DE1800131B1 - Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel - Google Patents

Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel

Info

Publication number
DE1800131B1
DE1800131B1 DE19681800131 DE1800131A DE1800131B1 DE 1800131 B1 DE1800131 B1 DE 1800131B1 DE 19681800131 DE19681800131 DE 19681800131 DE 1800131 A DE1800131 A DE 1800131A DE 1800131 B1 DE1800131 B1 DE 1800131B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
slag
zone
chamber
steel
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19681800131
Other languages
German (de)
Inventor
Worner Howard Knox
Ronald Siddons
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conzinc Riotinto Ltd
Original Assignee
Conzinc Riotinto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conzinc Riotinto Ltd filed Critical Conzinc Riotinto Ltd
Priority to DE19681800131 priority Critical patent/DE1800131B1/en
Publication of DE1800131B1 publication Critical patent/DE1800131B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5252Manufacture of steel in electric furnaces in an electrically heated multi-chamber furnace, a combination of electric furnaces or an electric furnace arranged for associated working with a non electric furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56Manufacture of steel by other methods
    • C21C5/567Manufacture of steel by other methods operating in a continuous way

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrzonenschmelzverfahren für die kontinuierliche Herstellung von Stahl durch elektrothermische Reduktion von oxydischen Erzen, Einschmelzen und Frischen derselben, so daß der fertige Stahl in feste Formen gegossen werden kann. Außerdem betrifft die Erfindung einen Mehrzonenschmelzofen für die kontinuierliche Herstellung von Stahl mit einer Elektroreduktionskammer und einer Aufblas-Frischkarnmer zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens. The invention relates to a multi-zone melting process for continuous Manufacture of steel by electrothermal reduction of oxide ores, smelting and refining them so that the finished steel can be poured into solid forms can. The invention also relates to a multi-zone melting furnace for continuous Manufacture of steel with an electro-reduction chamber and an inflation freshness chamber to carry out the proposed method.

Es sind Mehrzonenschmelzöfen bekannt, bei denen zu schmelzendes Metall in eine Schmelzkammer chargenweise oder kontinuierlich eingegeben und die Schmelze in einer an die Schmelzkammer angeschlossenen Frischkammer gefrischt wird. Schlacke und Stahl werden unmittelbar aus der Frischkammer abgestochen, d. h. aus einer verhältnismäßig unruhigen Zone, so daß die Schlacke einen verhältnismäßig hohen Fe-Gehalt aufweist (USA.-Patentschrift 3 353 807 bzw. französische Patentschrift 1 929). There are known multi-zone melting furnaces in which the metal to be melted Entered into a melting chamber batchwise or continuously and the melt is refined in a fresh chamber connected to the melting chamber. slag and steel are tapped directly from the fresh chamber, i.e. H. from a proportionate restless zone, so that the slag has a relatively high Fe content (U.S. Patent 3,353,807 and French Patent 1,929, respectively).

Außerdem ist es bei einem Einkammerschmelzofen bekannt, kontinuierlich vorerwärmtes zerkleinertes Erz in die Behandlungskammer einzugeben, in der es geschmolzen und gefrischt wird. Auch hierbei werden die Schlacke und der fertige Stahl unmittelbar aus der Frischzone abgestochen, weshalb ein hoher Fe-Gehalt in der Schlacke nicht zu vermeiden ist (USA.-Patentschrift 1 819239). It is also known in a single chamber smelting furnace to be continuous to put preheated crushed ore into the treatment chamber where it is melted and is freshened. Here, too, the slag and the finished steel are immediate tapped from the fresh zone, which is why there is no high Fe content in the slag should be avoided (U.S. Patent 1,819239).

Ferner ist es bekannt, vorreduzierte Erze in einem Mehrkammerofen zu schmelzen und die aus Roheisen bestehende Schmelze von der Schlacke zu trennen und in einem gesonderten Ofen zu frischen. Um aus der Schlacke soviel Eisen wie möglich abzuscheiden, ist eine zweite Schmelzkammer vorgesehen, in der die Schlacke vor dem endgültigen Abstechen nochmals behandelt wird, jedoch erfolgt der Abstich der beim Schmelzen entstehenden Schlacke in einer verhältnismäßig unruhigen Zone (britische Patentschrift 961 408). It is also known to use pre-reduced ores in a multi-chamber furnace to melt and separate the melt consisting of pig iron from the slag and fresh in a separate oven. To get as much iron out of the slag as possible to deposit, a second melting chamber is provided in which the slag is treated again before the final parting, but the parting takes place the slag produced during melting in a relatively restless zone (British Patent 961,408).

Andererseits ist es bekannt, Erze vor dem kontinuierlichen Eingeben in einen Elektroschmelzofen vorzuheizen und vorzureduzieren (USA.-Patentschrift 1 987 952). Auch ist es bei Elektroschmelzöfen grundsätzlich bekannt, die Schmelze induktiv zu rühren. On the other hand, it is known to enter ores before continuously preheat and preheat in an electric smelting furnace (U.S. Patent 1 987 952). In the case of electric melting furnaces, it is also known in principle, the melt to stir inductively.

Um die Schlacke in einer verhältnismäßig ruhigen Zone nach dem Frischen von der Schmelze zu trennen, wurde bereits ein Frischofen vorgeschlagen, der eine Frischkammer mit Metallabstich aufweist, in die das geschmolzene Roheisen eingegeben wird und an die in Form eines Abzweiges eine gesonderte Schlackeabscheidekammer angeschlossen ist. Dabei findet wenigstens teilweise ein Gegenstrom zwischen Schlacke und Schmelze statt, so daß aus der Schlacke vor dem Abstich derselben noch abgeschiedenes Eisen wieder in die Hauptmasse der Schmelze zurückkehren kann (USA.-Patentschrift 3 326 672). Bei einer anderen Ausführungsform eines Frischofens wird in einer Kammer unter Bildung einer Emulsion aus Schlacke und Metall gefrischt und in einer weiteren Kammer diese Emulsion beruhigt, so daß sich die Schlacke absetzt und abgestochen werden kann (österreichische Patentschrift 261 645). Schließlich ist es auch bekannt, das Frischen in mehreren untereinander verbundenen Kammern durchzuführen (belgische Patentschrift 537 844). In diesen drei Fällen müssen die Erze aber in einem gesonderten Ofen vorher geschmolzen werden. Around the slag in a relatively quiet zone after refining to separate from the melt, a fresh furnace has already been proposed, the one Having fresh chamber with metal tapping into which the molten pig iron is entered and to which a separate slag separation chamber in the form of a branch connected. There is at least partially a countercurrent between slag and melt takes place, so that some of the slag is still deposited before it is tapped Iron can return to the bulk of the melt (USA.Patent 3,326,672). In another embodiment of a refining furnace, in a chamber Refined to form an emulsion of slag and metal and in another Chamber calms this emulsion so that the slag settles and tapped can be (Austrian patent specification 261 645). After all, it is also known to carry out freshening in several interconnected chambers (Belgian Patent 537 844). In these three cases, however, the ores must be stored in a separate Furnace must be melted beforehand.

