DE1608312B1

DE1608312B1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen von Metallen

Info

Publication number: DE1608312B1
Application number: DE19681608312
Authority: DE
Inventors: Jean Rouanett
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1967-03-13
Filing date: 1968-03-09
Publication date: 1970-10-15
Also published as: AT294155B; PL71356B1; OA02751A; NL6802316A; GB1183882A; US3617257A; ES351518A1; LU55615A1; SE342054B; US3702695A; BE711667A; CS150574B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinu- 4. Der die beiden Dekantiergefäße verbindende

ierlichen, mindestens zweistufigen Frischen von Me- Kanal wird durch eine in der den beiden De-

tallen, bei dem das gefrischte Metall in je ein Dekan- kantiergefäßen gemeinsamen Wand vorgesehene

tiergefäß geleitet wird, sowie eine Anlage zur Durch- Öffnung gebildet,

führung des Verfahrens. 5 5. Der die beiden Dekantiergefäße verbindende

Es ist bekannt, daß bei einem zweistufigen Frisch- Kanal weist ein Gefälle in Richtung auf das die

Verfahren Schlacken gebildet werden, deren Zusam- zurückgeleitete Schlacke aufnehmende Dekantier-

mensetzung, was das bei jedem Frischprozeß sich gefäß auf.

bildende chemische Gleichgewicht zwischen Metall Man hat festgestellt, daß bei mehrstufigen konti-

und Schlacke betrifft, sehr verschieden sein kann. io nuierlichen Frischen bestimmter Roheisen die auf dem

Die in der zweiten Stufe des Frisch-Verfahrens sich. Metall des letzten Dekantiergefäßes schwimmende

bildende Schlacke enthält meist nicht unbeträchtliche Schlacke erhebliche . Mengen an Eisen enthält, die

Mengen an oxydiertem Eisen. Dieses üblicherweise bis zu 30°/₀ des Gewichtes der Schlacke betragen

beim Abschlacken mit der Schlacke abgeleitete Eisen- können.

oxyd bedeutet jedoch einen erheblichen Verlust an 15 Es wurde durch Versuche festgestellt, daß man

Metall, so daß man bestrebt ist, vor dem Abfluß der dieses Eisen wieder zurückgewinnen kann, wenn man

Schlacke das Eisen von dieser abzutrennen. die Schlacke des letzten Dekantiergefäßes nicht in

Man hat zur Wiedergewinnung dieses Eisens schon einen Frischbehälter sondern in ein Dekantiergefäß

vorgeschlagen, die Sehlacke wieder in einen Frisch- einer der vorhergehenden Frischstufen zurückleitet,

behälter zurückzuleiten, der sich vor dem letzten 20 Dieses überraschende Ergebnis läßt sich dadurch er-

Dekantiergefäß befindet, um so diese Schlacke einem klären, daß man die oxydierte Schlacke der zweiten

vollständigen Frischprozeß zu unterwerfen. Das Ein- bzw. letzten Stufe in ein Gefäß einleitet, das eine noch,

leiten der Schlacke in einen Frischbehälter, in welchem wenig oxydierte Schlacke einer der ersten Stufen und

das Metall sich in heftiger Bewegung befindet, bereitet ein beträchtliches Volumen an nur teilweise gefrischtem

jedoch erhebliche technologische Schwierigkeiten. 25 Metall enthält, das auf diese Schlacke reduzierend

Darüber hinaus sind die Reaktionen zwischen der wirkt. Abgesehen davon, daß diese Wiedergewinnung

Schlacke und dem Metall in einem Frischbehälter des Eisens mit einem erheblich größeren Wirkungsgrad

nicht so leicht zu beherrschen, da das Volumen des in erfolgt, werden bei diesem Verfahren die techno-

dem Frischbehälter vorhandenen Metalls keine wesent- logischen Schwierigkeiten wesentlich verringert, da

liehe Rolle spielt. 30 diese Schlacke in ein Gefäß eingeleitet wird, dessen

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, inhalt sich in keiner heftigen Bewegung befindet,

das in der in der zweiten Stufe gebildeten Schlacke Das erfindungsgemäße Verfahren weist darüber

enthaltene Eisen wiederzugewinnen und gleichzeitig hinaus noch besondere Vorteile insbesondere beim

die Betriebsbedingungen einer solchen Frischanlage Frischen von phosphorhaltigem Roheisen auf.

