DE1408185C

DE1408185C - Method and device for seeing iron melts in the hearth furnace

Info

Publication number: DE1408185C
Authority: DE
Inventors: Zsigmund de Toulon Var Galocsy (Frankreich) C21d9 70
Original assignee: Finacalor Aktiengesellschaft, Vaduz
Publication date: 1972-01-27

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- Frischtemperaturen genau eingestellt und überhöhte richtung zum Frischen von Eisenschmelzen im Herd- Temperaturen vermieden werden. Hierdurch läßt sich ofen. Im Herdofen, insbesondere im Siemens-Martin- die Bildung von rotem Rauch verhindern. Darüber Ofen, erfolgt bekanntlich das Einschmelzen von festen hinaus kann eine wesentlich größere Menge an Frisch-Einsätzen, wie Roheisen, Schrott u. dgl., um auf diese 5 mittel eingeführt werden als bei den bekannten Ver-Weise, gegebenenfalls unter Anwendung von Frisch- fahren, wodurch sich der besondere Vorteil ergibt, daß mitteln, Stahl von der Qualität des sogenannten Sie- der Zeitbedarf des vollständigen Frischens (Ausmens-Martin-Stahls oder auch anderen Stahls zu er- frischen von Kohlenstoff, Silizium, Mangan usw.) zeugen. Es ist bekannt, zur Beschleunigung des gegenüber den bekannten Verfahren auf Herdofen im Frischens Sauerstoff und andere Frischmittel in das i° eine außerordentlich kurze Zeit herabsinkt, so daß die Bad ein- oder auf das Bad aufzublasen. Als Frisch- gleichen oder kürzere Frischzeiten erreicht werden mittel dienen bei den bekannten Verfahren außer wie beim Frischen im Konverter. Weiterhin ergibt sich freiem Sauerstoff oder freien Sauerstoff enthaltenden der Vorteil, daß während des Frischens nach dem Ver_v Gasen auch gasförmige oder feste Stoffe, die gebun- fahren gemäß der Erfindung der Ofen keine Wärmedenen Sauerstoff enthalten, wie Wasserdampf, Kohlen- 15 zufuhr durch die Ofenköpfe benötigt, sondern ledigdioxyd und Kalk. Zur Beschleunigung der Reaktion lieh die Zufuhr von Heißluft, um das entstandene des Sauerstoffs mit dem Bade ist bereits vorgeschlagen Kohlenmonoxyd und Wasserstoff zu verbrennen. Der worden, den Sauerstoff mit so großer kinetischer Zeitbedarf für eine Schmelze einschließlich des EinEnergie, gegebenenfalls unter Verwendung rotierender setzens und Einschmelzens sinkt gegenüber den beDüsen, auf die Badoberfläche aufzublasen, daß an der 20 kannten Frischverfahren im Herdofen um etwa die Auftreffstelle die Schlackendecke, die die Reaktion des Hälfte, und außerdem wird eine Wärmeersparnis von Sauerstoffs mit dem Bade behindern würde, beiseite 30 bis 40% und eine Verminderung des Sauerstoffgedrückt wird. Durch Anwendung dieser Verfahren bedarfes erreicht. The invention relates to a method and a pre-freshening temperatures precisely set and excessive direction for freshening iron melts in the hearth temperatures are avoided. This allows the oven. Prevent the formation of red smoke in the hearth furnace, especially in the Siemens-Martin. In addition, the furnace, as is well known, the melting of solid takes place, a significantly larger amount of fresh inserts, such as pig iron, scrap and the like. drive, which results in the particular advantage that means, steel of the quality of the so-called Sie- der Time required for complete freshening (Ausmens-Martin steel or other steel to refresh from carbon, silicon, manganese, etc.). It is known, in order to accelerate the oxygen and other fresh means in the freshening furnace compared to the known processes, that the i ° sinks for an extremely short time so that the bath is blown in or onto the bath. Means are used to achieve the same or shorter fresh times in the known processes, except for freshening in the converter. Furthermore, there is the advantage of free oxygen or _{those containing free oxygen that, during the freshening after the Ver v} gassing, even gaseous or solid substances which, according to the invention of the furnace, do not contain any thermal oxygen, such as water vapor or carbon supply Kiln heads are required, but single dioxide and lime. To accelerate the reaction lent the supply of hot air, in order to burn the resulting oxygen with the bath, carbon monoxide and hydrogen have already been proposed. The amount of time required to inflate the oxygen onto the bath surface with such a large kinetic time requirement for a melt, including the energy, possibly using rotating setting and melting, compared to the nozzles, that at the 20 known fresh process in the hearth furnace around the point of impact the slag cover the reaction of the half, and besides, a heat saving of oxygen with the bath would hinder, aside 30 to 40% and a decrease of the oxygen is pushed. By using this procedure, the need is achieved.

konnte bereits die Frischzeit gegenüber dem Ursprung- Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der liehen Siemens-Martin-Verfahren erheblich herab- 25 Erfindung können weitere Vorteile dadurch erzielt gesetzt werden, jedoch mußte das Entstehen von werden, daß ein oder mehrere Bestandteile, die zu dem sogenanntem roten Rauch in Kauf genommen werden. Gemisch beitragen, vorgewärmt werden.
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, den aus Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver-Eisenoxyden bestehenden roten Rauch dadurch zu fahrens dient vorteilhaft eine Brennerlanze, die einen reduzieren und unschädlich zu machen, daß auf die 3° Brennerkopf mit einem sich daran anschließenden Badoberfläche oder in den Ofen bzw. Konverterraum gekühlten Lanzenrohr aufweist. Das Lanzenrohr der sauerstoffhaltige Gase und Brennstoffe, z. B. Kohlen- Brennerlanze besteht zweckmäßig aus zwei konzenwasserstoffe, eingeblasen werden. Dieser Vorschlag irischen, einen Rohrmantel bildenden, vorzugsweise hat jedoch nicht zum Erfolg geführt. aus Korund hergestellten Rohren. In die Mündung des Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegen- 35 Lanzenrohres ist zweckmäßig eine Reduzierdüse einüber den bekannten Verfahren die Frischzeit weiterhin gebaut. Bei einer anderen Ausführungsform besteht zu vermindern und zugleich das Entstehen roten das Lanzenrohr aus drei konzentrischen Rohren, von Rauches zu verhindern. denen die beiden äußeren als Kühlmantel dienen, über Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum das innere Rohr hinausragen und einen geschützten Frischen von Eisenschmelzen im Herdofen, ins- 40 Zündraum bilden.The fresh time could already be compared to the origin- When carrying out the method according to the Siemens-Martin method borrowed, further advantages can be achieved in this way, but the emergence of one or more components that contribute to the so-called red smoke must be accepted. Contribute to the mixture, be preheated.
It has already been proposed to drive the existing red smoke to carry out the Ver-Eisenoxyden according to the invention thereby advantageously a burner lance, which reduce and render harmless, that on the 3 ° burner head with an adjoining bath surface or in the Has furnace or converter chamber cooled lance tube. The lance tube of the oxygen-containing gases and fuels, e.g. B. Coal burner lance consists of two concentrated hydrogens that are blown in. However, this proposal by Irish, preferably forming a pipe jacket, has not been successful. pipes made from corundum. In the mouth of the invention is based on the object, compared to 35 lance tube, a reducing nozzle is expediently built over the known method, the fresh time. In another embodiment, the lance tube consists of three concentric tubes to reduce and at the same time prevent smoke from forming. which the two outer ones serve as a cooling jacket, the subject matter of the invention is a method for protruding the inner tube and forming a protected refining of iron melts in the hearth furnace into the ignition chamber.

besondere im Siemens-Martin-Ofen, unter Vermeidung Im folgenden wird die Erfindung an Hand lediglich der Bildung von rotem Rauch durch Beaufschlagung Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen, die der Badoberfläche mit einem freien und gebundenen Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungs-Sauerstoff enthaltenden Gemisch, das mit großer gemäßen Verfahrens beschreiben, sowie an Hand eines kinetischer Energie auf das Bad geblasen wird, und das 45 Zahlenbeispiels ausführlicher erläutert; zunächst zeigt sich dadurch kennzeichnet, daß das Gemisch aus dem F i g. 1 im Längsschnitt eine für die Durchführung Produkt einer vollständigen Verbrennung eines Brenn- des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Flamstoffes mit einem Überschuß an Sauerstoff oder an menlanze,in particular in the Siemens-Martin furnace, avoiding the following, the invention is based on hand only the formation of red smoke by the application of exemplary embodiments drawings showing the the bath surface with a free and bound devices for carrying out the invention oxygen containing mixture, which describe with great due process, as well as on hand of a kinetic energy is blown onto the bath, and the 45 numerical example is explained in more detail; initially shows is characterized in that the mixture from FIG. 1 in longitudinal section one for implementation Product of complete combustion of a flame which can be used in the method according to the invention with an excess of oxygen or menlanze,

Sauerstoff angereicherter Luft und einem oder meh- Fi g. 2 ebenfalls im Längsschnitt eine andere Äusreren der folgenden Sauerstoff träger: Wasserdampf, 50 führungsform einer Flammenlanze.
Kohlendioxyd, Eisen und Mangan in Form von Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Stahl-Oxyden, Hydroxyden und Karbonaten, Kalk oder erzeugung in Herdöfen, insbesondere Siemens-Martin-Dolomit besteht, wobei das Kohlendioxyd und die öfen, wird bevorzugt mit einer Flammenlanze gefesten, feinkörnigen Sauerstoffträger den gasförmigen arbeitet. Die Flammenlanze kann grundsätzlich beMedien vor der Verbrennung beigegeben werden, und 55 liebig ausgeführt werden. Bevorzugte Ausführungsdaß die Temperatur des Gemisches mehr als 1000⁰C formen sind in den F i g. 1 und 2 dargestellt,
beträgt. In der F i g. 1 ist eine zweiteilige Flammenlanze Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung reagieren abgebildet. Sie besteht aus einem Brennerkopf und aus der als Frischmittel dienende freie Sauerstoff und die einem daran anschließenden Rohrstück. Im Brennergebundenen Sauerstoff enthaltenden Stoffe, sei es, daß 60 kopf 1 wird durch Anschluß 2 der Brennstoff, z. B. sie bereits ursprünglich im Frischmittelgemisch ent- flüssiger, und durch Anschluß 3 das Gemisch, behalten waren oder daß sie bei der Reaktion des im stehend aus freiem und gebundenem Sauerstoff, z. B. Frischmittelgemisch enthaltenen Brennstoffes mit dem tangential, eingeführt. Nach Zündung durch das abebenfalls darin enthaltenen Sauerstoff gebildet worden schließbare Zündloch 11 erfolgt im Brennerkopf eine sind, beide zur gleichen Zeit mit dem Eisenkohlenstoff. 65 vollständige Verbrennung. Hieran schließt die eigent-Durch geeignete Abstimmung der exothermen Reak- liehe Lanze 4 an, die als eine leicht auswechselbare tionen des Sauerstoffes mit den endothermen Reak- Verlängerung des Brennerkopfes zu betrachten ist. Sie tionen der Sauerstoffträger können die Brenn- und besteht aus zwei konzentrischen Röhren 5 und 6, dieOxygen-enriched air and one or more Fi g. 2 also in longitudinal section another exterior of the following oxygen carriers: water vapor, 50 guide shape of a flame lance.
Carbon dioxide, iron and manganese in the form of In the process according to the invention for steel oxides, hydroxides and carbonates, lime or production in hearth furnaces, in particular Siemens-Martin dolomite, the carbon dioxide and the furnace is preferably solidified, fine-grained with a flame lance Oxygen carrier works the gaseous. In principle, the flame lance can be added to the media before combustion and can be carried out as desired. Preferred embodiment that the temperature of the mixture forms more than 1000 ^° C. are shown in FIGS. 1 and 2 shown,
amounts to. In FIG. Figure 1 shows a two-part flame lance in reacting in the method according to the invention. It consists of a burner head and the free oxygen serving as a fresh agent and a pipe section connected to it. In burner-bound oxygen-containing substances, be it that 60 head 1 is through port 2 of the fuel, z. B. they were originally liquid in the fresh agent mixture, and the mixture was retained through port 3, B. Fresh agent mixture contained fuel with the tangential introduced. After ignition by the oxygen also contained therein, a closable ignition hole 11 takes place in the burner head, both at the same time with the iron carbon. 65 complete combustion. This is followed by the proper coordination of the exothermic reaction lance 4, which is to be regarded as an easily exchangeable oxygen function with the endothermic reaction extension of the burner head. You functions of the oxygen carrier can the fuel and consists of two concentric tubes 5 and 6, the

Claims

3 43 4

preferably made of refractory material such as corundum. These conditions are met if

exist. In which through the inner and outer tubes.

formed annulus is a water-cooled 36.8 Nm liquefied gas with

Steel ring tube 7, which is the pressure resistance of 1026.0 Nm ^{3 of} oxygen to be burned and to the

Secures refractory pipes. With 8 and 9 the additional 5 are smoke gases

and drainage of the cooling water indicated. To 552.0 kg of water vapor are added.
Regulation of the jet speed can be done at the

