the present invention is as follows: For every 100 calories from the coke, 26.5 are used to melt the iron, 54 are used for gas generation (the gas can be used for several purposes 1.5 go into the slag as a loss, 10.5 go into the cooling water as a loss, 7.5 are loss for heating the combustion air.

Der neuartige Kupolofen vereint in sich in einem einzigen Aggregat zwei Aggregate: einen Kupolofen, der 80 kg Koks von 7000 Kalorien verbraucht, um 1 t Eisen zu schmelzen, und einen Gaserzeuger, der ohne Verlust gleichzeitig 9;5 kg desselben Verbrennungsmaterials vergast.The new cupola furnace is combined in a single unit two aggregates: a cupola that consumes 80 kg of coke of 7000 calories in order to 1 ton of iron to melt, and a gas generator that simultaneously produces 9; 5 kg of the same combustion material gasified.

Das gewonnene Gas entspricht in seiner Menge 100 kg Koks pro Tonne Metalleinsatz, wobei der Satzkoks 170 kg - insgesamt beträgt. Dieses Gas enthält 241/o C O und 4"/o C02-Als Vergleich zeigt hier eine Tabelle die verschiedenenEinsätze mit dem neuen und dem üblichen Kupolofen zur Herstellung des gleichen Eisens: Neuer Bisheriger Kupolofen Kupolofen o/' °/o a) Metallisch (Charge) Alteisen ........... 50 35 Stahl .............. 43 15 Siliziumeisen (25 %) 7 - Roheisen (3,0 bis 3,5 % Si) - 50 100 100 b) Schlacke Kalk .............. 5 bis 8 5 bis 8 c) Brennstoff Koks .............. 17 13 Satzkoks ........... 0,6 1,5 Aus dieser Tabelle ist ein höherer Verbrauch an Brennmaterial beim neuen Kupolofen unter normalen Umständen deutlich zu erkennen, aber dieser höhere Verbrauch wird größtenteils durch die Tatsache ausgeglichen, daß der übliche Kupolofen laufenden Störungen durch Reparaturen usw. unterworfen ist. Die erforderliche Menge an Brennstoffmaterial für das Schmelzen schwankt zwischen folgenden Grenzen: 11% Koks mit 10% Aschengehalt bei einem Einsatz von 100% Roheisen.The amount of gas obtained corresponds to 100 kg of coke per ton of metal input, with the total coke amounting to 170 kg. This gas contains 241 / o CO and 4 "/ o C02. As a comparison, a table shows the various uses with the new and the usual cupola for the production of the same iron: New previous one Cupola cupola o / '° / o a) Metallic (batch) Scrap iron ........... 50 35 Steel .............. 43 15 Silicon iron (25%) 7 - Pig iron (3.0 to 3.5% Si) - 50 100 100 b) slag Lime .............. 5 to 8 5 to 8 c) fuel Coke .............. 17 13 Coke grounds ........... 0.6 1.5 From this table, a higher fuel consumption in the new cupola can be clearly seen under normal circumstances, but this higher consumption is largely offset by the fact that the conventional cupola is subject to ongoing malfunctions from repairs, etc. The amount of fuel material required for melting varies between the following limits: 11% coke with 10% ash content when using 100% pig iron.

241/o Koks mit 10% Aschengehalt bei einem Einsatz von 100% Stahlschrott. Für diese Einsätze werden für jede Tonne geschmolzenen Eisens etwa 1000 cbm Luft benötigt.241 / o coke with 10% ash content using 100% steel scrap. For these uses, about 1000 cbm of air are required for each ton of molten iron needed.

Bei Unterbrechung des Schmelzens kann man den Ofen als Gasgenerator weiterlaufen lassen. Nach einer 8stündigen Unterbrechung ist es erforderlich, 300 bis 450 kg Koks zu chargieren, um das Schmelzen von Eisen fortzusetzen; nach einer 30stündigen Unterbrechung würden 600 bis 700 kg Koks erforderlich sein. Vcr,su--_i-. mit dem neuen Ofen haben gezeigt, daß dieser für jede gewünschte Produktionsmenge gebaut werden kann, d. h. für 5 bis 20 t pro Stunde und mehr.If the melting is interrupted, the furnace can be used as a gas generator let go. After an 8-hour break, it is necessary to add 300 charge up to 450 kg of coke to continue smelting iron; after a A 30 hour break would require 600 to 700 kg of coke. Vcr, su --_ i-. with the new furnace have shown that this can be used for any desired production volume can be built, d. H. for 5 to 20 t per hour and more.