zu verbessern. 35 Da die zuletzt gewonnene stark oxydierte Schlacke

Bei einem Verfahren zum kontinuierlichen, min- sich nicht im Gleichgewicht mit dem noch kohlenstoff-

destens zweistufigen Frischen von Metallen, bei dem reichen Metall befindet, kann man in dem Dekantier-

das in einem ersten Behälter gefrischte Metall über ein gefäß eine zusätzliche Entphosphorung ohne eine

Dekantiergefäß in einen zweiten Frischbehälter und merkliche Entkohlung erzielen, da der in dem Metall

von diesem in ein weiteres Dekantiergefäß geleitet 40 noch vorhandene Phosphor durch die aus dem letzten

wird, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung da- Dekantiergefäß stammende Schlacke oxydiert wird,

durch gelöst, daß die'aus dem letzten Dekantiergefäß wobei der oxydierte Phosphor sich gegenüber dem

abgezogene Schlacke, in ein zwischen zwei Frisch- Kohlenstoff in bevorzugter Weise in der Schlacke als

behältern angeordnetes Dekantiergefäß zurückgeleitet P₂O₅ anfindet,

wird. \ 45 Diese Rückführung der Schlacke bietet noch be-

Bei diesem Verfahren wird in an sich bekannter sondere Vorteile bei solchen Frischanlagen, bei welchen Weise durch Einblasen von Frischgas in jedem der es auf Grund der Bildung einer das Metall in Suspenkontinuierlich beschickten Frischbehälter eine Metall- sion aufweisenden Metall-Schlacken-Gas-Emulsion Schlacken-Gas-Emulsion gebildet, die über einen Über- möglich ist, das Ausgangsniveau der Schlacke in dem lauf kontinuierlich in ein Dekantiergefäß geleitet wird. 50 letzten Dekantiergefäß im Verhältnis zu den Frisch-

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient gemäß behältern und Dekantiergefäßen der vorhergehenden der Erfindung eine Anlage, bei der das hinter dem Stufen anzuheben. Auf Grund dieses »Pumpeneffektes« letzten Frischbehälter angeordnete Dekantiergefäß ist das Niveau der Schlacke in dem letzten Dekantierunmittelbar über einen Kanal mit einem Dekantier- gefäß höher als das Niveau in den Dekantiergefäßen gefäß der vorherigen Frischstufen verbunden ist. 55 der vorhergehenden Stufen. Die Rückführung der

Diese Anlage weist vorteilhafterweise darüber Schlacke aus dem letzten Dekantiergefäß kann somit

hinaus noch eines oder auch mehrere der folgenden unter der Einwirkung der Schwerkraft erfolgen.

Merkmale auf: Die Verbindung zwischen den beiden Dekantier-

1. Die Wandung des letzten Dekantiergefäßes gefäßen erfolgt vorteilhafterweise über einen Kanal, grenzt an die Wandung des die zurückgeleitete 60 der in Richtung auf das die zurückgeleitete Schlacke Schlacke aufnehmenden Dekantiergefäßes an. aufnehmende Dekantiergefäß ein Gefälle aufweist. Um

2. Das letzte Dekantiergefäß und das die zurück- Wärmeverluste zu vermeiden, weist dieser Kanal vorgeleitete Schlacke aufnehmende Dekantiergefäß teilhafterweise nur eine geringe Länge auf und besteht weisen eine gemeinsame Wandung auf. vorzugsweise nur aus einer einfachen Öffnung in der

3. Der die beiden Dekantiergefäße verbindende 65 den beiden aneinander angrenzenden Dekantier-Kanal wird durch zwei in den aneinander an- gefäßen gemeinsamen Wandung.

grenzenden Wandungen vorgesehene Öffnungen Es ist leicht einzusehen, daß die Vermischung der

gebildet. zurückgeleiteten Schlacke mit dem in dem Dekantier-

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gefäß enthaltenen Metall und der dieses Metall be- und ein Stahl erhalten, der 0,04% C, 0,02% P und

deckenden Schlacke dadurch begünstigt wird, daß die 0,2 % Mn enthielt.

zurückgeleitete Schlacke an einer Stelle in das De- Ein Teil der Eisenverluste, der unvermeidbar ist,

kantiergefäß eingeleitet wird, die sich in einem ver- tritt in beiden Fällen auf. Hierbei handelt es sich im hältnismäßig großen Abstand von der Abschlack- 5 wesentlichen um Metailverluste auf Grund einer

mündung befindet. unvollständigen Dekantierung und um Staub- und

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Offensau-Verluste.

erfindungsgemäßen Anlage in schematischer Weise Der Unterschied an Eisenverlusten ist somit ausdargestellt. Es zeigt schließlich auf diejenige Eisenoxydmenge zurück-

F i g. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße io zuführen, die beim Abschlacken in der Schlacke

Anlage, enthalten war. Die Menge des in der Schlacke ent-

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Anlage haltenen Eisenoxyds hängt ihrerseits von der Menge

der F i g. 1 nach der Schnittlinie a-b und der gebildeten Schlacke und ihrem Eisengehalt ab.

