DE1199297B

DE1199297B - Metallurgical furnace and its application in steelmaking

Info

Publication number: DE1199297B
Application number: DEA25411A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Guenther Draht
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1956-08-01
Filing date: 1956-08-01
Publication date: 1965-08-26

Description

Metallurgischer Ofen und seine Anwendung bei der Stahlerzeugung Die Erfindung betrifft einen metallurgischen Ofen, der insbesondere zur Stahlerzeugung geeignet ist. Bisher hat man zum Einschmelzen von Schrott insbesondere Siemens-Martin-CSfen und in geringerem Umfang auch Elektroöfen benutzt. Der erstgenannte ist wegen des Regenerativsystems zur Vorwärmung der Luft baulich sehr umfangreich und kompliziert. Der Elektroofen kann nur dann angewandt werden, wenn Strom in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht. Andererseits ist der Elektroofen mit rundem Herd insofern günstiger als der Siemens-Martin-Ofen, als die Regenerativkammern fortfallen und der Dekkel abnehmbar gemacht und dadurch das Beschicken wesentlich vereinfacht werden kann. Bei der Stahlerzeugung im Konverter kann nur ein verhältnismäßig geringer Schrottanteil verwendet werden, während im wesentlichen Roheisen als Einsatz verwendet werden muß.Metallurgical furnace and its application in steelmaking Die The invention relates to a metallurgical furnace, which is particularly used for steelmaking suitable is. Up to now, Siemens-Martin CSFs in particular have been used to melt down scrap and to a lesser extent also used electric ovens. The former is because of the Regenerative system for preheating the air is structurally very extensive and complicated. The electric furnace can only be used when electricity is in sufficient quantities is available. On the other hand, the electric oven with a round stove is cheaper in this respect as the Siemens-Martin furnace, as the regenerative chambers and the lid made removable and thereby the loading can be simplified significantly. When producing steel in the converter, only a relatively small proportion of scrap can be used are used, while pig iron is essentially used as the insert got to.

Die Erfindung bezweckt, einen Ofen zu schaffen, der unter Vermeidung wesentlicher Nachteile der bisherigen Stahlerzeugungsöfen deren Vorteile weitgehend vereinigt. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, einen Stahlerzeugungsofen zu bau2n, der in seiner Form dem Elektrolichtbogenofen gleicht und keine Regenerativkammern aufweist. Zur Erzielung einer ausreichenden Temperatur soll der Ofen mit Öl-Sauerstoff-Brennern von allen Seiten beheizt werden. Auch soll der abnehmbare Deckel das Beschicken vereinfachen. Ein solcher Ofen kann jedoch wegen der geringeren Frischwirkung den Konverter nicht ersetzen.The invention aims to provide a furnace that, while avoiding major disadvantages of the previous steelmaking furnaces, their advantages to a large extent united. Although it has already been proposed to use a steelmaking furnace bau2n, which is similar in shape to the electric arc furnace and no regenerative chambers having. In order to achieve a sufficient temperature, the furnace should be equipped with oil-oxygen burners be heated from all sides. The removable cover is also intended to facilitate loading simplify. Such an oven can, however, because of the lower freshness effect Do not replace converter.

Es ist ein um eine waagerechte Achse drehbarer Konverter mit Abgasöffnungen in Richtung der Drehachse bekannt, der zum Frischen von Roheisen bestimmt und mit zwei zueinander versetzten Düsengruppen versehen ist. Bei diesem Konverter kann zwar durch eine Düsengruppe Brennstoff eingeblasen werden, jedoch ist der Konverter zum Einschmelzen einer festen Beschickung nicht geeignet. Ein das Chargieren von Schrott erleichternder abhebbarer Deckel oder eine große Öffnung, durch die Schrott in entsprechender Weise chargiert werden kann, ist nicht vorgesehen.It is a converter that can be rotated around a horizontal axis and has exhaust openings known in the direction of the axis of rotation, which is intended for refining pig iron and with two nozzle groups offset from one another is provided. With this converter Although fuel is blown in through a group of nozzles, the converter is not suitable for melting down a solid charge. A charging of Scrap-lightening lid that can be lifted off or a large opening through which scrap can be placed can be charged in a corresponding way is not provided.

Ferner ist ein Lichtbogenofen bekannt, der mit einer Sauerstoffdüse zum Frischen der Schmelze mit Sauerstoff versehen ist. Für solche Fälle aber, bei denen das Einschmelzen der Beschickung nicht mittels des elektrischen Stromes erfolgen kann oder soll, gibt der Lichtbogenofen keine Anregungen, im Sinne der Erfindung vorzugehen. Auch legt die Kenntnis des vorerwärmten Konverters mit zwei Düsengruppen nicht nahe, die Elektroden des Lichtbogenofens durch Brenner zu ersetzen, zumal der Konverter selbst, wie erwähnt, nicht zum Einschmelzen einer festen Beschickung bestimmt ist.Furthermore, an electric arc furnace is known which has an oxygen nozzle is provided with oxygen to freshen the melt. For such cases, however, at where the charge is not melted down by means of the electric current can or should, the arc furnace does not provide any suggestions within the meaning of the invention proceed. Also, the knowledge of the preheated converter with two groups of nozzles assumes not close to replacing the electrodes of the arc furnace with torches, especially since the converter itself, as mentioned, is not used to melt a solid charge is determined.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein metallurgischer Herdofen, insbesondere für die Stahlerzeugung, der mit abhebbarem Deckel versehen und vorzugsweise kippbar ausgebildet ist und der mit flüssigen, gasförmigen oder staubförmigen Brennstoffen beheizt wird. Erfindungsgemäß ist ein Herdofen ohne Regenerativkammern vorgesehen, bei dem Heizbrenner sowie mindestens eine Sauerstofflanze durch den Ofendeckel hindurch auf das Einsatzgut gerichtet sind.The subject of the invention is a metallurgical hearth furnace, especially for steel production, which is provided with a removable cover and preferably is designed to be tiltable and with liquid, gaseous or dusty fuels is heated. According to the invention, a hearth furnace without regenerative chambers is provided, at the heating burner and at least one oxygen lance through the furnace lid are aimed at the load.

In einem solchen Ofen kann man nicht nur Schrott einschmelzen wie im Siemens-Martin-Ofen, sondern auch durch Aufblasen von Sauerstoff auf das Bad dieses frischen wie im Konverter. Dabei ist der Ofen in seinem Aufbau einfach wie ein Elektroofen, ohne jedoch auf den nicht überall verfügbaren Strom angewiesen zu sein.In such a furnace you can not only melt down scrap like in the Siemens-Martin furnace, but also by blowing oxygen onto the bath this fresh like in the converter. At the same time, the structure of the furnace is as simple as that an electric furnace, but without having to rely on the electricity that is not available everywhere to be.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Ofens nach der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing is an embodiment of a furnace according to the Invention shown schematically.

F i g. 1 zeigt einen Vertikalschnitt des Ofens und F i g. 2 einen Schnitt des Ofengefäßes nach 11-II der F i g. 1.F i g. 1 shows a vertical section of the furnace and FIG. 2 one Section of the furnace vessel according to 11-II of FIG. 1.

Das Ofengefäß 1 ist nach oben durch den abhebbaren Deckel 2 abgeschlossen. Die Beheizung erfolgt durch Brenner 3, die, zu einem Brenneraggregat vereinigt, in einem wassergekühlten Rohr 4 angeordnet sind. Die Höhenlage des wassergekühlten Rohres 4 und des Brenneraggregates kann unabhängig voneinander mittels der Hubvorrichtung 11b so eingestellt werden, daß die Flammenbildung dem Schmelzgang angepaßt wird. Der Brennstoff, z. B. Öl, wird durch Leitungen 5 und die vorgewärmte Verbrennungsluft durch die Rohrleitung 6 zugeführt. Durch die Leitung 7 kann die Verbrennungsluft mit Sauerstoff angereichert werden. Innerhalb des wassergekühlten Rohres 4 kann auch eine Sauerstofflanze 8 in den Ofenraum eingeführt werden, durch die Sauerstoff von oben auf den Einsatz geblasen werden kann. Die Höhe der Sauerstofflanze 8 kann unabhängig von den Brennern 3 nach Bedarf eingestellt werden; diese kann z. B. bis wenig über den Badspiegel gesenkt werden.The furnace vessel 1 is closed at the top by the cover 2 which can be lifted off. The heating is carried out by burners 3 which, combined to form a burner unit, are arranged in a water-cooled pipe 4. The height of the water-cooled pipe 4 and the burner unit can independently of one another by means of the lifting device 11 b so adjusted that the flame is adjusted to the melting transition. The fuel, e.g. B. Oil, is supplied through lines 5 and the preheated combustion air through the pipe 6. The combustion air can be enriched with oxygen through the line 7. Within the water-cooled tube 4, an oxygen lance 8 can also be introduced into the furnace space, through which oxygen can be blown onto the insert from above. The height of the oxygen lance 8 can be adjusted independently of the burners 3 as required; this can e.g. B. be lowered to a little above the bathroom mirror.