Die konstruktiven Kennzeichen eines solchen neuen Ofens für 5 t pro Stunde Schmelzleistung sind folgende: Seine Schmelzleistung liegt im Bereich von 5 t pro Stunde; der Durchmesser zwischen den Düsen ist etwa 850 mm; der äußere Mantel ist durch herunterfließendes Wasser gekühlt; die Düsen sind ständig kalt; der obere Teil des Ofens ist verschlossen; 35% des Gases gehen in den Lufterhitzer, der Rest wird für andere Zwecke in der Gießerei gebraucht.The design features of such a new furnace for 5 t per Hour melting capacity are as follows: Its melting capacity is in the range of 5 t per hour; the diameter between the nozzles is about 850 mm; the outer coat is cooled by running water; the nozzles are constantly cold; the upper Part of the furnace is locked; 35% of the gas goes into the air heater, the rest is used for other purposes in the foundry.

Die Luft wird in drei Stufen beim Durchgang durch ein von außen beheiztes Röhrensystem erhitzt. Das Erhitzen geschieht durch die Verbrennung der Gichtgase des Kupolofens. Zwischen dem Ofen und dem Winderhitzer ist ein Filter eingebaut, um größere Unreinigkeiten der Gase abzufangen.The air is heated in three stages when passing through an externally Tubular system heated. The heating is done by burning the furnace gases of the cupola. A filter is installed between the stove and the blast heater, to intercept larger impurities in the gases.

Folgende Aufstellung zeigt eine Gegenüberstellung des erfindungsgemäßen Kupolofens gegenüber den bekannten Kupolöfen: Heißwindkupolofen Normaler nach Kupolofen Kaltwindkupolofen W h i t i n g - G r i f f i n - gemäß der Erfindung Piwowarsky Koks .......................... { 10 % Asche 10 % Asche 15 % Asche 100 kg 60 bis 80 kg 200 kg Kohlenstoff pro Tonne Eisen ..... 80 kg 65 kg 180 kg Schlacke pro Tonne Eisen ........ 60 kg 40 kg 130 kg Gaserzeugung: (1)c02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15% - 2 bis 3 0/0 (2) 0z ....................... 1,50 1 0 - - (3) C O ...................... 51/o - 29 bis 30 0/0 Kalorien ..................... 200 kcal - 900 bis 1000 kcal Schlackentemperatur .......... 1350° C 1400 bis 1500° C 1550 bis 1600° C Schlackenanalyyse: (1) Si O@ ..................... 401/o - 30% (2) Ca O ..................... 26% - 50110 (3) Fe O ..................... 4 bis 5 % - G 0,8 % Arbeitsmethode ............... oxydierend oxydierend äußerst reduzierend Kohlen oder Schieferkohle ........ - - (701)/o Asche) 50 kg Kalkstein ....................... 6 kg 4 kg 130 kg Neues Roheisen ................. 300 kg 300 kg - Gußbruch ...................... 700 kg 700 kg - Stahlschrott..................... - - 1000 kg Die technischen Vorzüge des Kupolofens gemäß der Erfindung sind folgende: Es ist möglich, ein Eisen zu erhalten, welches sehr von den Eigenschaften des Einsatzes abweicht, weil das Eisen nach dem Schmelzen in eine reduzierende Atmosphäre von sehr hoher Temperatur wandert und dann weiter durch eine reichliche Schlackenmenge, welche eine sehr hohe Temperatur hat.The following list shows a comparison of the cupola furnace according to the invention with the known cupola furnaces: Hot blast cupola Normal after cupola Cold blast cupola whiting - Griffin - according to the invention Piwowarsky Coke .......................... {10% ash 10% ash 15% ash 100 kg 60 to 80 kg 200 kg Carbon per ton of iron ..... 80 kg 65 kg 180 kg Slag per ton of iron ........ 60 kg 40 kg 130 kg Gas generation: (1) c02. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15% - 2 to 3 0/0 (2) 0z ....................... 1.50 1 0 - - (3) CO ...................... 51 / o - 29 to 30 0/0 Calories ..................... 200 kcal - 900 to 1000 kcal Slag temperature .......... 1350 ° C 1400 to 1500 ° C 1550 to 1600 ° C Slag analysis: (1) Si O @ ..................... 401 / o - 30% (2) Ca O ..................... 26% - 50110 (3) Fe O ..................... 4 to 5% - G 0.8 % Working method ............... oxidizing oxidizing extremely reducing Coals or shale coal ........ - - (701) / o ash) 50 kg Limestone ....................... 6 kg 4 kg 130 kg New pig iron ................. 300 kg 300 kg - Cast iron breakage ...................... 700 kg 700 kg - Steel scrap ..................... - - 1000 kg The technical advantages of the cupola according to the invention are as follows: It is possible to obtain an iron which differs greatly from the properties of the insert, because after melting the iron migrates into a reducing atmosphere of very high temperature and then further through an abundant one Amount of slag, which has a very high temperature.