F i g. 3 einen senkrecht zu dem Schnitt der F i g. 2 Bei den beiden zum Vergleich herangezogenen verlaufenden senkrechten Schnitt nach der Schnitt- 15 Fällen war die Erzeugung eines Stahles angestrebt,

linie c-d der F i g. 1. dessen Phosphorgehalt 0,02% beträgt, was zur Vor-

Die Anlage besteht aus dem ersten Frischbehälter 1, aussetzung hat, daß nach der ersten Frischstufe ein

der über Kanal 2 kontinuierlich mit phosphorhaltigem Metall erhalten wird, dessen Phosphorgehalt ungefähr

Roheisen beaufschlagt wird. Mittels der Lanze 3 wird 0,15% beträgt. Um zu diesen Werten zu gelangen, in den Behälter 1 ein Kalkstaub führender Sauerstoff- 20 wird in der ersten Stufe eine Schlacke mit 8 % und in

strahl eingeblasen, unter dessen Wirkung sich eine der zweiten Stufe eine Schlacke mit ungefähr 30 % in

Metall-Schlacken-Gas-Emulsion 4 bildet. Das beim Form von Eisenoxyd vorliegendem Eisen erzeugt.

Frischen sich bildende Gas entweicht über die Lei- Die im ersten Dekantiergefäß erzeugte Schlacken-

tung 5. Die Emulsion fließt durch den Kanal 6 in das menge beträgt je Tonne flüssigen Roheisens 180 kg Dekantiergefäß 7. In diesem wird eine Trennung der 25 und 70 kg je Tonne der in dem zweiten Dekantier-

Emulsion bewirkt. Die leichtere auf dem Metall 9 gefäß enthaltenen Schmelze, wenn das Verfahren ohne

schwimmende Schlacke 8 fließt über die Auslauf- Schlackenrückführung durchgeführt wird. Es werden

rinne 10 ab. Die Trennung der Schlacke 8 von dem somit 250 kg Schlacke je Tonne flüssigen Roheisens

Metall 9 wird noch durch eine Trennwand 11 er- abgeschlackt.

leichtert, die das Dekantiergefäß in die beiden Teile la 30 Bei dem Verfahren mit Schlackenrückführung, wound Ib unterteilt und in ihrem unteren Bereich einen bei in das erste Dekantiergefäß 70 kg Schlacke zurück-Durchbruch 12 aufweist. Die Trennwand 11 bewirkt, geführt werden, werden aus diesem 240 kg Schlacke daß in den Teil Ib des Gefäßes nur das flüssige Metall je Tonne Schmelze abgeschlackt. Bei der Vermischung gelangt, das über den Kanal 13 in den Frischbehälter 14 der beiden Schlacken erfolgt eineGewichtsverringerung, fließt. In diesem Behälter wird das Metall ein zweites 35 da die aus dem zweiten Dekantiergefäß stammende Mal mittels durch die Lanze 15 eingeblasenem Kalk- Schlacke teilweise mit der Schlacke des ersten Destaub führenden Sauerstoff gefrischt. Die sich bildende kantiergefäßes und dem Metall reagiert.
Emulsion 16 wird über den Kanal 18 in das Dekantier- Die Verluste an Eisen in Form von Eisenoxyd vergefäß 17 geleitet. In diesem ist eine Trennwand 19 teilen sich bei den beiden zum Vergleich heranvorgesehen, die in ihrem unteren Bereich einen Durch- 40 gezogenen Verfahren wie folgt:
bruch 20 aufweist, wodurch die Trennung der Schlacke , _T. . . _Λ „ ,, , ..,η..,
21 von dem Metall 2 erleichtert wird. Begünstigt wird ^a> Verfahren ohne Schlackenruckfuhrung:
diese Trennung noch durch den geneigt verlaufenden Eisenverluste in der zuerst gebildeten Schlacke
Boden 23 des Gefäßes. Durch den Durchbruch20 180 · ^r- = 14,4 kg/t Schmelze,
fließt lediglich das Metall 22, das durch eine Öffnung 24 45 ^. , , . _, „ ,_, , , - _Oi *
in den Ausflußbehälter 25 fließt, in dessen Boden eine Eisenverluste m der Schlacke der zweiten Stufe