Die Abgase werden seitlich durch die beiden Gaszüge 9 abgeführt, die gleich ausgebildet sind und sich an das runde Ofengefäß etwa tangential anschließen, so daß der Herd angenähert ovale Form erhält. Die Abgase der beiden Züge 9 können nach dem Durchgang durch Schlackenkammern getrennt oder vereinigt einem Rekuperator zugeführt werden, der zur Vorwärmung der Verbrennungsluft dient.The exhaust gases are discharged laterally through the two throttle cables 9, the are of the same design and are approximately tangential to the round furnace vessel, so that the hearth is approximately oval in shape. The exhaust gases from the two trains 9 can after passing through slag chambers separated or combined with a recuperator which is used to preheat the combustion air.

Das Ofengefäß 1 ist auf Stützen 10 kippbar gelagert. Zum öffnen des Ofengefäßes müssen das wassergekühlte Rohr 4 sowie die Brenner 3 und die Sauerstofflanze 8 zunächst um das notwendige Maß hochgefahren werden. Gleichzeitig oder anschließend wird der Deckel 2 mittels der Tragplatte 11 mit dem heb- und schwenkbaren Arm 11 a durch die Schwenksäule 13 hochgehoben und seitlich ausgeschwenkt, bis das Ofengefäß offen frei liegt. Beim Anheben des wassergekühlten Rohres 4 mit dem wärmeisolierten Zuleitungsrohr 12 durch die Hubvorrichtung 11 b schiebt sich das Zuleitungsrohr 12 über das Rohr 6. Da die Schwenkachse des heb- und schwenkbaren Armes 11a mit der Achse der Rohre 6 und 12 zusammenfällt, können diese sich gegeneinander verdrehen.The furnace vessel 1 is tiltably mounted on supports 10. To open the The furnace vessel must have the water-cooled pipe 4 as well as the burner 3 and the oxygen lance 8 must first be ramped up by the necessary amount. Simultaneously or subsequently the cover 2 becomes by means of the support plate 11 with the liftable and pivotable arm 11 a lifted up by the pivot column 13 and swung out to the side until the furnace vessel open exposed. When lifting the water-cooled pipe 4 with the thermally insulated Feed pipe 12 through the lifting device 11 b pushes the feed pipe 12 over the tube 6. Since the pivot axis of the liftable and pivotable arm 11a with the axis of the tubes 6 and 12 coincides, they can rotate against each other.

Vor dem Kippen des Ofens beim Abstich kann das wassergekühlte Rohr 4 mit den Brennern 3 und der Sauerstofflanze 8 so weit hochgefahren werden, daß das flüssige Metall- bzw. Schlackenbad diese Teile nicht benetzt. Die Luftleitung 6 weist eine in der Kippachse des Ofens liegende Verbindung 14 auf, die das beim Kippen des Ofens erforderliche Verdrehen der beiden Leitungsteile gegeneinander gestattet.Before tilting the furnace during tapping, the water-cooled pipe 4 with the burners 3 and the oxygen lance 8 are ramped up so far that the liquid metal or slag bath does not wet these parts. The air duct 6 has a connection 14 located in the tilt axis of the furnace, which is the same as in the case of Tilting the furnace required twisting of the two pipe parts against each other allowed.

Der Ofen ist mit einer Abstichrinne 15 und einer Arbeitstür 16 versehen.The furnace is provided with a tapping channel 15 and a work door 16.

Änderungen des dargestellten Ofens sind in vieler Hinsicht möglich. Beispielsweise kann die Luftvorwärmung entfallen, wenn eine genügend hohe Ofentemperatur durch Verwendung hochwertiger Brennstoffe bzw. durch weitgehenden Ersatz der Verbrennungsluft durch Sauerstoff erreicht wird. Die Abgase können Abhitzekesseln zugeführt werden, und zwar entweder unmittelbar oder nach Durchgang durch einen Rekuperator. Statt den abhebbaren Deckel abzuschwenken, kann man ihn auch verfahren oder das Ofengefäß unter dem angehobenen Deckel verfahren. Solche Ausführungen sind für Elektroöfen an sich bekannt.Changes to the furnace shown are possible in many ways. For example, air preheating can be omitted if the oven temperature is high enough through the use of high-quality fuels or through extensive replacement of the combustion air is achieved by oxygen. The exhaust gases can be fed to waste heat boilers, either immediately or after passing through a recuperator. Instead of Swing away the removable lid, you can also move it or the furnace vessel move under the raised cover. Such designs are for electric furnaces known per se.

Der Ofen nach der Erfindung kann zur Stahlerzeugung aus Schrott, z. B. in der aus dem Siemens-Martin-Verfahren bekannten Arbeitsweise dienen. Er kann aber auch dazu benutzt werden, flüssig oder fest eingesetztes Roheisen durch Aufblasen von Sauerstoff auf die Schmelze zu Stahl zu frischen. Hierbei ist von Vorteil, daß etwaige Legierungselemente zugegeben werden können, ohne daß die Gefahr einer zu starken Abkühlung der Schmelze besteht. Ein weiterer Vorteil des Ofens nach der Erfindung besteht darin, daß auch Schmelzen mit hohem Phosphorgehalt, z. B. von mehr als 0,4%, durch Aufblasen von Sauerstoff gefrischt und entphosphort werden können, wobei man im Gegensatz zum Frischen im Konverter die Möglichkeit hat, mehrere Entphosphorungsschlacken nacheinander aufzubringen.The furnace according to the invention can be used for steelmaking from scrap, e.g. B. serve in the working method known from the Siemens-Martin process. He can but can also be used to inflate liquid or solid pig iron from oxygen to the melt to steel to fresh. The advantage here is that any alloying elements can be added without the risk of an strong cooling of the melt. Another advantage of the oven after the Invention is that melts with a high phosphorus content, such. B. from more than 0.4%, can be refreshed and dephosphorized by inflating oxygen you can, in contrast to the freshness in the converter, several To apply dephosphorization slags one after the other.

Claims

Claims: 1. Metallurgical furnace, in particular for steel production, which is provided with a removable cover and is preferably designed to be tiltable and which is heated with liquid, gaseous or dusty fuels, d a d u r c h that a hearth furnace (1) without regenerative chambers is provided is, in the heating burner (3) and at least one oxygen lance (8) through the Oven lid (2) are directed through to the material to be used.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the oxygen lance (8) is adjustable in height is.

3. Oven according to claim 1 to 2, characterized in that burner (3) and Oxygen lance (8) in a water-cooled tube (4) centrally through the cover (2) can be introduced into the furnace chamber.

4. Oven according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the height of the water-cooled pipe (4), the burner (3) and the oxygen lance (8) can be set separately from one another.

5. Furnace according to claim 1 to 4, characterized in that the gas can be drawn off on two sides.

6. Oven according to claim 1 to 5, characterized in that the stove is approximately oval Shape-has.

7. Oven according to claim 1 to 6, characterized in that a recuperative Preheating of the combustion air is provided by the exhaust gases. B.

Procedure for Steel production in a furnace according to Claims 1 to 7, characterized in that worked according to the pig iron scrap process customary in the Siemens-Martin process will.

9. A method for steelmaking in a furnace according to claim 1 to 7, characterized characterized in that a liquid or solid used pig iron bath by inflation being refreshed by oxygen.

10. The method according to claim 8 to 9, characterized in that that when freshening a melt higher, z. B. more than 0.4% phosphorus content working with slag change. Publications considered: German Patent Nos. 443,350, 845,643; "Radex-Rundschau", 1949, issue 2, article by C. V. S c h w a r z, »Development of freshening with oxygen in the Siemens-Martin furnace and electric steel furnace «.