DE161191C

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Publication number: DE161191C
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Description

KAISERLICHES

Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren bezweckt ein Vorfrischen flüssigen Roheisens in einem feststehenden, mit Regenerativfeuerung versehenen Herdofen in fortlaufendem ununterbrochenen Betriebe.

Es soll durch das Verfahren bewirkt werden, daß ein Herdofen imstande ist, die ganze Erzeugung großer Hochofenanlagen

ίο an flüssigem Roheisen (pro 24 Stunden 800 t und mehr) vorzufrischen und an Konvertoren oder Martinöfen zur weiteren Verarbeitung abzugeben.

Es ersetzt also bei vorliegendem Verfahren ein einziger Herdofen durch die eigenartige Durchführung des Betriebes je nach der Höhe der Produktion zwei bis vier Martinöfen beim sogen. Bertrand-Thiel-Verfahren (nach Patent 80275), die ebenfalls den Zweck haben, Roheisen vorzufrischen. Bei diesem Verfahren arbeitet jedoch bekanntlich je ein Vorfrischofen mit je einem weiteren Ofen, der die Charge fertig macht.

Auch für den Konvertorenbetrieb,

Thomasbetrieb, wird es vorteilhaft
mit vorgefrischtem Eisen zu arbeiten,
nach dem vorliegenden Verfahren in einem Herdofen erzeugt wird. Würden nämlich zur Erreichung dieses Zweckes durch den gewöhnlichen Martinbetrieb mehrere Martinöfen benutzt werden, so würden die Vorteile, die man dadurch erreichen würde, durch die erhöhten Fabrikationskosten, die infolge der

Unterhaltung mehrerer Martinöfen durch hohen Brennstoffaufwand usw. verursacht würden, völlig aufgehoben werden. Es wird für alle üblichen Frischprozesse, die der Erzeugung von Flußeisen und Stahl dienen, von Vorteil sein, sich im Hinblick auf die wesentliche Verbilligung der Selbstkosten des neuen Verfahrens zu bedienen.

Das Verfahren besteht nun darin, daß in einem feststehenden Herdofen unter Zusatz von entsprechendem Erz- und Kalkzuschlag, der soweit als zulässig erhitzt und dann in den Ofen eingetragen wird, flüssiges Roheisen in dem Grade gefrischt wird, daß Si (Silicium) vollständig, P (Phosphor) und Mn (Mangan) nahezu vollständig und C (Kohlenstoff) zu ungefähr ^l[_s seines Prozentsatzes (oder bei sauerem Betriebe Si vollständig, C und Mn zum größeren Teile) entfernt wird.

Von dem so erhaltenen Metall, das eine Temperatur von ungefähr 1700⁰ C. erreicht hat, wird nun etwa die Hälfte samt der ganzen erzeugten Schlacke in eine Pfanne abgestochen, natürlich unter Abtrennung der Schlacke. Das so gewonnene Metall wird in Konvertoren oder Martinöfen gegossen und dort weiter verarbeitet, während in dem Vorfrischofen die Hälfte des vorgefrischten Metalles zurückgeblieben ist. Um dieses teilweise Abstechen zu ermöglichen, - ist eine besondere Abstichvorrichtung vorgesehen, welche für den zu erzielenden Effekt von wesentlicher Bedeutung ist und deren prinzipielle

Einrichtung auf der Zeichnung in einem Längsschnitt veranschaulicht ist. Der Vorfrischofen ist nämlich auf der Abstichseite mit zwei oder drei Abstichöffnungen versehen. Der eine Abstich α liegt, wie gewöhnlich, so tief, daß der Ofen, wie dies z. B. bei Stillständen notwendig ist, vollständig entleert werden kann. Der andere Abstich a¹ oder gegebenenfalls die . anderen Abstiche a¹ d¹

ίο liegen verschieden hoch, so daß eine beliebige Menge des flüssigen Metalles durch sie abgestochen werden kann. Das oftmalige Abstechen bietet keine Schwierigkeiten. Aus^: besserungsarbeiten an den oberen Abstichen lassen sich leicht vornehmen, ohne nennenswerte Stillstände hervorzurufen. Diese lassen sich aber auch vollständig vermeiden, wenn man bei den oberen Abstichen kleine Ausbuchtungen b der Ofenwand herstellt, die den eigentlichen Abstich enthalten und etwas höher sind wie der normale Metall- und Schlackenstand.

Zu der im Ofen zurückgebliebenen Hälfte des flüssigen Metalles mit einer Temperatur von 1700° C. wird nun wieder die Hälfte des Gesamt-Roheisensatzes eingegossen. Da das flüssige, den Herdöfen entnommene Roheisen eine durchschnittliche Temperatur von etwa 1300⁰ C. hat, wird der ganze flüssige „. . „ iroo + 1300
Einsatz eine lemperatur von — —-— =

1500⁰ C. erhalten, also eine sehr hohe Anfangstemperatur.

Nun bringt man in dieses Metallbad in mehreren Teilen die dem frisch eingegossenen Roheisen entsprechenden Erz- und Kalkmengen in vorgewärmtem, möglichst heißem, aber nicht geschmolzenem Zustande. Infolge der hohen Anfangstemperatur und des heißen Zuschlages wird die Oxydation und Schlackenbildung in kürzester Frist, in höchstens einer Stunde vollendet.

Es möge an dieser Stelle darauf verwiesen werden, daß man bei den Vorfrischöfen des Bertrand-Thiel-Prozesses bei einem Einsatz von 90 Prozent flüssigen Roheisens und 10 Prozent kalten Roheisens bei einer Anfangstemperatur von höchstens 1300° C. und bei Zugabe des entsprechenden Erz- und Kalkzuschlages in völlig kaltem und oft nassem Zustande die Chargen in zwei Stunden absticht. Dabei darf nicht vergessen werden, daß der Betrieb kein ununterbrochener ist, wodurch naturgemäß eine Abkühlung des Ofenherdes und daher ein Wärmeverlust entsteht.

Es wird also, wie oben erwähnt, nach Verlauf von höchstens einer Stunde die Charge, d. h. die Hälfte des Gesamt-Metallinhaltes des Ofens samt der Schlacke, abgestochen, wieder durch die entsprechende Roheisenmenge ersetzt usw. Während des Abstechens bleibt die Gasfeuerung in vollem Betriebe. Die vorstehend beschriebene Art des Abstechens bietet gegenüber dem Ausgießen eines Herdofens mit Kippvorrichtung den großen Vorteil, daß die Feuerung ununterbrochen im Betriebe bleibt, denn beim Kippofen muß sie während des Ausgießens abgestellt werden. Die ganze Arbeit, nämlich Kippen, Schlackeabgießen, Eisenabgießen, dauert dabei dann immerhin 20 Minuten, so daß innerhalb 24 Stunden je nach der Zahl der Ausgüsse während 6 bis 8 Stunden das Metallbad der Einwirkung der Gasfeuerung entzogen wird. Außerdem wirkt die natur- · gemäß einfallende kalte Luft stark abkühlend auf das Metallbad, wodurch ganz bedeutende Wärmeverluste entstehen. Es kann also mit einem Kippofen nicht annähernd dieselbe Erzeugung wie mit der oben gekennzeichneten Einrichtung erreicht werden, selbst wenn man sich auch des Talbot'schen Verfahrens, das sich auf die Anwendung des Kippofens gründet, zum Vorfrischen bedienen wollte.

Es liegt ferner in dem Wesen des neuen Verfahrens begründet, daß nur durch ein peinliches Zusammenhalten und Verwerten der im Bade erzeugten und der durch die Feuerung gelieferten Wärme es möglich wird, den Frischvorgang auf den Zeitraum einer Stunde zu beschränken, wodurch ein hoher Nutzeffekt der Wärme und eine außerordentlich hohe Leistungsfähigkeit bezüglich der Produktion erreicht wird. Nur wenn alle Faktoren, nämlich teilweises Frischen, hohe Anfangstemperatur bei Beginn des Prozesses durch konstante Belassung der Hälfte des Ofeninhaltes im Ofen selbst, hohe Erhitzung von Erz und Kalk vor Eintragung (mittels Einsetzmaschine) in das Metallbad, beständige Einwirkung der Feuerungsgase auf das Metallbad, besonders während des Abstechens (wo im Bade selbst keine Wärme mehr erzeugt wird), größte Beachtung finden, ist es denkbar, eine so hohe Leistung in einem Herdofen zu entwickeln.

Das vorliegende Verfahren ist gegenüber anderen ähnlichen Verfahren, z. B. dem Talbot-Verfahren, in seiner Betriebs- und Wirkungsweise scharf abgegrenzt. Talbot bedient sich eines Kippofens mit besonderer Einrichtung oder eines feststehenden Ofens mit mehreren Abstichlöchern in der Rückwand, während hier eine neue Abstichvorrichtung Anwendung findet, die die Abstiche von dem eigentlichen Ofenherde unabhängig macht und jeden Betriebsstillstand vermeidet, wodurch eine vollkommene Ausnutzung des Brennstoffes, eine Verringerung der oxydierenden Wirkung der Feuerungsgase usw. erreicht wird. Talbot schmilzt das Erz auf einem

vorhandenen Metallbade ein und gießt dann das zu frischende Roheisen durch die gebildete eisenreiche Schlacke, die aber mehr Eisenoxyde enthalten soll, als zum Frischen des Roheisens notwendig sind. Dieser letztere Punkt ist das eigentlich Neue des Talbot-Verfahrens. Denn der kontinuierliche Betrieb, ob er nun im Kippofen oder im feststehenden Ofen mit Abstichen in der Rückwand betrieben wird, ist durch Siemens bekannt geworden.

Bei vorliegender Erfindung wird zu der im Ofen zurückgebliebenen Hälfte des vorgefrischten Metalles wieder Roheisen gegössen und dann das Erz in festem, aber vorgewärmtem Zustande in Absätzen zugegeben. Beim Talbot-Verfahren wird ein rasches Frischen durch einen Überschuß an Oxyden erreicht, während hier die gleiche Wirkung dadurch erreicht wird, daß man die große Masse der Verunreinigungen auf eine verhältnismäßig geringe Menge von Eisenoxyd wirken läßt.

Es ist auch ein großer Unterschied, ob man das Erz in vorgewärmtem oder geschmolzenem Zustande verwendet. Vorgewärmtes Erz bleibt immer Erz, während geschmolzenes Erz kein Erz mehr ist. Durch Veränderung seines Aggregatzustandes ist es zu einer anderen selbständigen chemischen Verbindung geworden. Es hat vor seiner eigentlichen Verwendung schon einen chemischen Prozeß durchgemacht.

Durch die Verringerung der Chargendauer auf eine Stunde wird die Wirkung des in den Feuerungsgasen naturgemäß enthaltenen überschüssigen Sauerstoffes auf ein Minimum beschränkt, wodurch ein großer Erzsatz erforderlich wird, der ein etwas höheres Ausbringen zur Folge hat.

Claims

Patent-Ansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung vorgefrischten Eisens in einem mit mehreren Abstichöffnungen versehenen feststehenden Herdofen in ununterbrochenem Betriebe, dadurch gekennzeichnet,daß man das flüssige Roheisen unter Zusatz von hoch erhitztem Erz- und Kalkzuschlag so weit frischt, daß entsprechend dem basischen oder sauren Betriebe Silicium vollständig, Phosphor und Mangan nahezu vollständig, Kohlenstoff zum Teile oder Silicium vollständig, Kohlenstoff und Mangan zum größeren Teile entfernt werden, wobei man durch stetige Zurücklassung der Hälfte des hoch erhitzten, schlackenfreien Ofeninhaltes bei Beginn des Frischvorganges sowie durch ununterbrochene Einwirkung der Feuergase auf das Metallbad und durch den hoch erhitzten Erz- und Kalkzuschlag ein solches Zusammenhalten der Ofenhitze erzielt, daß es möglich wird, die Chargendauer auf etwa eine Stunde zu vermindern.

2. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ein Herdofen mit mehreren in verschiedenen Höhenlagen angebrachten Abstichöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß ?ur Vermeidung von Stillständen bei Ausbesserungsarbeiten an den oberen Abstichen kleine Ausbuchtungen der Ofenwand hergestellt werden, die den eigentlichen Abstich enthalten und höher sind als der normale Metall- und Schlackenstand.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.