Allen diesen bekannten Stahlherstellungsverfahren ist der Nachteil gemeinsam, daß ein verhältnismäßig großer apparativer Aufwand notwendig ist, wobei die Schlacke einen verhältnismäßig hohen Fe-Gehalt aufweist. All of these known steelmaking processes have the disadvantage in common that a relatively large amount of equipment is necessary, with the slag has a relatively high Fe content.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Stahl mit verhältnismäßig geringem Kapitaleinsatz herzustellen, wobei die abgestochene Schlacke einen äußerst geringen Fe-Gehalt hat. The object of the invention is to provide steel with relatively to produce little capital investment, whereby the slag tapped off an extremely has a low Fe content.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Mehrzonenschmelzverfahren für die kontinuierliche Herstellung von Stahl durch elektrothermische Reduktion von oxydischen Erzen, Einschmelzen und Frischen vorgeschlagen, das durch die Kombination folgender an sich bekannter Maßnahmen gekennzeichnet ist: a) kontinuierliches Einbringen von vorerhitzten und vorreduzierten, agglomerierten oder zerkleinerten oxydischen Erzen in die Lichtbogenschmelzone; b) induktives Umrähren der Schmelze in der Lichtbogenschmelzzone; c) kontinuierliches Weiterleiten der Schmelze aus der Lichtbogenschmelzzone in die Frischzone, in welcher die Schmelze an mehreren nacheinander angeordneten Stellen mit sauerstoffhaltigem Gas gefrischt wird, und d) kontinuierlicher Gegenstrom zwischen Schlacke und Schmelze zur Schlackeabscheidezone und zum davon getrennten Metallabstich. To solve this problem, a multi-zone melting process for the continuous production of steel by electrothermal reduction of oxidic ores, smelting and refining suggested that by combining the following known measures are characterized: a) continuous introduction of preheated and prereduced, agglomerated or crushed oxidic Ores in the arc melt zone; b) inductive stirring of the melt in the arc melting zone; c) continuous forwarding of the melt from the arc melting zone into the Fresh zone in which the melt is placed in several consecutive locations is refined with oxygen-containing gas, and d) continuous countercurrent between Slag and melt for the slag separation zone and for separate metal tapping.

Gemäß der Erfindung findet also das Schmelzen und Frischen in verschiedenen, jedoch untereinander in Verbindung stehenden Zonen statt, und es ist außerdem eine besondere Schlackeabsetz- und -abscheidezone in ein und demselben Ofen vorgesehen. According to the invention, the melting and refining takes place in different, however, interconnecting zones take place, and it is also a special slag settling and separation zone provided in one and the same furnace.

Das in der Schmelzzone befindliche flüssige Metall wird dabei in Turbulenz und Zirkulation versetzt und in diesem Zustand gehalten, wobei die Schmelze kontinuierlich aus der Schmelzzone in die Frischzone strömt und die Schlacke in die Schlackeabscheidezone gelangt. Dadurch kann man kontinuierlich in einem einzigen Ofen mit verhältnismäßig geringem Energieaufwand Erze schmelzen und zu Stahl weiterverarbeiten.The liquid metal in the melting zone becomes turbulent and circulation is added and kept in this state, the melt being continuous flows from the melting zone into the fresh zone and the slag flows into the slag separation zone got. This allows you to continuously work in a single furnace with relatively Melting ores and processing them into steel with little energy.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Erz mit einer Temperatur zwischen 400 und 12000 C, vorzugsweise zwischen 850 bis 11000 C, in die Lichtbogenschmelzzone des elektrischen Ofens eingegeben, um einen Halb stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,5 und 4 O/o und einem Siliciumgehalt von nicht mehr als 1 O/o zu erzeugen, woraufhin diese Schmelze durch Einblasen eines sauerstoffhaltigen Gases und eines basischen Flußmittels in der Frischzone zu Stahl gefrischt wird. In a preferred embodiment of the invention, the ore at a temperature between 400 and 12000 C, preferably between 850 and 11000 C, entered into the arc melting zone of the electric furnace, by a half steel with a carbon content between 0.5 and 4 O / o and a silicon content of not more than 1 O / o to be produced, whereupon this melt by blowing in a oxygen-containing gas and a basic flux in the fresh zone to steel is freshened.

Dabei strömt die Schlacke wenigstens in einem Teil der Erfrischrone zwangsweise im Gegenstrom zur Schmelze und gelangt in eine relativ ruhige Schlackeabscheidezone, aus der die Schlacke nach ausreichender Beruhigung abgestochen wird.The slag flows in at least part of the refreshment bowl compulsorily in countercurrent to the melt and reaches a relatively calm slag separation zone, from which the slag is tapped after it has settled sufficiently.

Wegen der unmittelbaren kontinuierlichen Zugabe von vorerhitztem Erz in die Lichtbogenschmelzzone wird der Schmelzvorgang äußerst schnell und unter wirtschaftlicher Energieausnutzung durchgeführt. Die kreisende Bewegung der Schmelze in der kontinuierlich arbeitenden Lichtbogenschmelzzone kann durch als Rührer dienende elektrische Induktionsspulen erzeugt werden, die unter der Lichtbogenschmelzkammer sitzen. Es können jedoch auch andere Vorkehrungen getroffen werden, um die Rührbewegung oder Drehbewegung des flüssigen Metalls zu erzeugen. In jedem Falle soll die die Schmelzzone verlassende Schmelze in ihrer Zusammensetzung möglichst homogen sein. Because of the immediate continuous addition of preheated Ore in the arc melting zone, the melting process is extremely fast and taking economic energy utilization carried out. The circular motion of the melt in the continuously operating arc melting zone can be used as a stirrer Electric induction coils are generated under the arc melting chamber sit. However, other precautions can also be taken to reduce the stirring movement or to generate rotary motion of the liquid metal. In any case, the The composition of the melt leaving the melt zone should be as homogeneous as possible.

Es wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, wenn die in die Lichtbogenschmelzzone eingegebenen vorreduzierten Eisenerzagglomerate einen Kohlenstoffrestgehalt von 2,5 bis 6 O/o aufweisen. Dieser Kohle stoffrestgehalt unterstützt die Schmelzreaktionen, verringert den Wärme- und Energiebedarf des Verfahrens und hilft, einen optimalen Kohlenstoffgehalt in der Schmelze für die Entschwefelung beim Frischen aufrechtzuerhalten. Wenn die vorreduzierten Erzbrocken oder Erzagglomerate nicht von sich aus Kohlenstoff in der gewünschten Menge enthalten, wird Kohlenstoff in Form kleiner Stückchen aus Knochenkohle, Kohle, Koks oder Graphit zusammen mit dem Erz zugegeben. It has been found that it is advantageous if the in the arc melting zone entered pre-reduced iron ore agglomerates have a residual carbon content of 2.5 to 6%. This residual carbon content supports the melting reactions, reduces the heat and energy requirements of the procedure and helps to achieve an optimal Maintain carbon content in the melt for desulfurization during refining. If the prereduced ore chunks or ore agglomerates are not inherently carbon Contained in the desired amount, carbon is made out in the form of tiny bits Bone charcoal, coal, coke or graphite are added along with the ore.