Ausflußdüse 26 vorgesehen ist. Mittels dieser Düse 70 · ^r- = 21 kg/t Schmelze,

wird eine nicht dargestellte Gießvorrichtung gespeist. .^ . _x „, ., .. _o , ,

Das Dekantiergefäß 17 ist mit dem Dekantier- somit insgesamt 35,4 kg/t Schmelze.

gefäß 7 über einen Kanal 27 verbunden, der in 50 b) Verfahren mit Schlackenrückführung:

Richtung auf das Gefäß 7 ein Gefälle aufweist, so daß Eisenverluste in der Schlacke

die Schlacke27 unter dem Einfluß der Schwerkraft 8 __1Q01 _h _c _u ,

in das Gefäß 7 fließt. Das Gemisch der Schlacken 8 ^i4U ' ToT ~ ¹^ ^Kg/t kcnmeize.

und 21 fließt über die Ausflußrinne 10 ab. Die aus der zweiten Stufe stammende Schlacke

Selbstverständlich sind sämtliche mit Metall und 55 reagiert mit dem nur unvollständig gefrischten Metall

Schlacke in Berührung kommenden Behälter mit in dem ersten Dekantiergefäß, bis sich mit der in der

feuerfesten Stoffen ausgeschlagen. ersten Stufe gebildeten Schlacke ein Gleichgewicht

Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Ver- im Eisengehalt von etwa 8 % Eisen einstellt,

fahrens wird im folgenden an einem Vergleich der Vergleicht man die Ausbeuten an Eisen, so stellt

Stahlmengen, die mit und ohne Schlackenrückführung 60 man fest, daß bei dem Verfahren mit Schlackenrück-

erhalten wurden, gezeigt. führung 35,4 bis 19,2 = 16,2 kg/t Schmelze oder auch

In beiden Fällen wurde von phosphorhaltigem Roh- 16,2 · 1000 ,„ -, _. . ~ „ ,, ,

eisen der folgenden Zusammensetzung ausgegangen: ^{= 67}'^{5kg Elsen je Tonne Schlacke} ^m'

rückgewonnen wird.

C = 3,8 %, 65 Setzt man dieses Ergebnis in Verhältnis mit der

ρ = 1,8 %, Stahlausbeute der Anlage, so ergibt sich eine Er-

Mn = 0,6%, höhung des Wirkungsgrades um 1,6%. Diese Ver-

Si = 0,4%, besserung des Wirkungsgrades wirkt sich in beson-

derem Maße bei einer Anlage aus, mit der im kontinuierlichen Verfahren große Mengen von Roheisen gefrischt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit gleichem Vorteil auch bei solchen Anlagen durchführen, bei denen mehr als zwei Frischstufen vorgesehen sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen, mindestens zweistufigen Frischen von Metallen;, bei dem das in einem ersten Behälter gefrischte Metall über ein Dekantiergefäß in einen zweiten Frischbehälter und von diesem in ein weiteres Dekantiergefäß geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem letzten Dekantiergefäß (17) abgezogene Schlacke (21) in ein zwischen zwei Frischbehältern angeordnetes Dekantiergefäß (T) zurückgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einblasen von Frischgas in jedem der kontinuierlich beschickten Frischbehälter (1,14) eine Metall-Schlacken-Gas-Emulsion gebildet wird, die über einen Überlauf (6,18) kontinuierlich in ein Dekantiergefäß (7,17) geleitet wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter dem letzten Frischbehälter (14) angeordnete Dekantiergefäß (17) unmittelbar über einen Kanal (27) mit einem Dekantiergefäß (T) der vorhergehenden Frischstufe verbunden ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des letzten Dekantiergefäßes (17) an die Wandung des die zurückgeleitete Schlacke aufnehmenden Dekantiergefäßes (7) angrenzt.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das letzte Dekantiergefäß (17) und das die zurückgeleitete Schlacke aufnehmende Dekantiergefäß (7) eine gemeinsame Wand aufweisen.

6. Anlage nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Dekantiergefäße (17, 7) verbindende Kanal (27) durch zwei in den aneinander angrenzenden Wandungen vorgesehene Öffnungen gebildet wird.

7. Anlage nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Dekantiergefäße (17, T) verbindende Kanal durch eine in der den beiden Dekantiergefäßen gemeinsamen Wandung vorgesehene Öffnung gebildet wird.

8. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Dekantiergefäße (17, T) verbindende Kanal (27) ein Gefälle in Richtung auf das die zurückgeleitete Schlacke aufnehmende Dekantiergefäß (7) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen