DE1185633B

DE1185633B - Tilting furnace

Info

Publication number: DE1185633B
Application number: DEK40382A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Kocks; Gerhard Grossmann
Original assignee: Friedrich Kocks GmbH and Co
Current assignee: Friedrich Kocks GmbH and Co
Priority date: 1960-04-08
Filing date: 1960-04-08
Publication date: 1965-01-21

Description

Kippofen Bei der Stahlherstellung findet in zunehmendem Maße technisch reiner Sauerstoff als Frischmittel Verwendung. In den bekannten birnenförmigen Konvertern wird flüssiges Roheisen mit etwa 30% Kühlschrott durch Verblasen gefrischt. Der Einsatz für einen Herdofen, z. B. einen Siemens-Martin-Ofen, besteht dagegen im allgemeinen aus etwa 70 bis 4011/o Schrott und 30 bis 60'% festem oder flüssigem Roheisen. Beim klassischen Konverterfrischen wird Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft vom Boden des Gerätes her durch ein verhältnismäßig tiefes Roheisenbad hindurchgeblasen. In den letzten Jahren hat sich auch ein Frischverfahren eingeführt, bei dem im Konverter oder ähnlichen Gefäßen technisch reiner Sauerstoff auf oder unter die Oberfläche dieses Roheisenbades geblasen wird. Anders als beim Konverterprozeß geht bei der Stahlherstellung im beheizten Herdofen der Koch- oder Frischperiode noch eine diese zeitlich um ein Mehrfaches überschreitende Einschmelzperiode für den kalten Einsatz voraus. Es ist verständlich, daß der Herdofen deshalb einen möglichst flachen Herd aufweisen muß, weil die Verteilung der einzuschmelzenden Stoffe auf großer Fläche sowie das Einschmelzen und auch der Koch- und Frischprozeß, für den die Flammengase den Sauerstoff liefern, begünstigt. Der Konverter ist wegen der wesentlich kleineren Badoberfläche zum Einschmelzen größerer Schrottmengen wenig geeignet.Tilting furnace in steel production is increasingly taking place technically Use of pure oxygen as a fresh agent. In the well-known pear-shaped converters liquid pig iron with around 30% cooling scrap is refined by blowing. Of the Use for a hearth furnace, e.g. B. a Siemens-Martin furnace, however, is in generally from about 70 to 4011 / o scrap and 30 to 60% solid or liquid Pig iron. In classic converter freshening, air or oxygen is enriched Air is blown from the bottom of the device through a relatively deep hot metal bath. In recent years, a fresh process has also been introduced, in which in the converter or similar vessels of technically pure oxygen on or below the surface this pig iron bath is blown. Unlike the converter process, the Steel production in the heated hearth furnace of the cooking or freshness period is another one Meltdown period for cold use exceeding several times in advance. It is understandable that the hearth oven should therefore be as flat as possible must have, because the distribution of the substances to be melted over a large area as well as the melting and also the cooking and freshening process for which the flame gases provide the oxygen, favored. The converter is because of the much smaller Bath surface is not very suitable for melting down large amounts of scrap.

In einem Siemens-Martin-Ofen kann man die flüssig gewordene Charge zwar ebenfalls durch Ruf-oder Einblasen von Sauerstoff entkohlen. Wegen der niedrigen Badtiefe ist es hier jedoch nicht vorteilhaft, in dieser Weise mit einer Charge zu verfahren, die z. B. aus 60 oder sogar 100°/o Roheisen besteht, weil dann nämlich die Gefahr besteht, daß die im Bereich der Sauerstoffdüse hoch überhitzte Reaktionszone sich bis auf das Mauerwerk des Ofens erstreckt, das dann sehr bald zerstört wird. Das Frischen mit Sauerstoff kann deshalb in einem Herdofen nur beschränkt angewendet werden.The batch that has become liquid can be used in a Siemens-Martin furnace also decarbonize by shouting or blowing in oxygen. Because of the low Bath depth is not advantageous here, however, in this way with one batch to proceed, the z. B. consists of 60 or even 100% pig iron, because then namely there is a risk that the reaction zone which is highly overheated in the area of the oxygen nozzle extends to the brickwork of the stove, which is then very soon destroyed. Freshening with oxygen can therefore only be used to a limited extent in a hearth furnace will.