Beispielsweise besitzt die Schmelze oder der Halbstahl in der Schmelzzone einen Kohlenstoffgehalt zwischen 1,5 und 2,5 O/o und einen Siliciumgehalt zwischen 0,1 und 0,5 O/o. Jedoch können unter besonderen Umständen auch andere Zusammensetzungen der Schmelze oder des Halbstahles möglich sein. For example, the melt or the half-steel has in the melt zone a carbon content between 1.5 and 2.5 O / o and a silicon content between 0.1 and 0.5 o / o. However, other compositions may be used in special circumstances the melt or the semi-steel be possible.

Eine Möglichkeit, daß in der Lichtbogenschmelzzone stets die richtigen Mengen Kohlenstoff und Silicium vorhanden sind, besteht darin, in diese Zone entweder direkt oder durch eine mit derselben in Verbindung stehende Schlackeabscheidezone ständig geschmolzenes Roheisen einzuleiten, das in üblicher Weise unter Verwendung eines Heißwind-Kupolofens aus Schrott oder unter Verwendung von Schrott geschmolzen wird. Ein derartiges Metall enthält normalerweise 3 bis 4,5 O/o Kohlenstoff und 1 bis 2 O/o Silicium. One possibility that always the correct ones in the arc melting zone Amounts of carbon and silicon are present in this zone either directly or through a slag separation zone connected to it constantly introduce molten pig iron, using this in the usual manner a hot blast cupola from scrap or melted using scrap will. Such a metal normally contains 3 to 4.5% carbon and 1 to 2 O / o silicon.

Vorzugsweise wird die Temperatur des in der Lichtbogenschmelzzone befindlichen Metalls im Bereich von 1420 bis 15000 C gehalten, jedoch können auch außerhalb dieses Bereiches liegende Temperaturen Anwendung finden, wenn dieselben für besondere Betriebsbedingungen oder besondere Materialien bzw. Zwecke geeignet erscheinen. Preferably the temperature is in the arc melting zone held metal in the range of 1420 to 15000 C, but can also Temperatures outside this range apply if the same suitable for special operating conditions or special materials or purposes appear.

Die Schmelze strömt aus der Lichtbogenschmelzzone in die Frischzone über, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und die überströmende Menge eine Funktion der Menge der zugegebenen vorreduzierten Erze und der Schmelzgeschwindigkeit, die wiederum von der Energieaufnahme der Schmelzzone abhängt, sind. Diese Bedingungen lassen sich in einfacher Weise überwachen und steuern. The melt flows from the arc melting zone into the fresh zone over, the flow velocity and the overflowing amount being a function the amount of prereduced ores added and the melting rate that in turn depends on the energy consumption of the melting zone. These conditions can be easily monitored and controlled.

Die Schlacke wird kontinuierlich aus dem Ofen über eine oder mehrere herdartige Schlackeabscheidekammern entfernt, deren Boden geneigt zur Schmelzzone verläuft. Auf diese Weise kann aus der in der verhältnismäßig ruhigen Schlackeabscheidezone langsam bewegten Schlacke körniges oder sonstiges Metall abgeschieden werden und wandert unter Einfluß der Schwerkraft in die Hauptmasse der Schmelze zurück. Dies ist ein Merkmal der Erfindung, welches dazu beiträgt, daß die mit der Schlacke abgeführten Eisenverluste gegenüber bekannten Verfahren verringert werden. The slag is continuously removed from the furnace via one or more Hearth-like slag separation chambers removed, the bottom of which is inclined towards the melting zone runs. In this way, from the relatively quiet slag separation zone slowly moving slag granular or other metal are deposited and migrates back into the bulk of the melt under the influence of gravity. this is a feature of the invention which contributes to the fact that the discharged with the slag Iron losses are reduced compared to known methods.

Ein anderes Merkmal der Erfindung, welches zum Verringern der durch die Schlacke bedingten Eisenverluste beiträgt, besteht darin, daß die Schlacke in der Frischzone wenigstens teilweise in Gegenrichtung zur Schmelze strömt. Wenn die Schlacke über heißes Metall mit einem Kohlenstoffgehalt von 1,5 o/o und mehr und einem geringen Siliciumgehalt zurückströmen muß, wird aus ihr ein Teil des in ihr gelösten Eisens durch folgende Reaktion abgeschieden: (FeO) in der Schlacke + [C] im Metall Fe + CO Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Schlacke nicht nur über einen größeren Teil der Länge der langgestreckten Frischzone, sondern auch durch die Lichtbogenschmelzkammer selbst hindurchgeführt und schließlich aus einer Schlackeabscheidezone oder -kammer abgestochen, die von der Frischzone oder Frischkammer getrennt ist, d. h. an einer anderen Stelle wie die Frischkammer an die Lichtbogenschmelzzone oder -kammer anschließt. Another feature of the invention, which is used to reduce the through the slag contributes to iron losses, is that the slag in the fresh zone at least partially in the opposite direction flows to the melt. If the Slag over hot metal with a carbon content of 1.5 o / o and more and If it has to flow back with a low silicon content, it becomes part of that in it dissolved iron deposited by the following reaction: (FeO) in the slag + [C] in the metal Fe + CO. In one embodiment of the invention, the slag is not only over a larger part of the length of the elongated fresh zone, but also passed through the arc melting chamber itself and finally from a Slag separation zone or chamber cut off from the fresh zone or fresh chamber is separated, d. H. at another point like the fresh chamber to the arc melting zone or chamber connects.

