DE1458878B2 - Thermisch gesteuertes kontinuier hches Windfrisch Verfahren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die beim Windfrischen erfolgende Oxydation von Kohlenstoff, Silicium und weiteren in der Roheisenschmelze enthaltenen Elementen eine merkliche Erwärmung des Schmelzbades hervorruft, die trotz der bei der Umwandlung in Stahl erfolgenden Erhöhung des Erstarrungspunktes die Aufrechterhaltung der flüssigen Phase ermöglicht. Beim diskontinuierlichen Windfrischverfahren ist die Temperatursteigerung des Bades so erheblich, daß man unbedenklich kalte Feststoffe in die Schmelze einbringen kann. Die Zugabe solcher Stoffe hat den Zweck, bei einer maximalen Erzeugung unter annehmbaren Temperaturbedingungen ein Metall der gewünschten Qualität zu erhalten. So gibt man beispielsweise, um die die Entphosphorung bewirkenden Reaktionen zu erleichtern, Kalk bei. Zur Beschleunigung der Frischreaktion und zur Kühlung der Schmelze gibt man vorzugsweise Erz nach vorher erfolgter Reduktion bei, womit gleichzeitig eine Erhöhung des Gewichtes der Charge und damit eine Steigerung der Produktion verbunden ist. Um das Metall am Ende des Frisehverfahrens zu desoxydieren, gibt man diesem ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Ferromangan bei. Die Menge dieser Zuschlagstoffe wird jeweils so gewählt, daß man eine möglichst große Ausbeute an gleichzeitig möglichst hochwertigem Stahl erzielt.

Bei Durchführung eines kontinuierlichen Windfrischverfahrens wirft das vorgenannte Problem noch zusätzlich besondere Fragen auf. In erster Linie ist man bestrebt, unter annehmbaren Temperaturbedingungen ein Produkt bestimmter Qualität zu erhalten; darüber hinaus strebt man jedoch in bestimmten Fällen auch an, daß der Ausstoß an flüssigem Metall möglichst konstant ist, um sowohl bei der Beschikkung als auch bei der Weiterverarbeitung möglichst gleichmäßige Verhältnisse zu schaffen und um Wärmeverluste zu vermeiden. Wenn nämlich der Ausstoß wesentlich absinkt, so steigern sich die thermischen Verluste je Tonne Metall beträchtlich.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zur Lösung dieses Problemes bei einem kontinuierlichen Frischverfahren unabhängig von den jeweils aus dem Ablauf des Frisehverfahrens sich ergebenden thermischen Bedingungen eine zufriedenstellende thermische Steuerung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die während der Durchführung des kontinuierlichen Windfrischverfahrens in die Schmelze eingebrachten Zuschlagstoffe bei veränderlichen Temperaturen beigegeben werden, um auf diese Weise eine mit den im Bad herrschenden thermischen Bedingungen, d. h. der Enthalpie des Bades, sich ändernde Wärmemenge zu erzeugen.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorteilhafterweise noch die folgenden zusätzlichen Merkmale auf:

a) ein und derselbe Zuschlagstoff wird gleichzeitig in kaltem und warmem Zustand beigegeben, wobei das Verhältnis von kaltem zu warmem Zuschlagstoff jeweils nach den thermischen Notwendigkeiten der Metallschmelze gewählt wird;

b) der kalte Zuschlagstoff wird in Form eines Pulvers beigegeben;

c) der warme Zuschlagstoff wird in Form eines Pulvers beigegeben;

d) der warme Zuschlagstoff wird in flüssiger Form beigegeben.

Bei der Zugabe eines Zuschlagstoffes muß die Gesamtmenge der in einen Frischbehälter eingebrachten Stoffe berücksichtigt werden, also beispielsweise der Abkühlung dienende Stoffe, wie z. B. vorteilhafterweise zerkleinertes Erz, schlackenbildende Stoffe, z. B. Kalk, desoxydierende Stoffe, z. B. Ferromangan, ungeschmolzener Schrott u. dgl.

Ganz allgemein gibt die Erfindung die Möglichkeit, die Zugabe der Zuschlagstoffe so zu steuern, daß das entstehende Metall unabhängig von der Menge des zu frischenden Roheisens und unabhängig von dem auf Grund der Windfrischreaktionen sich ergebenen Bedingungen eine bestimmte Zusammensetzung und Temperatur aufweist.