Die Schlackenbildner werden ausschließlich mit den Chargen aufgegeben. Die Schlacke ist nicht durch Bestandteile des Futters verunreinigt. Die Schlackenhöhe wird genau wie die anderen Faktoren konstant gehalten, um eine dauerndes Gleichgewicht im Ofen zu erhalten.The slag formers are only abandoned with the batches. The slag is not contaminated by components of the feed. The slag height is kept constant just like the other factors in order to achieve a lasting equilibrium to get in the oven.

Selbst Schlacken, die auf Grund schlechter Viskosität im üblichen Kupolofen wegen Verstopfungsgefahr nicht anwendbar sind, können in dem Ofen gemäß der Erfindung ohne weiteres geführt werden.Even slag, which due to poor viscosity in the usual Cupola furnaces are not applicable due to the risk of clogging, can be placed in the furnace according to the invention are readily performed.

Auf Grund der erwähnten Merkmale ist es möglich, eine Anzahl metallurgischer Vorgänge bewußt anzuwenden; um ein Endprodukt zu erzeugen, dessen Analyse durch die Schlackenführung beeinflußt wird. Zum Beispiel ist es auch möglich, a) ein Hämatiteisen mit niedrigem Schwefel aus Stahlschrott zu erhalten; b) ein hochgekohltes Eisen aus einem niedriggekohlten Einsatz zu erhalten.; c) ein hitze- und verschleißfestes Eisen zu erhalten,. welches zur Zeit nur aus. dem Elektroofen hergestellt werden kann; d) aus. gleichartigem- Einsatz oder Serien verschiedener Chargen verschiedene Gußeisensorten durch Zugabe verschiedenartiger Legierungselemente in das sehr heiße Rinneneisen zu erhalten.Because of the features mentioned, it is possible to use a number of metallurgical Processes consciously apply; to produce an end product whose Analysis is influenced by the slag flow. For example it is also possible a) Obtain a low sulfur hematite iron from scrap steel; b) a Obtaining high carbon iron from a low carbon insert .; c) a heat and to maintain wear-resistant iron. which is currently only off. the electric furnace can be produced; d) off. similar use or series of different Batches of different types of cast iron by adding different alloying elements to get into the very hot gutter iron.

Das erfindungsgemäßeVerfahren unterscheidet sich von den üblichen Heißwindkupolöfen- dadurch, daßbei letzteren- im allgemeinen: das, Bestreben vorherrscht, zwei Ziele zu erreichen: a) Herabsetzung. des Koksverbrauches und b) Verwendung eines schlechten Kokses.The method according to the invention differs from the usual ones Hot blast cupolas - in that with the latter - in general: the 'endeavor' predominates achieve two goals: a) degradation. the coke consumption and b) use of a bad coke.

Gemäß vorliegender Erfindung sollen die Schmelzvorgänge a) bei, äußerst hohen Temperaturen stattfinden: und in einer im starken Maße konzentrierten Schmelzzone und b) in einer stark reduzierenden Atmosphäre.According to the present invention, the melting processes a) should be extremely high temperatures take place: and in a highly concentrated melt zone and b) in a strongly reducing atmosphere.