Die Reduktion des FeO-Gehaltes der Schlacke kann weiter verstärkt werden, wenn geschmolzenes Roheisen in die Lichtbogenschmelzkammer über eine an dieselbe angeschlossene Schlackeabscheidekammer in einer Weise eingeleitet wird, daß es im wesentlichen in Gegenrichtung zur ausfließenden Schlacke strömt. Die oben angegebene Reaktion ist eine typische Reaktion zwischen im einströmenden Roheisen befindlichem Kohlenstoff und dem FeO-Gehalt der ausfließenden Schlacke. Zusätzlich wird ein Teil des im geschmolzenen Roheisen befindlichen Siliciums nach folgender Gleichung reagieren: [Si] im Roheisen + (2FeO) in der Schlacke + 2Fe + SiO2 Die dabei entstehende Kieselsäure geht sofort in Schlacke über. The reduction in the FeO content of the slag can be further increased when molten pig iron enters the arc melting chamber via an at the same connected slag separation chamber is introduced in such a way that that it flows essentially in the opposite direction to the outflowing slag. The above given reaction is a typical reaction between in the inflowing pig iron the carbon and the FeO content of the outflowing slag. Additionally Part of the silicon in the molten pig iron becomes as follows Equation react: [Si] in pig iron + (2FeO) in the slag + 2Fe + SiO2 Die The resulting silica immediately turns into slag.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in zwei voneinander getrennten Zonen gefrischt, wobei Silicium und Schwefel und ein Teil des Phosphors in der ersten Frischzone, in welcher die Schlacke im wesentlichen in derselben Richtung wie der Halbstahl strömt, entfernt werden, während in der zweiten Frischzone, in der die Schlacke entgegengesetzt zum Metall strömt, das Entkohlen und das Entfernen von Phosphor überwiegt. Dabei können in der Frischkammer zwei verschiedene Schlacken erzeugt werden, wobei eine Wand die beiden Zonen voneinander trennt. Die Bedingungen in der ersten Zone, in welcher der Kohlenstoffgehalt der Schmelze noch verhältnismäßig hoch ist, d. h. über 10/o liegt, und der Einfluß des Sauerstoffes gering ist, sind zum Entfernen von Silicium und Schwefel günstig. In der zweiten Zone, in welcher die Wirksamkeit des Sauerstoffes sowohl in der Schmelze als auch in der Schlacke zunimmt, sind die Bedingungen zum Entfernen von Phosphor und zum weiteren Entfernen von Schwefel günstig, insbesondere wenn die Schlacke in dieser Zone in Gegenrichtung zum Metall strömt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind wenigstens zwei Stellen zum Entfernen der Schlacke aus der Frischzone vorgesehen, und es kann eine dritte Stelle zum Entfernen von Schlacke aus der Lichtbogenschmelzzone vorgesehen sein. According to a further embodiment of the invention is in two refined separate zones, being silicon and sulfur and a part of the phosphorus in the first refining zone, in which the slag is essentially flowing in the same direction as the half-steel, while in the second fresh zone, in which the slag flows in the opposite direction to the metal, the decarburization and the removal of phosphorus predominates. Thereby two different slags are generated, with a wall separating the two zones from each other separates. The conditions in the first zone, in which the carbon content of the Melt is still relatively high, d. H. is above 10 / o, and the influence of the Low in oxygen are beneficial for removing silicon and sulfur. In the second zone, in which the effectiveness of the oxygen both in the melt as well as increasing in the slag are the conditions for removing phosphorus and beneficial for further removing sulfur, especially if the slag flows in this zone in the opposite direction to the metal. In this embodiment of the invention are at least two locations for removing the slag from the fresh zone and a third site may be provided for removing slag from the arc melting zone be provided.

Nach noch einer anderen Ausführungsform sind zwei voneinander getrennte Frischzonen in der Frischkammer gebildet, wobei jedoch nur eine vom Metallabstich getrennte Schlackeentnahme über eine einzige Schlackeabscheidekammer stattfindet. Diese Ausführungsform der Erfindung verwendet das in der USA.-Patentschrift 3 326 672 beschriebene Verfahren zum Frischen von Metallen, Metall-Legierungen und von Roheisen. In der ersten der beiden Frischzonen, in der das Abscheiden von Silicium und Schwefel überwiegt, strömt die Schlacke im wesentlichen in gleicher Richtung wie die Schmelze, während die Schlacke in der zweiten Zone, in welcher das Abscheiden von Kohlenstoff und Phosphor überwiegt, im wesentlichen im Gegenstrom zur Schmelze geführt wird. Es sind im Ofen Umlenkzonen und/oder Reihen von Lanzen vorgesehen, um den Schlackestrom zu unterstützen. In yet another embodiment, two are separate from one another Fresh zones formed in the fresh chamber, but only one of the metal tapping separate slag removal takes place via a single slag separation chamber. These Embodiment of the invention uses that in U.S. Patent 3 326 672 described process for refining metals, metal alloys and of pig iron. In the first of the two fresh zones, in which the silicon is deposited and sulfur predominates, the slag flows essentially in the same direction like the melt, while the slag in the second zone, in which the deposition of carbon and phosphorus predominate, essentially in countercurrent to the melt to be led. There are deflection zones and / or rows of lances in the furnace, to support the slag flow.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung folgt dem Frischvorgang zum Entfernen von Silicium, Schwefel, Kohlenstoff und Phosphor vorzugsweise eine kontinuierliche Deoxydation und eine Temperaturregulierung, bevor die Stahlschmelze in eine Gießvorrichtung gelangt. Dies wird zweckmäßig in einer Verlängerung der Frischkammer oder in einer besonderen Kammer oder einem besonderen Behälter durchgeführt. In all embodiments of the invention, the freshening process follows for removing silicon, sulfur, carbon and phosphorus, preferably one continuous deoxidation and temperature regulation before the steel melt enters a casting device. This is useful in an extension of the Fresh chamber or carried out in a special chamber or a special container.

Der die richtige Zusammensetzung und Temperatur aufweisende flüssige Stahl verläßt den Ofen über einen geeigneten Überlauf und gelangt entweder in eine Gießpfanne oder direkt in den Einlaß einer kontinuierlichen Gießvorrichtung, um den Stahl kontinuierlich in feste Formen zu vergießen, während die Schlacke getrennt abgestochen und in üblicher Weise weiterverarbeitet wird. The liquid with the correct composition and temperature Steel leaves the furnace via a suitable overflow and either enters a Ladle or directly into the inlet of a continuous caster Continuously pouring the steel into solid forms while separating the slag is cut off and further processed in the usual way.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung drei verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten und arbeitenden Mehrzonenschmelzofens zum kontinuierlichen Herstellen von Stahl schematisch dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen horizontalen Schnitt eines Mehrzonenschmelzofens, bei dem die Schlacke vollständig im Gegenstrom zur Schmelze fließt und aus einer Abscheidekammer abgestochen wird, welche der Frischkammer gegenüberliegend an die Schmelzkammer angeschlossen ist, Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch den Mehrzonenschmelzofen aus Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform eines Mehrzonenschmelzofens, bei dem die Schlacke teilweise im Gegenstrom und teilweise im gleichgerichteten Strom zur Schmelze fließt und aus einer an die Frischkammer angeschlossenen Abscheidekammer abgestochen wird, Fig 4 einen senkrechten Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Mehrzonenschmelzofens mit zwei an die Frischkammer angeschlossenen Schlackeabscheidekammern mit je einem Abstich und Fig. 5 einen horizontalen Schnitt des Mehrzonenschmelzofens aus F i g. 4. To further explain the invention are three in the drawing various embodiments of a trained and working according to the invention Multi-zone melting furnace for the continuous production of steel shown schematically, namely, FIG. 1 a horizontal section of a multi-zone melting furnace, in which the slag flows completely in countercurrent to the melt and from a Separation chamber is tapped, which is opposite the fresh chamber to the Melting chamber is connected, Fig. 2 is a vertical longitudinal section through the Multi-zone melting furnace from FIG. 1, FIG. 3 shows a section as in FIG. 1 through another Embodiment of a multi-zone melting furnace in which the slag is partially countercurrent and partially in the rectified current flows to the melt and from one to the Fresh chamber connected separation chamber is tapped, Fig 4 a vertical Longitudinal section of a further embodiment of a multi-zone melting furnace with two Slag separation chambers connected to the fresh chamber, each with a tap and FIG. 5 shows a horizontal section of the multi-zone melting furnace from FIG. 4th

