DE1608597B1

DE1608597B1 - Verfahren zur Herstellung von Stahl

Info

Publication number: DE1608597B1
Application number: DE19571608597
Authority: DE
Inventors: Dr Dr H C Robert Durrer; Guenther Heintze; Dipl-Ing Hans Jenny
Original assignee: DER LUDW V ROLL SCHEN EISENWER
Current assignee: DER LUDW V ROLL SCHEN EISENWER
Priority date: 1957-08-20
Filing date: 1957-08-20
Publication date: 1970-08-06
Also published as: US3079247A; CH380768A; GB836342A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Die im Bereich der Schmelzsümpfe chargierten

Herstellung von Stahl aus flüssigem Roheisen, Schrott Eisenoxyde lösen sich in der auf dem Roheisen befind- und Eisenoxyden, vornehmlich Eisenerzen, im Licht- liehen Schlacke, wobei es zu einer lebhaften Reduktion bogenofen. der Eisenoxyde durch den im Roheisen gelösten

Verfahren der vorerwähnten Art sind unter der 5 Kohlenstoff kommt. Die Reduktionsgeschwindigkeit Bezeichnung Roheisen-Erzverfahren bekannt; so wird ist von der zugeführten Wärmemenge abhängig, so daß. beispielsweise in der britischen Patentschrift 157 944 sich infolge der Wärmekonzentration auf die Sümpfe ein Verfahren beschrieben, bei dem Stahl und Guß- eine hohe Reduktionsgeschwindigkeit ergibt, zumal bruch im Elektroofen eingeschmolzen und in das sich die Sümpfe nur allmählich erweitern.
Bad zur direkten Reduktion Erz-Kohlenstoff-Briketts io Da sich die durch das flüssige Roheisen eingegeben werden. Bei .einem aus der USA.-Patent- gebrachten Reduktionsmittel, in erster Linie der schrift 1242 442 bekannten Verfahren wird da- Kohlenstoff, aber auch das Silizium, der Phosphor gegen ein fester Einsatz aus phosphorhaltigem und das Mangan, bei der Reduktion verbrauchen, ist Stahlschrott, Kalk und Eisenerz im Lichtbogenofen die reduzierbare Erzmenge zunächst begrenzt. Um unter Einblasen von "Luft mittels einer Lanze ein- 15 dem entgegenzuwirken, können nach einem weiteren geschmolzen. Merkmal der Erfindung zusammen mit den Eisen-

Die bekannten Verfahren zum Reduzieren von oxyden und den schlaekenbildenden Zuschlägen auch Eisenerz über die flüssige Phase haben sich bislang Reduktionsmittel z. B. in Form feinkörniger Kohle, jedoch großtechnisch .nicht durchsetzen können, weil feinkörnigen Kokses oder Graphitpulver in die es schwierig ist, den bei der Reduktion verbrauchten 20 Bereiche des von den Lichtbögen kraterartig aufKohlenstoff des flüssigen Roheisens zu ergänzen und geschmolzenen Schrotts eingebettet werden. Darüber dort in Lösung zu bringen, wo er gebraucht wird. hinaus können aber auch Erz, Zuschläge und Reduk-Da der Reduktionsprozeß endotherm ist, muß die tionsmittel wie Kohlenstoff, Ferrosilizium und Alu-Beheizung der Öfen so eingerichtet sein, daß eine minium in die Sümpfe selbst chargiert werden. Auch möglichst rasche und vollkommene Wärmeabgabe an 25 hierbei ergibt sich durch die Sumpfarbeit der Vorteil die Schlacke und das unter ihr befindliche Metall eines besonders raschen Einwirkens der Reaktionserfolgt, einer Forderung, die bei großräumigen Herd- partner unter Vorwärmung, Vorreduktion, Lösen in öfen nicht leicht zu erfüllen ist. der auf dem Roheisen befindlichen Schlacke und

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht Reduktion aus dieser.

nun darin, die Eisengewinnung aus Erzen oder anderen 30 Die bis auf den Badspiegel des Roheisens reichenden Eisen-Sauerstoff-Verbindungen mit der Herstellung Krater bilden sich beim Einsatz leichten Schrotts von Stahl im Herdofen zu verbinden und auf diese bereits in wenigen Minuten. Um in diese Erz, vorteil-Weise eine wirtschaftliche Stahlherstellung zu ermög- hafterweise Feinerz im gehörigen Gsmisch mit Kohle liehen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise,' sowie weitere Zuschläge zu chargieren, werden die daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art 35 Lichtbogenelektroden hochgefahren. Dsr feste Zusatz erfindungsgemäß beim Chargieren einer aus minde- löst sich schnell in der auf dem Roheisenbad schwimstens 20% flüssigem Roheisen bestehenden Charge menden Schlacke, so daß mit Beginn der erneuten die Eisenerze mit schlackenbildenden Zuschlägen zu- Energiezufuhr bereits die Erzreduktion einsetzt. Diese sammen so in den aus festem Schrott bestehenden erfolgt zum Teil über den Kohlenstoff des Roheisens, Anteil der Beschickung eingebracht werden, daß sie 40 der aus dem festen Einsatz ergänzt wird, und zum sich hier in denjenigen Bereichen befinden, durch die anderen Teil in direkter Einwirkung des Reduktionsnach dem Einschalten-des Stroms kraterartige, sich mittels auf das in der Schlacke gelöste Erz. Man kann bis zum flüssigen Roheisen erstreckende Kanäle auf- aber auch so verfahren, daß man im Abschnitt der schmelzen, die Einschmelzarbeit bis zur vollständigen Eisenerzeugung nur über den Kohlenstoff der Schmelze Verflüssigung des festert Einsatzes fortgesetzt und die 45 reduziert, wobei es dann aber erforderlich ist, durch flüssige Charge danach in üblicher Weise gefeint Einblasen beispielsweise von Kohlepulver in das wird. Roheisen den für die Reduktion verbrauchten Kohlen-

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in stoff nachzuliefern. In diesem Falle braucht in die den festen Beschickungsanteil an einer oder anmehreren Sümpfe nur Erz chargiert zu werden.
Stellen von oben her kraterartige Sümpfe oder Schmelz- "5°- Die Phase der Eisenerzeugung wird beendet, wenn tümpel ein- bzw. durchgeschmolzen. Diese Sümpfe sich die in den Schrott eingeschmolzenen Sümpfe bilden in der festen Beschickung zunächst eine Art praktisch berühren und danach der Schrott insgesamt selbständiger Gefäße, deren Böden das flüssige Roh- zum Einschmelzen kommt. Zweckmäßigerweise wird eisen darstellt. In den von oben her einzeln beheizten so verfahren, daß das Bad zu diesem Zeitpunkt nur Sümpfen kann nun; solange eine selbständige metall- 55>-noch einen geringen Kohlenstoffgehalt aufweist, so urgische Arbeit durchgeführt werden, bis der sie daß die Charge in kurzer Zeit auf die gewünschte umgebende Schrott in ihren Bereich einbezogen, d. h. Zusammensetzung und Qualität verarbeitet werden die Beschickung insgesamt in den schmelzflüssigen kann.
Zustand übergegangenäist. Die folgende Bilanz zeigt die große Wirtschaftlich-

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht die 60 keit des erfindungsgemäßen Verfahrens:
metallurgische Arbeit in den Sümpf en in der Reduktion

des Eisenerzes oder anderer fester Eisen-Sauerstoff- -, λ _rt A_es ofens '
Verbindungen, d. h. in der Erzeugung von Eisen, die ' . ' „

so lange anhält, wie die Schmelzsümpfe bestehen. 12-t-Licntbogenoien, „„_ΛΛ1_._Α

Erst nach der völligen Verflüssigung des Einsatzes 65 Transformatorleistung.. 3 500OkVA

beginnt dann das Fertigmachen der Charge auf Graphitelektroden 350 Φ

die jeweils gewünschte Zusammensetzung und Qua- basische Zustellung,

lität. Silikadeckel

ORIGSNALiNSPECTED

2. Einsatz und Ausbringen:

Schrott 5 300 kg

flüssiges Roheisen 3 620 kg

I. Summe metallischer

Einsatz 8 920 kg = 100°/₀

Erz (66 bis 68 % Fe) 4 500 kg Eisengehalt des

Erzes ~3 000 kg m 33 % des

ursprünglichen metallischen Einsatzes

II. Gesamter Metallinhalt des Einsatzes (Schrott + Roheisen + Eisen aus Erz) 11920 kg

III. Ausbringen an flüssigem Rohstahl 11180 kg Ausbringen in %:

a) bezogen auf den ursprünglichen metallischen Einsatz

(I = Roheisen + Schrott).... 125,5 °/₀

b) bezogen auf den gesamten Metallinhalt des Einsatzes (II = Roheisen+ Schrott

+Eisen aus Erz) 93,8 %

3. Chargendauer:

Einschalten der Energiezufuhr bis Einschmelzen des Schrottes
(Bad: 0,48% C, Temperatur etwa

155O⁰C) 3 h 05'

Fe-Gehalt der Schlacke 10,2 %

Einschalten der Energiezufuhr bis Abstich

(Stahl 0,13 % C, Abstichtemperatur

1670⁰C) 4 h 25'

4. Energieverbrauch:

Einschalten bis Einschmelzen 8 500 kWh

Einschalten bis Abstich 10 500 kWh

Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignen sich besonders Rundöfen, da hier bei der Sumpfarbeit keine toten Beschickungsräume zurückbleiben. In ihnen werden die Schmelzsümpfe durch die von oben auf den Einsatz wirkenden Elektroden erzeugt, deren Lichtbögen sich durch den Schrott bis auf das Roheisenbad hindurchfressen.

Sowohl bei der Sumpfarbeit als auch bei dem Fertigmachen der Charge finden die beim Reduzieren und Frischen gebräuchlichen Zuschläge z. B. in Form von Kalk, Flußmitteln usw. Verwendung. Als Reduktionskohle kann feinkörnige Kohle, feinkörniger Koks oder Graphitpulver dienen. Auch aschereiche

ίο Kohle ist ohne weiteres brauchbar.

Beim Verfahren zum Herstellen von Eisen nach der Erfindung werden in einer betrieblich besonders günstigen Weise die unmittelbare Eisenerzeugung und die Weiterverarbeitung dieses Eisens auf hochwertige Stahlsorten miteinander verbunden. Wenn es sich hier auch nicht um ein kontinuierliches Eisenerzeugungsverfahren handelt, so liegt die große Bedeutung des Verfahrens doch in dem Umstand, daß ein erheblicher Teil des für die Stahlerzeugung notwendigen Eiseneinsatzes unmittelbar aus Erzen stammt, womit die Stahlerzeugung rohstoffmäßig erheblich unabhängiger wird als bisher.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Stahl aus flüssigem Roheisen, Schrott und Eisenoxyden, vornehmlich Eisenerzen, im Lichtbogenofen, d adurch gekennzeichnet, daß beim Chargieren einer aus mindestens 20% flüssigem Roheisen bestehenden Charge die Eisenerze mit schlackenbildenden Zuschlägen zusammen so in den aus festem Schrott bestehenden Anteil der Beschickung eingebracht werden, daß sie sich hier in denjenigen Bereichen befinden, durch die nach dem Einschalten des Stromes die Lichtbögen kraterartige sich bis zum flüssigen Roheisen erstreckende Kanäle aufschmelzen, die Einschmelzarbeit bis zur vollständigen Verflüssigung des festen Einsatzes fortgesetzt und die flüssige Charge danach in üblicher Weise gefeint wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bereiche des von den Lichtbögen kraterartig aufgeschmolzenen Schrotts mit den Eisenoxyden und schlackenbildenden Zuschlagen zusammen Reduktionsmittel z. B. in Form feinkörniger Kohle, feinkörnigem Koks oder Graphitpulver eingebettet werden.