Was für ein Eisen auch mit der Erfindung hergestellt wird, es. unterscheidet sich von dem in anderen Öfen hergestellten Eisen dadurch, daß es a) eine vorzügliche Vergießbarkeit und b) eine geringe Neigung zur weißen Erstarrung hat. Als Folge des reduzierenden Ofenganges ist der Abbrand meistens völlig ausgeschaltet. Der Eisen-bzw. Mangangehalt der Schlacke ist tatsächlich beim neuen Ofen geringer als in der Asche des eingebrachten Kekses.Whatever iron is made with the invention, it. differs differs from iron produced in other furnaces in that it is a) excellent Castability and b) has a low tendency to white solidification. As a result of the reducing furnace cycle, the burn-up is mostly completely switched off. Of the Iron or The manganese content of the slag is actually less than in the new furnace in the ashes of the biscuit.

Der bei dem neuen Ofen verwendete Einsatz kann unbedenklichEisenoxyde enthalten. DurchVerändern der in den Kupolofen eingeführten Luft und durch Verändern der Quantität und Qualität des Brennmaterials und = der Schlackenzusammensetzung kann man den C-Gehalt des. erzeugten Eisens selbst kontrollieren bzw. bestimmen. Es ist so möglich, ein Eisen mit 3,4°/o C aus einem 100°/o-igem Stahlschrotteinsatz zu erzeugen, und man kann auch ein niedriggekohltes Eisen aus einem hochgekehlten Einsatz erschmelzen.The insert used in the new furnace can safely contain iron oxides contain. By changing the air introduced into the cupola and by changing it the quantity and quality of the fuel and = the slag composition you can control or determine the C content of the iron produced yourself. It is thus possible to obtain an iron with 3.4 ° / o C from a 100% steel scrap insert and you can also produce a low-carbon iron from a high-fluted iron Melt the insert.

Der Phosphor, welcher in Form von phosphorreichem. Schrott oder in Form von Phosphaten eingeführt werden kann, geht vollständig in die Schmelze.The phosphorus, which in the form of phosphorus-rich. Scrap or in Form of phosphates that can be introduced goes completely into the melt.

Silizium kann in Form von Ferrosilizium oder Federschrott chargiert werden.Silicon can be charged in the form of ferrosilicon or spring scrap will.

Selbst bei geringem Siliziumgehalt des Einsatzes geht das Silizium in das erzeugte Eisen über.Even with a low silicon content in the insert, the silicon works into the iron produced.

Der Schwefelgehalt kann. durch entsprechende Schlackenführung vermindert werden: In bezug auf Schwefel sei hier ein Beispiel angeführt, das die Anwendung des neuen Verfahrens bei der Produktion eines schwefelarmen Eisens zeigt.The sulfur content can. reduced by appropriate slag management be: With regard to sulfur, an example is given here, which is the application shows the new process in the production of a low-sulfur iron.

Aus Veröffentlichungen geht hervor, daß bei der Entfernung des Schwefels aus dem -Eisen die Notwendigkeit besteht, das Eisen in enge Berührung mit einem Mittel zu bringen, worin wenig Schwefel enthalten ist und. welches außerdem. eine genügende Absorptionsfähigkeit besitzt.- Außerdem kann man den Schwefel durch ein Mittei erniedrigen, welches Schwefel löst. Dies setzt sich aus einem bestimmten Lösungsmittel zusammen,. das anderen Stoffen beigegeben wird, wie die Aluminiumsilikate des Kalziums, welche sehr wirksame Lösungsmittel sind. Die Entschwefelungsgleichungen lauten: Fe S --> Fe S (3) (Eisen) (Schlacke) Dann in der Schlacke:. Fe S + CaO , Ca S + Fe O (4) (Schlacke) (Schlacke) (Schlacke) (Schlacke) Zurre Schlußr Fe 0: + C -> Fe + C O ° (5) (Sehlacke) (Eisen)-- (Gas) Wie vorstehend, beschrieben, erfolgt das Schmelzen in einer reduzierenden Atmosphäre. Im Schrifttum wird betont, daß z. B. das Entschwefelungsvermögen einer basischen. Schlacke beim Hochofen hundertmal gräfier oder günstiger sein kann als bei derselben Schlacke-unter oxydierenden Bedingungen, wie es im Martinofen der Fall ist. Die Atmosphäre des neuen Kupolofens nähert sich sehr stark der des Hochofensr Es ist bewiesen, daß der Entschwefelungsgrad°, indem Maß zunimmt, wie die FeO-Menge in der Schlacke abnimmt.From publications it is apparent that in the removal of sulfur from the - iron there is a need to place the iron in close contact with an agent which little sulfur is contained and. which also. has a sufficient absorption capacity. In addition, the sulfur can be lowered by a means which dissolves sulfur. This is made up of a certain solvent. that is added to other substances, such as the aluminum silicates of calcium, which are very effective solvents. The desulfurization equations are: Fe S -> Fe S (3) (Iron) (slag) Then in the slag: Fe S + CaO , Ca S + Fe O (4) (Slag) (slag) (slag) (slag) Zurre final r Fe 0: + C -> Fe + CO ° (5) (Lacquer) (iron) - (gas) As described above, the melting takes place in a reducing atmosphere. In the literature it is emphasized that z. B. the desulfurization capacity of a basic. Slag in the blast furnace can be a hundred times more grazing or cheaper than with the same slag - under oxidizing conditions, as is the case in the Martin furnace. The atmosphere of the new cupola is very close to that of the blast furnace. It has been proven that the degree of desulphurisation increases as the amount of FeO in the slag decreases.

Der in dem neuen Kupolofen erreichte Fer0-Betrag in der Schlacke ist viel niedriger als der kritische Gehalt von 2 % und übersteigt niemals O, 8 0/0,. wodurch, der Ofen und das Verfahren industrielle Bedeutung haben. Es ist darum interessant zu bemerken, daß der äußerst hohe FeO-Gehalt der Schlacke bei den üblichen Kupolöfen die Entschwefelung- durch Kalzitrmkarbid behindert bzw. verhindert.The amount of Fer0 in the slag achieved in the new cupola is much lower than the critical level of 2 % and never exceeds 0.8%. whereby, the furnace and the process are of industrial importance. It is therefore interesting to note that the extremely high FeO content of the slag in the usual cupola furnaces hinders or prevents desulphurization by calcium carbide.

Man mag annehmen, daß die beiden erforderlichen Bedingungen für eine- gute Entschwefelung, die basische Schlacke und eine reduzierende: Atmosphäre voneinander abhängig sind. Dies ist jedoch nicht der FalL In Wirklichkeit wird eine an sich basische.Srhläcke in: einer oxydierenden Atmosphäre durch Silizium sauer, welches :von der Oxydation des Siliziums im Einsatz stammt.One might assume that the two necessary conditions for a- good desulfurization, the basic slag and a reducing: atmosphere of each other are dependent. However, this is not the case in reality will be one in itself basic. socks in: an oxidizing atmosphere by silicon acidic, which : comes from the oxidation of silicon in use.

Gleichung (5) zeigt, daß C erforderlich ist; um das aus der Reaktion (4) stammende Fe 0 zu binden. In einer reduzierenden Atmosphäre und bei hoher Temperatur wird das geschmolzene Eisen schnell mit C gesättigt, und es ist C in genügender Menge in jedem Eisentropfen vorhanden, so daß die Verschiebung= des Gleichgewichtes nach rechts verläuft.Equation (5) shows that C is required; to get that out of the reaction (4) to bind native Fe 0. In a reducing atmosphere and at high temperature the molten iron is quickly saturated with C, and it is C in more sufficient Amount present in every iron drop, so that the shift = the equilibrium runs to the right.

DieReaktionen zwischenEisen undSchlacke finden hinsichtlich der Entschwefelung unter sehr günstigen Umständen statt; ebenso sind die- Temperatur und die Berührungsintensität günstig.The reactions between iron and slag take place in relation to desulfurization held under very favorable circumstances; so are the temperature and the intensity of contact cheap.

Es wurde bereits auf die-Wichtigkeit einer hohen Temperatur bei der Entschwefelung hingewiesen: Eine hohe Temperatur fördert die Abscheidung des Schwefels vom Eisen.It has already been pointed out to the importance of a high temperature at the Desulfurization pointed out: A high temperature promotes the deposition of sulfur from iron.

Schließlich wurde schon darauf hingewiesen, daß die Geschwindigkeit; mit welcher diese= Abscheidung stattfindet, zum großen. Teil auf der Größe der Kontaktfläche zwischen.Eisen und Schlacke beruht,.und es wurde gezeigt, daß diese Fläche beim Kupolofenprozeß wenigstens hundertmal größer ist als im Tiegel oder Elektroofen. Zum Schluß werden hier Zahlen aus einem relativ normalen Prozeß eines Kupolofens gemäß Erfindung angegeben: Si im Einsatz ...................... 2,100/0 2,370/0 2,32% . 2,141/a Eisenanalyse: Si .............................. 2,35% 2,430/0 2,31% 2,131/o Mn ............................ 0,42% 0,56% 0,46% 0,500/0 P .............................. 0,84% 0,61% 0,780/0 0,550/0 C (gesamter) .................... 3,455% 3,59% 3,591/0 3,63% S .............................. 0,083% 0,050/0 0,058% 0,0670/0 Temperatur der Schmelze ........ 1550° C 1524° C 1514° C 1516° C Schlackenanalyse: Si O., ........................... 39,8,)/o 34% 37,050/0 35,30/0 Ca Ö ........................... 43,70/0 44,9% 46,90/0 44,1"/o Al20s .......................... 12,2% 15,870/0 10,76% 15,170/0 Fe0 ........................... 0,7070/0 0,82% 0,73% 0,740/0 MnO .......................... 0,8010/0 0,450/0 0,86% 0,760/0 CaS ............................ 2,2950/0 3,690/0 2,93% 3,440/0 S .............................. 1,02% 1,64% 1,32% 1,48% Windtemperatur ................... 480° C 502° C 549° C 483° C Winddruck (mm WS) .............. 754 720 755 758 Gasaustrittstemperatur ............. 334° C 393° C 372° C 372° C Eigenschaften des erzeugten Eisens Das Rinneneisen ist sehr heiß (über 1500° C), und im Vergleich zu einem Eisen derselben Zusammensetzung und Temperatur aus einem üblichen Kupolofen hat es ausgezeichnete Fließeigenschaften und eine geringere Neigung zur weißen Erstarrung.Finally, it has already been pointed out that the speed; with which this = separation takes place, to the great extent. Partly based on the size of the contact area between iron and slag, and it has been shown that this area is at least a hundred times larger in the cupola process than in the crucible or electric furnace. Finally, figures from a relatively normal process of a cupola furnace according to the invention are given here: Si in action ...................... 2.100 / 0 2.370 / 0 2.32%. 2.141 / a Iron analysis: Si .............................. 2.35% 2.430 / 0 2.31% 2.131 / o Mn ............................ 0.42% 0.56% 0.46% 0.500 / 0 P .............................. 0.84% 0.61% 0.780 / 0 0.550 / 0 C (total) .................... 3.455% 3.59% 3.591 / 0 3.63% S .............................. 0.083% 0.050 / 0 0.058% 0.0670 / 0 Melt temperature ........ 1550 ° C 1524 ° C 1514 ° C 1516 ° C Slag analysis: Si O., ........................... 39.8,) / o 34% 37.050 / 0 35.30 / 0 Approx . Ö ........................... 43.70 / 0 44.9% 46.90 / 0 44.1 "/ o Al20s .......................... 12.2% 15.870 / 0 10.76% 15.170 / 0 Fe0 ........................... 0.7070 / 0 0.82% 0.73% 0.740 / 0 MnO .......................... 0.8010 / 0 0.450 / 0 0.86% 0.760 / 0 CaS ............................ 2.2950 / 0 3.690 / 0 2.93% 3.440 / 0 S .............................. 1.02% 1.64% 1.32% 1.48% Wind temperature ................... 480 ° C 502 ° C 549 ° C 483 ° C Wind pressure (mm WS) .............. 754 720 755 758 Gas outlet temperature ............. 334 ° C 393 ° C 372 ° C 372 ° C Properties of the iron produced The channel iron is very hot (over 1500 ° C), and compared to iron of the same composition and temperature from a conventional cupola furnace, it has excellent flow properties and less tendency to white solidification.

Es ist möglich, durch andere Elemente dieses Eisen zu legieren. a) Eisen für Schleudergußrohre: Um diese Sorte Eisen in einem üblichen Kupolofen zu erzeugen, kann man im Einsatz keinen Stahl beigeben, wenn die Rohre wieder geglüht werden müssen. Außerdem kann man nicht weniger als 60 % Roheisen verwenden.It is possible to alloy this iron with other elements. a) Iron for centrifugally cast pipes: To get this kind of iron in a common cupola furnace no steel can be added in use when the tubes are annealed again Need to become. In addition, no less than 60% pig iron can be used.

Nach der Erfindung jedoch kann dasselbe Eisen aus einer Gattierung von Stahlschrott und Gußbruch erzeugt werden. b) Eisen mit hoher mechanischer Festigkeit: Für dieses Eisen hat die Gattierung folgende Zusammensetzung: 1. Gattiertes Eisen Stahl ............... 85 bis 80 % Si-Eisen (10°/o) ..... 15 bis 20% 1001/0 1000/0 2. Kalk ............... 5 bis 81/o 3. Brennstoffe (Koks) .. 15 bis 17 % Diese Gattierung ergibt folgende chemische Analyse des geschmolzenen Eisens: C ......... 2,8 bis 3,20/0 Si ........ 1,8 bis 2,3% Mn ....... 0,5 bis 0,8% P ......... 0,05 bis 0,1% S ......... 0,05 bis 0,08% Werte von Eisen mit hoher mechanischer Festigkeit Aus einer Gattierung mit 100 % Stahl und Siliziumeisen und nach Zusatz zum flüssigen Eisen von 0,2% Kalziumsilizium und 0,5 % Chromkalzium wird ein Eisen von 0,2% Kalziumsilizium und 0,5% Chromkalzium wird ein Eisen erzeugt, welches eine Biegefestigkeit von 56,6 kg/cm2 bei einer Durchbiegung von 9 mm bei einem Stab von 300 mm Länge und etwa 15 mm Durchmesser hat. Zugfestigkeit: 42,1 kg/mm2. Die Brinellhärte schwankt im allgemeinen zwischen 190 und 250 kg/mm2 je nach dem C- und Si-Gehalt in der Schmelze.According to the invention, however, the same iron can be produced from a mixture of steel scrap and cast iron. b) Iron with high mechanical strength: For this iron the species has the following composition: 1. Wated iron Steel ............... 85 to 80% Si iron (10 %) ..... 15 to 20% 1001/0 1000/0 2. Lime ............... 5 to 81 / o 3. Fuels (coke) .. 15 to 17% This classification gives the following chemical analysis of the molten iron: C ......... 2.8 to 3.20 / 0 Si ........ 1.8 to 2.3% Mn ... .... 0.5 to 0.8% P ......... 0.05 to 0.1% S ......... 0.05 to 0.08% values of Iron with high mechanical strength A compound with 100% steel and silicon iron and after adding 0.2% calcium silicon and 0.5% calcium chromium to the liquid iron becomes iron with 0.2% calcium silicon and 0.5% calcium chromium produced, which has a flexural strength of 56.6 kg / cm2 with a deflection of 9 mm for a rod 300 mm long and about 15 mm in diameter. Tensile strength: 42.1 kg / mm2. The Brinell hardness generally varies between 190 and 250 kg / mm2 depending on the C and Si content in the melt.