Beim Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 und 2 besitzt der Mehrzonenschmelzofen eine Lichtbogenschmelzkammer 6 mit im wesentlichen kreisförmigem Grundriß, welche einen Boden 7 und ein Dach 8 besitzt, die jeweils aus feuerfestem Material bestehen. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the multi-zone melting furnace has an arc melting chamber 6 with a substantially circular plan, which has a floor 7 and a roof 8 each made of refractory material.

Durch das Dach 8 ragen Elektroden 9 in die Schmelzkammer hinein. Durch eine in der Mitte des Daches 8 befindliche Leitung 11 kann Erz 10 in der Nähe der Lichtbogenzone eingegeben werden. An der Unterseite der Lichtbogenschmelzkammer 6 sind durch eine Platte 12 aus austenitischem rostfreiem Stahl ge- trennt mit sehr niedriger Frequenz arbeitende Induktionsrührer 13 angeordnet, die beispielsweise von der schwedischen Firma A. S. E. A. Ltd. entwickelt wurden.Electrodes 9 protrude through the roof 8 into the melting chamber. By a line 11 located in the middle of the roof 8 can ore 10 in the vicinity of the Arc zone can be entered. At the bottom of the arc chamber 6 are formed by a plate 12 made of austenitic stainless steel separates with a lot Low frequency working induction stirrer 13 arranged, for example by the Swedish company A. S. E. A. Ltd. were developed.

Auf der einen Seite der Lichtbogenschmelzkammer 6 ist eine langgestreckte Frischkammer 14 angebracht, während sich auf der entgegengesetzten Seite eine Schlackeabscheidekammer 15 befindet. Durch Lanzen 16 wird sauerstoffhaltiges Gas in die Frischzone eingeblasen, wobei die Lanzen 16 in einem Winkel zur Oberfläche der im Ofen befindlichen Schmelze angeordnet sind, um den Gegenstrom der Schlacke 18 gegenüber der Schmelze 17 zu unterstützen. Hinter den Lanzen 16 ist ein Rohr 16' angeordnet, durch welches basisches Fluxmaterial, beispielsweise pulverförmiger Kalk oder Fluorit, eingegeben wird. Die Flußmitttel werden in die Schlacke oder die Schmelze durch die beim Einblasvorgang erzeugte starke Turbulenz eingerührt. On one side of the arc melting chamber 6 is an elongated one Fresh chamber 14 attached, while on the opposite side there is a slag separation chamber 15 is located. Oxygen-containing gas is blown into the fresh zone through lances 16, the lances 16 at an angle to the surface of the melt in the furnace are arranged in order to counter-flow the slag 18 with respect to the melt 17 support. Behind the lances 16 a pipe 16 'is arranged through which basic Flux material, for example powdered lime or fluorite, is entered. The flux is in the slag or the melt by the during the injection process strong turbulence generated.

Der gefrischte Stahl 19 wird durch eine Abstich öffnung 20 aus dem Ofen abgestochen, während die Schlacke den Ofen am anderen Ende desselben durch eine Abstichöffnung 21 verläßt. Um dies zu erreichen, ist am Ende der Frischkammer 14 eine Schlackebrücke 22 vorgesehen, welche ein Ausströmen von Schlacke zusammen mit dem gefrischten Stahl verhindert. The refined steel 19 is through a tap opening 20 from the Furnace tapped while the slag passed through the furnace at the other end of the same a tap opening 21 leaves. To achieve this, the freshness chamber is at the end 14 a slag bridge 22 is provided, which allows an outflow of slag together with the rejuvenated steel prevented.

Der gefrischte Stahl strömt beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 durch die Abstichöffnung 21 in eine getrennte Desoxydationskammer 23, in welche durch einen Trichter 24 Desoxydationsmittel eingegeben werden. Wenn infolge der Des oxydation kleine Mengen Schlacke in der Desoxydationskammer 23 gebildet werden, so sticht man diese Schlacke durch eine Hilfsabstichöffnung 23' ab. Die Desoxydationskammer 23 kann auch die Form eines Entgasungsapparates besitzen, der beispielsweise in der australischen Patentschrift 279 591 beschrieben ist. The refined steel flows in the exemplary embodiment according to FIG. 1 and 2 through the tap opening 21 into a separate deoxidation chamber 23, into which Deoxidizing agent can be entered through a funnel 24. If as a result of the Small amounts of slag are formed in the deoxidation chamber 23, this slag is then tapped through an auxiliary tap opening 23 '. The deoxidation chamber 23 can also be in the form of a degassing apparatus, which is shown, for example, in Australian Patent 279,591.

Auch kann die Desoxydation in einer leicht entfernbaren Gasglocke oder einer feststehenden Gasglocke durchgeführt werden, wobei in beiden Fällen die Schmelze währen der Entgasung bzw. Desoxydation induktiv gerührt wird.The deoxidation can also be carried out in an easily removable bell jar or a fixed gas bell, in both cases the Melt is stirred inductively during degassing or deoxidation.

Der Mehrzonenschmelzofen aus F i g. 1 und 2 besitzt zwei Gasauslaßleitungen 25 und 26, wobei sich die eine Gasauslaßleitung 25 am Ende der Schlackeabscheidekammer 15 und die andere Gasauslaßleitung 26 am Eingang in die Frischkammer 14 nahe der Lichtbogenschmelzkammer 6 befindet. The multi-zone melting furnace from FIG. 1 and 2 has two gas outlet lines 25 and 26, the one gas outlet line 25 being at the end of the slag separation chamber 15 and the other gas outlet line 26 at the entrance to the fresh chamber 14 near the Arc melting chamber 6 is located.

In den Ofen kann Schrott, der beispielsweise in derselben Anlage entstanden ist, in zwei Formen eingegeben werden, nämlich a) in zerkleinerter Form durch Öffnungen an geeigneten Stellen der Seitenwand des Ofens, um die Erosion der feuerfesten Ofenauskleidung zu verringern, oder b) als Strom aus geschmolzenem Roheisen oder Halbstahl, der durch eine Rinne 27 beispielsweise nahe der Verbindungsstelle zwischen der Schlackeabscheidekammer 15 und der Lichtbogenschmelzkammer 6 in den Ofen gelangt, und zwar in einer solchen Richtung, daß er die gewünschten Strömungsverhältnisse in der Schmelze unterstützt. Scrap from the same plant, for example, can be put into the furnace has arisen, can be entered in two forms, namely a) in crushed form through openings at suitable points in the side wall of the furnace to prevent erosion of the refractory furnace lining, or b) as a stream of molten pig iron or half steel, which is through a channel 27, for example near the connection point between the slag separation chamber 15 and the arc melting chamber 6 in the Furnace arrives, in such a direction that it has the desired flow conditions supported in the melt.