Mouth of the lance reducers 10 inserted

will. As far as the flame lance from sideways in hot χ _Τ 3γίλ
When the oven is inserted, the eyelets 12 and 13 ίο ^{1 / 83Μω are used}

for setting the blowing angle and the immersion depth. 686 Nm ³ H ₂

The burner head consists of highly refractory Ma- 17 Nm ³ N ₂

material, if necessary backed with insulating bricks 2486 Nm ³ Ga ₈ a 2850 kcal per Nm ³ = 7 100 000 kcal. and surrounded by a sheet metal jacket. The sheet metal jacket
can possibly be provided with water cooling 15

will. burning those rising from the bath with hot air

The F i g. 2 shows a simplified embodiment - the amount of heat required to maintain it

form. The closed burner head is omitted, and that of the process and to cover the heat losses

Flame forms freely in front of the lance. It consists of delivering.

three concentric tubes 14, 15, 16. In the so from an oxygen system are for this purpose innermost tube 14 flows z. B. the fuel gas. In the tube 15 30 Nm ³ / min oxygen available. If the mixture of oxygen and carbonic acid sprays out, freshening can be done in 1026: 34 minutes. The outer tube 16 is used for water cooling. will end. For this purpose, three flames - The two outer tubes 15, 16 protrude somewhat in order to create lances that do not form a protected ignition space through the furnace vault - are necessary. Blow the mouth 35 right in on the bath. During this this tube is drawn in diagonally towards the middle, so that no foreign gas or oil is necessary for the furnace to achieve a flame that is as short as possible. Supplied with this heating.

second arrangement, two modes of operation are possible. As a result of this, the heat consumption of the The incineration can namely in the first case - ahn-Martin furnace to 667,000 kcal / t of steel compared to borrowed as in the known underwater burner 30,980,000 kcal of the previous company,
happens - under the surface of the steel bath, liquid gas, oxygen and water vapor follow. In the second case, the combustion takes place above z. B. only preheated to 500 ° C before being introduced into the half of the bath, and the flame hits with a large flame lance, the oxygen kinetic energy would be applied to the bath. needs to decrease by almost 15%. Without preheating The following example serves as an explanation. In 35 of these media, the oxygen demand was 6.2 Nm ³ / t. A black plate with a maximum of 0.08 to steel should be used. This requirement would decrease to around 5.4 Nm ³ , 0.12 ⁰ I ₀ C would be melted. if they are preheated ^{to 500 ° C.}

Use amount:

Duplex liquid 59 400 kg * ° Patent claims:

Liquid steel iron 60,000 kg. ,. _. , ". , ". ,,

"" "" ", 1. Method for fnishing Elsenschmelzen

Scrap, aggregate, solid 53,000 kg _{in the hearth furnace; especially} in the Siemens-Martin-

172 400 kg oven, avoiding the formation of red

_Λ,. _ηηΛ . "45 Smoke from exposure to the bathroom surface

Yield = 96% = 165,000 kg of steel. ^ _{a free and bound} oxygen

Analvse · C = 062 ° / holding mixture that with great kinetic

' _o ° energy is inflated on the bath, thereby

Mn = 0.23 / ₀ indicates that the mixture of

Si = 0.24% 5 ° the product of the complete combustion of a

P = 0.08%. Fuel with an excess of oxygen

or in oxygen-enriched air and one

Must be freshened up: or more of the following oxygen carriers:

r - HOT t _E water vapor, carbon dioxide, iron and manganese

55 in the form of oxides, hydroxides and carbon

Mn = 396 kg consists of natural, lime or dolomite, where the

Si = 414 kg carbon dioxide and the solid, fine-grained acid

P = 138 kg of the gaseous media before combustion be added, and that the temperature

for which the required amount of oxygen 1373 Nm ³ temperature of the mixture is more than 1000 ° C,

wearing.

2. The method according to claim 1, characterized

In the flame lance a liquid gas should: 75% Pro- indicates that one or more components, the

pan, 25% butane with 98% oxygen and which contribute to the mixture, must be preheated.

Flue gases add water vapor in such quantities

3. Burner lance to carry out the process

be set that the theoretical combustion 85 rens according to claim 1 or 2, characterized

temperature should be 1500 ° C. At the same time, however, it must be followed by a burner head

the flame must be composed in such a way that the reac- cooled lance tube,

tion temperature in the bath does not exceed 1800 ° C.

4. burner lance according to claim 3, characterized

by two concentric, preferably made of corundum, forming a cooling jacket Tubes for the lance tube.

5. Burner lance according to claim 4, characterized in that in the mouth of the lance tube a reducing nozzle is used.

6. Burner lance for carrying out the process according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of three concentric tubes consists, of which the two outer serve as a cooling jacket, protrude beyond the inner tube and form a protected ignition space.

1 sheet of drawings