Eine Untersuchung eines Schliffbildes vor dem Ätzen zeigt einen sehr fein verteilten gleichförmigen Graphit. Nach dem Ätzen ersieht man, daß das Gefüge weitgehend aus Perlit besteht. c) Hitzebeständiges Eisen: Ein Eisen aus 100 % Stahl und Ferrosilizium, dem 0, 8 % Cr zulegiert wurden, kann ohne merkliche Wachstumserscheinungen bis zu 800° C verwandt werden.An examination of a micrograph before etching reveals one very much finely divided uniform graphite. After the etching you can see that the structure consists largely of perlite. c) Heat-resistant iron: An iron made from 100% steel and ferrosilicon, to which 0.8% Cr was alloyed, can be used without any noticeable signs of growth can be used up to 800 ° C.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the continuous melting of metals and / or ores in a cupola furnace operated with a hot blast of 400 to 600 ° C, cooled externally by water sprinkling, provided with a neutral or basic feed and provided with an amount of fuel that exceeds the usual amount reducing melting is operated, the melting zone being controllable by moving the water-cooled tuyeres, characterized in that a layer of basic slag of relatively large controllable height is constantly maintained by a slag collecting chamber connected to the cupola in the cupola, in that it is maintained in a manner known per se Slag collecting chamber provided with a partition is in communication with the cupola furnace through an iron drainage channel running at floor level and a slag drainage channel arranged above it and rising from the cupola furnace to the slag collecting chamber. 2. Cupola furnace for carrying out the method according to claim 1 with water-cooled hot blast nozzles pushed into the furnace, in which the distance between their front edge and the inner, refractory furnace lining is adjustable, and with a slag collecting chamber provided outside the furnace for separating metal and slag, which is equipped with a partition wall protruding into it from above and which has an overflow for the slag well above the furnace base and an outflow opening from the part of the slag collecting chamber for the metal separated by the partition wall approximately at the level of the furnace base or only a little above it by combining the following features: a) The closable top is provided with an adjustable gas vent; b) the water cooling of the furnace jacket consists of a two-stage system, - in such a way that the furnace jacket can be sprinkled through a nozzle pipe (60) surrounding it below the furnace shell up to about the nozzle level or just below it, with the water in an annular channel (19) is caught; Immediately below this annular channel (19) is another nozzle pipe (28) surrounding the furnace, through which the lower part of the furnace shell and the connecting part with the slag collecting chamber (55) and partly this itself as far as a further annular channel (16 ) is to be sprinkled; e) the slag collecting chamber (55) is connected to the furnace through at least two drainage channels (3, 5), of which the lower drainage channel (3) intended for the metal is arranged essentially horizontally at the level of the furnace floor (2), while the overflow channel (5) serving for the outflow of the slag rises to the slag collecting chamber (55) and opens into this above the lower end of the partition wall (56). 3. Cupola furnace according to claim 2, characterized in that the furnace bottom (2) from the metal drainage channel (3) leading to the slag collecting chamber (55) drops to the opposite furnace wall and that at the lowest point a tapping channel (4) for the common tapping of metal and Slag is provided. 4. cupola according to claim 2 or 3, characterized in that there is a space delimited by a hood (41) above the slag collecting chamber (55) which is open on one side, the hood preferably having a burner (57) for heating the in the slag collecting chamber (55) located slag is equipped. 5. cupola according to claim 2 to 4, characterized in that the outer wall of the slag collecting chamber (55) is provided with closable openings (31, 35) which are arranged in the extension of the two drainage channels ( 3, 5) are arranged .. 6. Cupola according to claim 2 to 5, characterized in that slots and discharge pipes (20, 21) are provided in the upper collecting ring channel (19), through which the water to the connecting part between the furnace and the slag collecting chamber ( 55) and the outer surfaces of the latter as well as a cooling space provided in the partition (56) of the slag collecting chamber (55). 7. cupola furnace according to claim 2 to 6, characterized in that the slag drain (6) from the slag collecting chamber (55) an inclined drainage surface (11 ") and to this a drain pipe (14) is connected, which water from the upper gutter ( 19) for granulation of the slag. Documents considered: German Patent Nos. 7117, 22 859, 341637, 348 384, 409 768, 431628, 459 645, 671857, 710 852; French Patent Nos. 989169, 526 493; British U.S. Patent No. 291258; USA.-Patent No. 2 238 036; Die neue Gießerei, 1948, pp. 85 to 87; Stahl und Eisen, 1922, pp. 857/858; Iron Age, 1948, pp. 156 and 162; Foundry Trade Journal, 1943, 150.