Die Bodenneigungen und Tiefen der Herdabschnitte des Ofens sind aus F i g. 2 zu erkennen, wobei der Boden der herdförmigen Schlackeabscheidekammer 15 von der Abstichöffnung 21 aus nach unten geneigt verläuft, so daß das in der Schlackeabscheidekammer 15 aus der Schlacke abgeschiedene Metall wieder in die Lichtbogenschmelzkammer 6 zurückwandert. The bottom slopes and depths of the hearth sections of the oven are off F i g. 2 to be recognized, whereby the bottom of the hearth-shaped slag separation chamber 15 inclines downward from the tap opening 21, so that the in the Slag separation chamber 15 from the slag separated metal back into the arc melting chamber 6 wanders back.

Außerdem ist eine Hilfsabstichöffnung 28 vorgesehen, um den Ofen am Ende einer Reise vollständig entleeren zu können. Diese Hilfsabstichöffnung liegt beispielsweise an der Seite der Lichtbogenschmelzkammer 6, wie F i g. 1 zeigt. An auxiliary tap opening 28 is also provided around the furnace to be able to completely empty it at the end of a trip. This auxiliary tapping opening is located for example on the side of the arc melting chamber 6, as shown in FIG. 1 shows.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Mehrzonenschmelzofens ist eine Schlackeabscheidekammer 29 mit der Frischkammer 14 nahe dem Anschluß der letzteren an die Lichtbogenschmelzkammer 6 verbunden. Eine Lanze 16 a ist so geneigt angeordnet, daß aus derselben ausströmendes Gas eine Strömung der Schlacke in derselben Richtung wie die Schmelze unterstützt, während eine weitere Lanze 16 b so angeordnet ist, daß das aus dieser ausströmende Gas einen Gegenstrom der Schlacke zur Schmelze unterstützt. Die aus beiden Lanzen ausströmenden Gase bewegen die Schlacke im großen und ganzen in Richtung zur Schlackenabscheidekammer 29. In the embodiment of the multi-zone melting furnace shown in FIG is a slag separation chamber 29 with the fresh chamber 14 near the connection of the the latter is connected to the arc melting chamber 6. A lance 16 a is inclined arranged that gas flowing out of the same causes a flow of the slag in the same Direction as the melt is supported while another lance 16 b is arranged is that the gas flowing out of this is a countercurrent of the slag to the melt supports. The gases flowing out of both lances move the slag by and large and all in the direction of the slag separation chamber 29.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Desoxydationskammer 23 mit der Frischkammer 14 in einem Stück hergestellt. Ein Ausströmen von Schlacke mit der Schmelze aus der Frischkammer 14 in die Desoxydationskammer 23 wird durch eine flüssigkeitsgekühlte Schlackebrücke 30 verhindert. Es ist nur ein Gasauslaß 31 an oder nahe dem Ende der Schlackeabscheidekammer 29 vorgesehen. In this embodiment, the deoxidation chamber 23 is with the fresh chamber 14 made in one piece. An outflow of slag with the melt from the fresh chamber 14 in the deoxidation chamber 23 is through a liquid-cooled slag bridge 30 prevents. There is only one gas outlet 31 on or provided near the end of the slag separation chamber 29.

Beim Mehrzonenschmelzofen aus F i g. 4 und 5 ist die Frischzone in zwei Kammern 32 und 33 unterteilt, in denen jeweils ein Gegenstrom zwischen Schlacke und Schmelze vorhanden ist. Jede dieser Frischzonen bzw. Frischkammern ist mit einer eigenen Schlackeabscheidekammer 34 bzw. 35 verbunden, die jeweils eine Abstichöffnung 36 bzw. 37 aufweist. Außerdem sind flüssigkeitsgekühlte Trennwände 38, 39 und 40 und flüssigkeitsgekühlte Wehre 41 vorgesehen, um die verschiedenen Zonen voneinander zu trennen. In the case of the multi-zone melting furnace from FIG. 4 and 5 is the fresh zone in two chambers 32 and 33 divided, in each of which there is a countercurrent between slag and melt is present. Each of these fresh zones or fresh chambers has one own slag separation chamber 34 and 35, each with a tapping opening 36 and 37, respectively. In addition, there are liquid-cooled partitions 38, 39 and 40 and liquid-cooled weirs 41 provided to separate the different zones from one another to separate.

Beispiel Die beachtlichen metallurgischen Vorteile der Erfindung zeigten sich bei einer Reihe von Versuchen in einer kleinen Versuchsanlage in Cockle Creek, New South Wales, Australien, wobei diese Versuchsanlage einen Ofen besitzt, der im wesentlichen dem in F i g. 3 schematisch dargestellten Ofen entspricht. Example The considerable metallurgical advantages of the invention were shown in a series of experiments in a small pilot plant in Cockle Creek, New South Wales, Australia, this pilot plant having a furnace, which is essentially the same as in FIG. 3 corresponds to the furnace shown schematically.

Die Schlackeabscheidekammer 29 ist an die Frischkammer 14 nahe der Verbindundssstelle letzterer mit der Lichtbogenschmelzkammer 6 angeschlossen Die Lichtbogenschmelzkammer und die Frischkammer des Ofens waren mit Magnesiumoxyd-Steinen hoher Qualität ausgekleidet, während die Schlackeabscheidekammer mit basischem eingestampftem oder eingeschmiertem Material ausgekleidet war, das ebenfalls einen hohen Magnesiumoxydgehalt aufwies.The slag separation chamber 29 is close to the fresh chamber 14 Connection point of the latter connected to the arc melting chamber 6 The arc melting chamber and the fresh chamber of the furnace were made of magnesia bricks high quality, while the slag separation chamber is lined with basic pulped or lubricated material, which was also lined with a high magnesium oxide content exhibited.

Um eine Erosion der basischen Ziegel bzw. Auskleidesteine bei langen kontinuierlichen Schmelz-Frisch-Reisen des Ofens zu verringern, war ein luftgekühlter Kanal in dem Ofengehäuse an der Schlak- kenlinie um die gesamte Schmelzkammer und auch die gesamte Frischkammer geführt. Außerdem wurde Schlackenerosion in der Schmelzkammer durch periodische Zugabe von kaltem zerkleinertem Stahlschrott verringert, dem ein Gemisch aus stückiger Knochenkohle od. dgl. und Ferro-Silicium beigegeben war, wobei diese Zugabe des Schrottgemisches an den Seitenwänden der Schmelzkammer und insbesondere dort erfolgte, wo die Hitzestrahlung der Lichtbögen am größten war. To avoid erosion of the basic bricks or lining stones in the case of long Reducing the furnace's continuous melting-fresh travel was an air-cooled one Channel in the furnace housing at the line around the entire melting chamber and also the entire fresh room. In addition, there was slag erosion in the melting chamber reduced by periodic addition of cold crushed steel scrap, the one Mixture of lumpy charcoal or the like and ferro-silicon was added, with this addition of the scrap mixture on the side walls of the melting chamber and in particular took place where the heat radiation of the arcs was greatest.