Die Wirtschaftlichkeit der beiden Stahlherstellungsverfahren hängt aber noch entscheidender von der Rohstofflage, d. h. von den Roheisen- und Schrottpreisen ab. Deshalb sollte eine Einrichtung zur Herstellung von Stahl so beschaffen sein, daß sie, in Anpassung an die Rohstofflage, Stahl bevorzugt sowohl aus Roheisen als auch aus Schrott erzeugen kann. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, den Herdraum eines kippbaren Siemens-Martin-Ofens im Längsschnitt eiförmig auszubilden und im Mittelteil der aufrecht stehenden Wanne eine topfförmige Vertiefung zur Aufnahme des flüssigen Metalls vorzusehen, das dann von in der zylindrischen Vertiefung befindlichen Düsen her mit Luft oder gasförmigem Sauerstoff wie beim Bessemer- oder Thomaskonverter gefrischt wird. Der über der topfförmigen Vertiefung des Ofens befindliche Herdraum ist von etwa rundem Querschnitt und mit einem üblichen Konvertermund ausgestattet, über den die Abgase den Ofen verlassen und der in Kippstellung den Abstich bildet. Ein solcher Ofen läßt zwar das Frischen der Schmelze vom Unterteil der topfförmigen Vertiefung her zu, nicht aber das besonders wirkungsvolle Oberwindfrischen, bei dem gasförmiger Sauerstoff durch eine etwa senkrecht gestellte Lanze auf die Oberfläche des Metalls geblasen wird. Darüber hinaus kann der bekannte Ofen auch als Siemens-Martin-Ofen nur mit schmelzflüssigem Einsatz betrieben werden.The economics of the two steelmaking processes depends but more importantly from the raw material situation, d. H. of pig iron and scrap prices away. Therefore, a facility for the production of steel should be designed in such a way that that they, in adaptation to the raw material situation, preferably made of both pig iron and steel can also produce from scrap. For this purpose it has already been proposed that To design the hearth space of a tiltable Siemens-Martin oven in a longitudinal section ovoid and in the middle part of the upright tub a cup-shaped recess for receiving of the liquid metal to be provided, which is then located in the cylindrical recess Nozzles with air or gaseous oxygen as in the Bessemer or Thomaskonverter is freshened. The oven space located above the pot-shaped recess of the oven has an approximately round cross-section and is equipped with a standard converter mouth, Via which the exhaust gases leave the furnace and which forms the tap in the tilted position. Such a furnace allows the refining of the melt from the lower part of the pot-shaped Deepening, but not the particularly effective top wind freshening the gaseous oxygen through a lance placed approximately vertically on the surface of the metal is blown. In addition, the well-known furnace can also be called Siemens-Martin furnace can only be operated with molten insert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den kippbaren Martinofen dergestalt auszubilden, daß seine Grundform als Herdofen erhalten bleibt, der Herdofen aber gleichzeitig als Konverter betrieben werden kann. Auf diese Weise wird das Arbeiten sowohl mit festen als auch mit flüssigen oder gemischten Einsätzen möglich. Während sich die Stahlwerke den wechselnden Rohstoffverhältnissen bisher nur dadurch anpassen konnten, daß sie neben Siemens-Martin-Öfen auch noch Konverter, vornehmlich Oberwindkonverter, errichteten, soll diesen Zwecken nunmehr nur ein einziges Gerät dienen.The invention is based on the task of the tiltable Martin oven to train in such a way that its basic shape as a hearth furnace is retained, the hearth furnace but at the same time can be operated as a converter. That way it becomes It is possible to work with both solid and liquid or mixed inserts. While the steel works have so far only been able to cope with the changing raw material conditions were able to adapt that, in addition to Siemens-Martin ovens, they also had converters, primarily Oberwindkonverter, built, should now only have a single device for these purposes to serve.

Dieses Problem löst die Erfindung durch einen Herdofen mit einer als Flachherd ausgebildeten Schmelzwanne, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er auf seiner ganzen Länge durch eine V-förmige Ausbildung der Rückwand einen birnenförmigen Querschnitt aufweist, der den Herdofen nach dem Kippen um 90° in einen aufrecht stehenden, langgestreckten Konverter umwandelt, in dem das Frischen der aus dem Flachherd ablaufenden Charge durch gasförmigen Sauerstoff erfolgt den über die Länge des Konverters verteilte, durch Öffnungen in der Vorderwand des Herdofens und der nunmehrigen Stirnwand des Konverters eingeführte Lanzen in bekannter Weise auf die Oberfläche der Charge blasen.The invention solves this problem by a hearth furnace with an as Flat hearth trained melting tank, which is characterized in that it is on its entire length by a V-shaped design of the rear wall a pear-shaped Has cross-section that the hearth furnace after tilting by 90 ° in an upright standing, elongated Converter converts in which the freshness the batch discharged from the flat hearth is carried out by gaseous oxygen distributed over the length of the converter, through openings in the front wall of the hearth furnace and the now front wall of the converter introduced lances in a known manner blow on the surface of the batch.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Ofen. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kippofen in Flachherdstellung, F i g. 2 einen Schnitt A -A nach F i g. 1, F i g. 3 einen Längsschnitt durch den Kippofen in Tiefherdstellung, F i g. 4 einen Schnitt B-B nach F i g. 3.The drawing illustrates an embodiment of such a furnace. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through the tilting furnace in flat hearth position, FIG. 2 shows a section A -A according to FIG. 1, Fig. 3 shows a longitudinal section through the tilting furnace in the deep hearth position, FIG. 4 shows a section BB according to FIG. 3.