Mitunter ist man jedoch auch daran interessiert, die Menge des abgezogenen flüssigen Metalles im wesentlichen konstant zu halten, um auf diese Weise einen optimalen Wirkungsgrad, einen reibungslosen Ablauf des Verfahrens und eine gleichmäßige Belastung der dem Frischbehälter vor- bzw. nachgeschalteten Einrichtungen, beispielsweise einen gleichmäßigen Metallabfluß, zu gewährleisten.

Die Zuschlagstoffe können somit nicht einfach unter Berücksichtigung der Endtemperatur des abgezogenen Metalles beigegeben werden, wie dies in der Regel bei Durchführung eines diskontinuierlichen Frisehverfahrens der Fall ist, sondern es müssen die Mengen der Zuschlagstoffe so gesteuert werden, daß die jeweilige augenblickliche Menge des abgezogenen Metalles konstant bleibt.

Die im folgenden angestellten Überlegungen erläutern diese Arbeitshypothese.

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Es kann vorkommen, daß das aus dem Frischbe- Die Beigabe aller dieser Zuschlagstoffe wird in halter abgezogene Metall, beispielsweise als Folge Abhängigkeit von der Temperatur des dem Frischeines zu geringen Gehaltes der Roheisenschmelze an prozeß unterworfenen Metalles gesteuert. Als Geber Kohlenstoff, eine zu niedriger Temperatur aufweist. für diese Steuereinrichtungen können Thermoele-Demzufolge müßte die Menge der der Abkühlung 5 mente verwendet werden, die in einer feuerfesten dienenden Zuschlagstoffe verringert werden, was je- Umhüllung in die Schmelze eingetaucht werden, oder doch zur Folge hätte, daß sich auch die jeweilige auch optische Pyrometer.

augenblickliche Menge des erzeugten Stahles verrin- Diese Zuschlagstoffe können in einem gewissen

gert. Ein solcher zeitweiliger Rückgang würde sich Umfange als Regulatoren für die Menge des zu fri-

nicht nur auf die Einrichtungen, die dem Frischbe- io sehenden Roheisens dienen. Wenn diese Menge der

halter vorgeschaltet sind, und deren Belastung, aus- dem Frischbehälter zugeführten Roheisenschmelze

wirken und auch hier eine Verzögerung des Verfah- sich verringert, werden die Zuschlagstoffe in kaltem

rensablaufes bewirken, sondern gleichermaßen eine oder warmem Zustand beigegeben, so daß die Menge

weitere Abkühlung der Metallschmelze in den nicht des erzeugten Stahles hiervon nicht beeinflußt wird,

mit voller Leistung arbeitenden Behältern bewirken, 15 Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand

in denen die thermischen Verluste ansteigen würden. der Zeichnung näher erläutert, in der in schemati-

Diese Nachteile werden bei dem erfindungsgemä- scher Weise eine Anlage zur Durchführung eines ßen Verfahren vermieden. So genügt es beispiels- kontinuierlichen Frischverfahrens dargestellt ist, die weise, die in kaltem Zustand beigegebenen Zuschlag- mit zusätzlichen Einrichtungen zur Durchführung des stoffe ganz oder teilweise durch entsprechende 20 erfindungsgemäßen Verfahrens versehen ist.
warme oder geschmolzene Stoffe zu ersetzen, die die Aus einem Behälter 1 wird der zur Durchführung Metallschmelze weniger oder überhaupt nicht abküh- des kontinuierlichen Frischverfahrens dienende Belen, wobei die Gesamtmenge der in die Schmelze ein- halter 2 über eine Leitung 3 mit flüssigem Roheisen gebrachten Zuschlagstoffe gleichbleibt, so daß damit gespeist. Mittels einer Lanze 4 wird einer nicht darauch die Konstanz der Menge des kontinuierlich ab- 25 gestellten Quelle über eine Leitung 5 entnommener gezogenen Metalles gewährleistet ist. Die Temperatur Sauerstoff auf die Badoberfläche aufgeblasen. Aus der Zuschlagstoffe kann eine unterschiedliche sein, einem Behälter 6, der pulverförmiges reduziertes beispielsweise Raumtemperatur oder auch eine Tem- Eisenerz enthält, wird entweder unmittelbar über peratur zwischen 800 und 1000° C für Feststoffe eine Leitung 8 oder unter Zwischenschaltung eines oder etwa 1500⁰C und darüber für Zuschlagstoffe 3° Erhitzers 9 eine weitere Lanze 7 gespeist. Dieser Erin flüssiger Form. Auch kann derselbe Zuschlagstoff hitzer 9 weist eine von einem Heizmittel durchflosgleichzeitig in einer Mischung von kalten und war- sene Umhüllung 9 α auf und ist über die Leitunmen Anteilen beigegeben werden, oder es können gen 8 α und 8 b mit der Leitung 8 verbunden. In dem auch verschiedenerlei Zuschlagstoffe im Wechsel in Erhitzer 9 wird das Erz geschmolzen und auf eine kaltem und warmem Zustand je nach dem thermi- 35 Temperatur von etwa 1000⁰C gebracht. Der sehen Zustand der Metallschmelze beigegeben wer- Frischbehälter 2 wird des weiteren von einem geden. Das entscheidende Merkmal der Erfindung ist, schmolzenen Schrott enthaltenden Behälter 10 über daß die Enthalpie der Zuschlagstoffe dem angestreb- eine Leitung 11 gespeist. Nach der Lehre der Erfinten Zustand der dem Frischprozeß unterworfenen dung wird die Zufuhr von kaltem oder erhitztem Erz Metallschmelze angepaßt wird. 40 zu der Lanze 7 in Abhängigkeit von dem thermischen