In die Schmelzzone wurden hauptsächlich in einem rotierenden Schachtofen hergestellte weißglühende metallisierte Pellets über eine Schüttrinne durch die zentrale Einlaßöffnung 11 direkt in die heiße Lichtbogenzone eingegeben. Die Pellets wurden so heiß wie möglich und gewöhnlich mit einer Temperatur im Bereich von 1000bis 11000 C zugeführt, wodurch viel elektrische Energie gespart wird, die sonst benötigt würde, um die für den Schmelzvorgang erforderliche Hitze von den Lichtbögen auf das Material zu übertragen. Die auf diese Weise erzielte Energieersparnis lag im Bereich von 200/0. In the melting zone were mainly in a rotating shaft furnace produced incandescent metallized pellets via a chute through the central inlet port 11 entered directly into the hot arc zone. The pellets got as hot as possible and usually with a temperature in the range of 1000 bis 11000 C, which saves a lot of electrical energy that would otherwise be required to get the heat required for the melting process from the arcs to transfer the material. The energy saving achieved in this way was in Range from 200/0.

Es wurden viele verschiedene metallisierte Pellets verwendet, von denen die meisten auf zwei gehaltvollen Ausgangsmaterialien basierten, deren durchschnittliche Zusammensetzung die folgende ist: Feinkörniges Palabora Hamersley- Hematit Magnetft Material Konzentrate Fe insgesamt, % . 67,5 67,2 Mn, % .. . . Spuren 0,15 SiO2, % .. . 2,1 0,3 Al2O3, % . 1,0 0,7 TiO2, % ......... . Spuren 0,6 Gebundenes H2O, % .. 0,3 Spuren S, %. . 0,02 0,03 P, % .... . 0,03 0,02 CaO, % . . Spuren 1,0 MgO, % ... ... .. Spuren 2,3 nicht identifizierbare Materialien . . Rest Die meisten Pellets wurden aus einem Gemisch aus Erz, Kohle und CaO im Verhältnis 79: 17 : 4 hergestellt. Die zusammengesetzten feuchten Pellets ließ man an Luft aufkohlen und für eine Zeitdauer von wenigstens 30 Stunden trocknen, bevor sie in den zum Metallisieren bestimmten Ofen eingegeben wurden.A wide variety of metallized pellets have been used, most of which were based on two substantial raw materials, the average composition of which is as follows: Fine-grain palabora Hamersley Hematite Magnetft Material concentrates Total Fe,%. 67.5 67.2 Mn,% ... . Lanes 0.15 SiO2,% ... 2.1 0.3 Al2O3,%. 1.0 0.7 TiO2,% .......... Lanes 0.6 Bound H2O,% .. 0.3 traces S,%. . 0.02 0.03 P,% ..... 0.03 0.02 CaO,%. . Lanes 1.0 MgO,% ... ... .. traces 2,3 unidentifiable Materials . . rest Most pellets were made from a mixture of ore, coal and CaO in a ratio of 79: 17: 4. The assembled wet pellets were allowed to air carburize and dry for a period of at least 30 hours before being placed in the furnace for metallizing.

Die verwendete Knochenkohle wurde aus einer einen niedrigen Asche- und einen niedrigen Schwefelgehalt aufweisenden Braunkohle aus Yallourn, Victoria, Australien, hergestellt und besaß die folgende durchschnittliche Zusammensetzung auf Grundlage der Trockenstoffe: Fester Kohlenstoff .. . . 94,20/0 Flüchtige Bestandteile . 1,0% Asche ... 4,1% Schwefel ....................... 0,3% Nicht bestimmbare Materialien . 0,4% Die aus den beiden Erzgrundmischungen hergestellten metallisierten Pellets besaßen analytisch betrachtet folgende Zusammensetzung: Hamersley-Pellets 1 Palabora-Pellets Fe insgesamt, °/0 . @ 82 bis 88,5 80,5 bis 88,0 MetallischesFe, % .. ....... . 75 bis 83 73 bis 82,5 Kohlenstoff, °/o . @ @ .. 3,5 bis 4,1 3,2 bis 4,5 Schwefel, % .. . 0,04 bis 0,06 0,05 bis 0,07 Phosphor, % .. ...... .......... .... . ... 0,02 bis 0,04 0,02 bis 0,03 Andere Materialien (Sauerstoff + Erzgestein + Kalk), % ....... . . . 12 bis 7,0 13,2 bis 6,8 Laugen/Säure-Verhältnis, etwa . @ 1,0 etwa 1,5 Da der kleine Versuchs ofen keine Induktionsrührer aufwies, wurde eine Zirkulation der Schmelze in der Schmelzzone durch tangentiales Einblasen eines dichten Kohle-Luft- oder Knochenkohle-Luft-Gemisches durch zwei flüssigkeitsgekühlte Lanzen erzielt, die bis gerade unter den Schlacke-Metallspiegel nahe der Peripherie der kreisförmigen Schmelzkammer eingetaucht waren.The bone char used was made from a low ash, low sulfur lignite from Yallourn, Victoria, Australia and had the following average composition on a dry solids basis: Solid carbon ... . 94.20 / 0 volatile components. 1.0% ash ... 4.1% sulfur ....................... 0.3% non-determinable materials. 0.4% The metallized pellets produced from the two ore base mixes had the following analytical composition: Hamersley Pellets 1 Palabora Pellets Total Fe, ° / 0. @ 82 to 88.5 80.5 to 88.0 Metallic Fe,% .. ........ 75 to 83 73 to 82.5 Carbon, ° / o. @ @ .. 3.5 to 4.1 3.2 to 4.5 Sulfur,% ... 0.04 to 0.06 0.05 to 0.07 Phosphorus,% .. ...... .......... ..... ... 0.02 to 0.04 0.02 to 0.03 Other materials (oxygen + ore rock + Lime),% ........ . . 12 to 7.0 13.2 to 6.8 Base / acid ratio, approx. @ 1.0 about 1.5 Since the small experimental furnace did not have an induction stirrer, circulation of the melt in the melting zone was achieved by tangentially blowing in a dense coal-air or bone-coal-air mixture through two liquid-cooled lances that were just below the slag metal level near the periphery of the circular melting chamber.