F i g. 1 und 2 stellen den Kippofen 1 in der Flachherdstellung dar, in der, wie beim Siemens-Martin-Verfahren Schrott und Roheisen auf Stahl verarbeitet werden können. F i g. 3 und 4 zeigen den gleichen Ofen nach dem Kippen um 90° in Tiefherdstellung. Das Badtiefenverhältnis zwischen Flachherd und Tiefherd beträgt im gezeichneten Fall etwa 1 : 3.F i g. 1 and 2 represent the tilting furnace 1 in the flat hearth position, in which, as in the Siemens-Martin process, scrap and pig iron are processed on steel can be. F i g. 3 and 4 show the same oven after tilting 90 degrees in Deep focus. The bath depth ratio between flat hearth and deep hearth is in the case shown about 1: 3.

Soll als Einsatz nur flüssiges Roheisen verarbeitet werden, dann wird es in Flachherdstellung durch an einer Längswand des Ofens befindliche Türen 2 chargiert. Danach bringt man den Ofen in die Tiefherdstellung (F i g. 3 und 4). In dieser Stellung erfolgt das Verblasen des Roheisens durch mehrere Sauerstofflanzen 4, die senkrecht durch die jetzt waagerecht liegenden Türöffnungen eingefahren werden. Der Abstich der Charge erfolgt durch die Rinne 5 jeweils in Tiefherdstellung (F i g. 3 und 4).If only liquid pig iron is to be processed as feed, then it is charged in the flat hearth position through doors 2 located on a longitudinal wall of the furnace. The furnace is then brought to the deep hearth position (Figs. 3 and 4). In this position the hot metal is blown by several oxygen lances 4, which are perpendicular can be retracted through the now horizontal door openings. The racking the charge takes place through the channel 5 in each case in the deep hearth position (FIGS. 3 and 4).

Wenn der Kippofen als Siemens-Martin-Ofen, d. h. als Flachherd (F i g. 1 und 2) arbeitet, dann kann seine Beheizung sowohl regenerativ, abwechselnd von beiden Ofenköpfen K aus, als auch rekuperativ, von einem Ofenkopf her, durch eine oder mehrere verstellbare Brennereinrichtungen 3 erfolgen. Der Ofen wird in bekannter Weise durch die Türen 2 mit festem oder flüssigem Roheisen und Schrott chargiert. Beim Betrieb des Ofens als Einrichtungs-Flammofen kann das Chargieren auch in Ofenlängsrichtung durch die Stirnwand des Ofenkopfes, durch den die Rauchgase abziehen, erfolgen.If the tilting furnace is used as a Siemens-Martin furnace, i. H. as a flat stove (F i g. 1 and 2) is working, its heating can be regenerative, alternating from both furnace heads K, as well as recuperative, from one furnace head one or more adjustable burner devices 3 take place. The oven is in known way through the doors 2 with solid or liquid pig iron and scrap charged. When operating the furnace as a unidirectional flame furnace, charging also in the longitudinal direction of the furnace through the front wall of the furnace head, through which the flue gases peel off.