In bevorzugter Weise werden die Zuschlagstoffe in Zustand der in dem Behälter 2 enthaltenen Schmelze Pulverform beigegeben, was den Vorteil mit sich gesteuert. Dasselbe trifft auf die Zufuhr von gebringt, daß die Zuschlagstoffe von der Metall- schmolzenem Schrott aus dem Behälter 10 zu. Die schmelze ohne besondere Vorkehrungen und gleich- Temperatur der im Behälter 2 enthaltenen Schmelze mäßig in der Metallschmelze verteilt aufgenommen 45 wird mittels eines optischen Pyrometers am Ausfluß werden. des Behälters 2 gemessen.

Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, einen Zu- Der Frischbehälter 2 speist einen zusätzlichen Beschlagstoff in flüssiger Form in die Schmelze einzu- hälter 12 über eine Leitung 13. In diesem findet eine bringen; diese Form der Einbringung empfiehlt sich weitere Behandlung des gefrischten Metalles statt, bei desoxydierenden Zuschlagstoffen, wie beispiels- 5° die in einer Desoxydierung mittels Forromangan beweise Ferromangan, das am Ende des Frischverfah- steht. Dieses kann entweder in kaltem Zustand und rens im allgemeinen in einen Spezialbehälter einge- in fester Form aus einem Vorratsbehälter 14 über bracht wird, bei dem häufig die Beigabe eines vorher eine Leitung 15 oder auch in flüssiger Form aus erhitzten Zuschlagstoffes erwünscht ist. Geschmolze- einem Behälter 16 über eine Leitung 17 dem Behälner Schrott und andere Abfälle können in flüssiger 55 ter 12 zugeführt werden. Selbstverständlich kann Form beigegeben werden, da deren Beigabe in fe- auch die gleichzeitige Zugabe in kaltem und heißem stem Zustand bei einer Anlage zur Durchführung des Zustand in Abhängigkeit des thermischen Zustandes kontinuierlichen Frischverfahrens häufig Schwierig- des Inhaltes des Behälters 12 erfolgen, dessen Temkeiten bereitet. Diese Stoffe werden vorzugsweise in peratur mittels eines Thermoelementes 18 bestimmt einem Ofen geschmolzen, der mit von dem Frischbe- 60 wird. Das behandelte Metall fließt über die Leitung halter stammenden Gasen beaufschlagt wird. 19 ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur thermischen Steuerung eines kontinuierlichen Windfrischverfahrens, währenddessen in die Metallschmelze Zuschlagstoffe eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe bei veränderlicher Temperatur beigegeben werden, um auf diese Weise eine mit den in der Metallschmelze herrsehenden thermischen Bedingungen, d. h. der Enthalpie des Bades sich ändernde Wärmemenge zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu frischenden Metallschmelze gleichzeitig derselbe Zuschlagstoff in kaltem und in heißem Zustand beigegeben wird, wobei das Verhältnis zwischen der kalten und der heißen Menge des Zuschlagstoffes nach Maßgabe der thermischen Gegebenheiten der Metallschmelze gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des kalten Zuschlagstoffes in Pulverform erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Zugabe des erhitzten Stoffes in Pulverform erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des erhitzten Stoffes in flüssiger Form erfolgt.