Der Hauptvorteil des Kippofens nach der Erfindung besteht danach in seiner guten Anpassungsfähigkeit an die zu verarbeitenden Rohstoffe. Beim Betrieb des Kippofens als Herdofen ergibt sich als besonderer Vorteil die hohe Einschmelzleistung des Ofens. Bei den bekannten Herdöfen sinkt die Wärmeaufnahme des Einsatzes, wenn noch nicht geschmolzener Schrott von bereits flüssigem Stahl und von Schlacke bedeckt wird. Das drückt sich dadurch aus, daß es sehr lange dauert, bis eine Charge loskocht, d. h. auch der letzte noch auf dem Herd liegende Schrott geschmolzen ist sowie durch die mit Rücksicht auf das Ofenmauerwerk stufenweise Verminderung der Brennstoffzufuhr in dieser Phase des Einschmelzens. Besteht nun, wie beim Kippofen nach der Erfindung, die Möglichkeit, das bereits geschmolzene Metall und die wärmeisolierende Schlacke durch entsprechendes Drehen des Ofens vom kalten Einsatz zu trennen, dann erreicht die Ausnutzung der Flamme, d. h. die Wärmeübertragung auf das zu schmelzende Gut, ein Maximum. Der Einsatz wird also schneller eingeschmolzen, weil die Wärmezufuhr zu Beginn des Chargierens nicht oder nur geringfügig gedrosselt zu werden braucht und sich der Wärmeübergang von der Flamme auf das Schmelzgut erhöht. Dieser Vorteil kann beim Ofen nach der Erfindung, wie gesagt, dadurch erzielt werden, daß das Gefäß stufenweise in die Tiefherdstellung gedreht wird, wobei bereits flüssige Schlacke und flüssiger Stahl zur Tiefherdseite hin abfließen. Dadurch wird der Spiegel des Schmelzgutes so weit gesenkt, daß die Oberfläche des Einsatzes immer groß bleibt und die Flammenwärme unmittelbar auf das Schmelzgut übertragen wird. Durch diese Arbeitsweise kann man eine wesentliche Steigerung der Einschmelzleistung auch ohne Anwendung von Sauerstoff erreichen. Mit dem Kippofen nach der Erfindung kann' die Einschmelzleistung auch noch dadurch erheblich gesteigert werden, daß der Ofen Schaukelbewegungen ausführt, die es bewirken, daß das einzuschmelzende Gut abwechselnd von flüssigem Stahl und flüssiger Schlacke bespült wird.The main advantage of the tilting furnace according to the invention is thereafter in its good adaptability to the raw materials to be processed. During operation The special advantage of the tilting furnace as a hearth furnace is the high melting rate of the furnace. In the known hearth ovens, the heat absorption of the insert decreases when Not yet melted scrap of already molten steel and covered with slag will. This is expressed by the fact that it takes a long time for a batch to start boiling, d. H. even the last scrap still on the stove has melted as well as through the gradual reduction of the fuel supply with regard to the kiln masonry in this phase of melting. Now, as with the tilting furnace according to the invention, the possibility of the already molten metal and the heat-insulating slag to be separated from the cold insert by turning the furnace accordingly the use of the flame, d. H. the heat transfer to the material to be melted, a maximum. The insert is therefore melted down faster because the heat supply does not need to be throttled or only needs to be throttled slightly at the beginning of charging and the heat transfer from the flame to the melting material increases. This advantage can be achieved in the furnace according to the invention, as said, in that the vessel is gradually turned into the deep hearth position, whereby already liquid slag and liquid steel flow off to the deep hearth side. This becomes the mirror of the Melting material lowered so far that the surface of the insert always remains large and the flame heat is transferred directly to the material to be melted. Through this You can achieve a significant increase in the meltdown rate even without a working method Achieve application of oxygen. With the tilting furnace according to the invention can 'the Melting performance can also be increased significantly by the fact that the furnace rocking movements executes that cause the material to be melted alternately from liquid Steel and liquid slag is flushed.

Schließlich sind Eisengewinnungsverfahren unmittelbar aus Erzen bekannt, bei denen die Reduktion der Erze durch sogenannten »flüssigen Kohlenstoff«, z. B. durch den Kohlenstoff flüssigen Roheisens, erfolgt. Auch für solche Eisengewinnungsverfahren ist der Kippofen nach der Erfindung besonders geeignet. Durch Veränderung der Badtiefen können einerseits hohe Einschmelzleistungen erreicht und andererseits alle Reaktionen, die mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit verlaufen und daher auch zu großen Badbewegungen oder beispielsweise zum Schäumen der Schlacke führen, durchgeführt werden. Der Kippofen nach der Erfindung kann im übrigen in jeder Stellung beheizt werden, ein Umstand, der den Ofen für alle Prozesse besonders brauchbar macht, die endotherm oder schwach exotherm verlaufen.After all, iron extraction processes are known directly from ores, in which the reduction of ores by so-called "liquid carbon", z. B. by the carbon of liquid pig iron. Also for such iron extraction processes the tilting furnace according to the invention is particularly suitable. By changing the bath depths can on the one hand achieve high melting rates and on the other hand all reactions, which proceed with a high reaction speed and therefore lead to large bath movements or lead, for example, to foaming of the slag. The tilting furnace according to the invention can be heated in any position, a fact which makes the furnace particularly useful for all processes, which are endothermic or weak are exothermic.

Claims

Claim: tilting furnace with a melting tank designed as a flat hearth, which can be operated both as a Siemens-Martin furnace and as a converter characterized in thatthe furnace (1) is V-shaped over its entire length has a side wall pear-shaped cross-section, which the hearth furnace after Tilting by 90 ° converts into an upright, elongated converter, in which the freshening of the batch discharged from the flat hearth by means of gaseous oxygen takes place, distributed over the length of the converter, through openings (2) in the Introduced the rear wall of the hearth furnace and the current front wall of the converter Blow lances (4) onto the surface of the batch in a known manner. Into consideration Printed documents: Swiss patent specification No. 19 975.