Dieser Einblasvorgang diente nicht nur dazu, eine Zirkulation der Schmelze in horizontaler Ebene aufrechtzuerhalten, sondern unterstützte auch das Aufrechterhalten des gewünschten Kohlenstoffgehaltes in dem in der Schmelzkammer befindlichen Metall, so daß dasselbe sich stets im Halbstahlbereich befand. Typische Analysen des in der Schmelzkammer befindlichen Halbstahles lagen in folgenden Bereichen: C,O/o . ...... 2,3 bis 2,6 Si,O/o .... 0,3 bis 0,5 Mn, % .. ....... 0,02 bis 0,1 Ti, % . . ..... Spuren bis 0,03 S, % 0,04 bis 0,06 P, % . . ..... 0,03 bis 0,06 Fe, °/o . . . Rest Die Temperatur der in der Schmelzkammer befindlichen Schmelze wurde soweit wie möglich im Bereich zwischen 1475 und 15100 C gehalten, wobei als Folge der Reaktion des in der Schmelze befindlichen Kohlenstoffes und des Restgehaltes an FeO der zugebenen Pellets und in der Schlacke ein leichtes Brodeln stattfand. Diese Reaktion kann durch folgende Gleichung dargestellt werden: (FeO) + [C] # Fe + CO Der erzeugte Halb stahl strömt kontinuierlich aus der Schmelzkammer in die Frischkammer, wo er nach und nach mit Sauerstoff zu Stahl gefrischt wurde. Der Sauerstoff (02) wurde in den langsam fließenden Metallstrom durch vier bis sechs Lanzen eingeblasen, wobei die größere Anzahl der Lanzen verwendet wurde, wenn ein niedriggekohlter Stahl hergestellt werden sollte. Die Lanzen standen etwa in einem Winkel von 600 zur Horizontalen und waren so in die Frischkammer gerichtet, daß sie einen Gegenstrom der beim Frischen entstandenen Schlacke gegenüber der Schmelze unterstützten. This blowing process was not only used to create a circulation of the Maintaining melt in a horizontal plane, but also supported that Maintaining the desired carbon content in that in the melting chamber located metal, so that it was always in the half-steel area. Typical Analyzes of the half-steel in the melting chamber were in the following areas: C, O / o. ...... 2.3 to 2.6 Si, O / o .... 0.3 to 0.5 Mn,% ... ....... 0.02 to 0.1 Ti,%. . ..... traces up to 0.03 S,% 0.04 to 0.06 P,%. . ..... 0.03 to 0.06 Fe, ° / o. . . Remainder The temperature of the melt in the melting chamber was kept as far as possible in the range between 1475 and 15100 C, whereby as Result of the reaction of the carbon in the melt and the residual content on FeO of the added pellets and in the slag a slight boiling took place. This reaction can be represented by the following equation: (FeO) + [C] # Fe + CO The semi-steel produced flows continuously from the melting chamber into the Fresh chamber, where it was gradually refined to steel with oxygen. The oxygen (02) was blown into the slowly flowing stream of metal through four to six lances, the greater number of lances being used when a low carbon steel should be established. The lances were at an angle of about 600 to the horizontal and were directed into the freshness chamber in such a way that they countercurrent to that of freshness supported the resulting slag in relation to the melt.

Die Frischschlacke wurde durch Zugabe eines Gemisches von 90 °/o leichtgebranntem Kalk und 10 0/o Fluorit durch eine nahe der letzten Sauerstofflanze liegende Hilfslanze aus alitiertem Stahl erzeugt. The fresh slag was by adding a mixture of 90% lightly burnt lime and 10% fluorite by a near the last oxygen lance Horizontal auxiliary lance made of alloyed steel.

Diese Schlacke war dort, wo sie entstand, praktisch »unendlich« basisch und besaß somit ein hohes Frischvermögen für Schwefel und Phosphor. Beim Strömen in Gegenrichtung über die Metallschmelze nahm die Schlacke nach und nach diese Elemente und später auch Kieselsäure auf und vereinigte sich schließlich mit der in derselben Richtung wie das Metall fließenden Schlacke und gelangte zusammen mit derselben in die Schlackeabscheidekammer. Es bestand keine Möglichkeit, daß sich Schwefel und Phosphor wieder aus der heißen Schlacke abschieden und in den heißen Stahl zurückkehrten, wie das bei anderen bekannten Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Stahl der Fall ist.This slag was practically "infinitely" basic where it originated and thus had a high freshness for sulfur and phosphorus. At the Stream in the opposite direction over the molten metal, the slag gradually took these elements and later also silicic acid and finally united with that in it Direction as the metal flowing slag and got along with the same into the slag separation chamber. There was no possibility of sulfur and remove phosphorus from the hot slag and return to the hot steel, like that of other known methods of continuously making steel the case is.

Das Ziel bei den meisten Versuchen bestand darin, am Ende eine Schlacke zu erzeugen, bei der das Verhältnis von CaO + MgO : SiO2 + Al202 zwischen 2 und 2,5 lag, jedoch war, wie bereits oben ausgeführt, die Basizität der Schlacke in der Frischzone über den größten Teil der Länge derselben vielfach höher und näherte sich dem Wert »unendlich« in Richtung zur Stelle der Kalkzugabe. The goal with most of the trials was to get a slag in the end in which the ratio of CaO + MgO: SiO2 + Al202 between 2 and 2.5, but, as already stated above, the basicity of the slag was in the fresh zone over the greater part of its length is many times higher and approached the value "infinite" towards the point of addition of lime.

Die Eisenverluste in der Schlacke waren gering. The iron losses in the slag were low.

Der Gesamtgehalt von Fe in der Schlacke, der bisher im Durchschnitt zwischen 10 und 12 Gewichtsprozent des hergestellten Stahles liegt, lag bei den Versuchen zwischen 3 und 7 0/o. Der FeO-Gehalt konnte auf sehr geringe Werte gebracht werden, die denen der Schlacke von Hochöfen nahekommen, indem Knochenkohle oder schlecht flüchtige Kohle in die Schlacke am Anfang ihres Weges durch die Schlackesammel- und Schlackeabscheidezone eingespritzt oder eingegeben wurden. Das durch die Reaktion (FeO) in der Schlacke + C # Fe + CO entstandene ausgefallene Eisen setzte sich auf den geneigten Herdboden der Schlackeabscheidekammer ab und wanderte auf Grund der Schwerkraft aus der Schlackeabscheidekammer in den in der Frischzone befindlichen Hauptstrom der Schmelze zurück.The total content of Fe in the slag, so far on average is between 10 and 12 percent by weight of the steel produced, was at the Try between 3 and 7 0 / o. The FeO content could be brought to very low values which come close to those of the slag from blast furnaces by adding bone char or poorly volatile coal in the slag at the beginning of its way through the slag collecting and slag separation zone were injected or entered. That through the reaction (FeO) precipitated iron formed in the slag + C # Fe + CO sat on the inclined hearth floor of the slag separation chamber and wandered due to the Gravity from the slag separation chamber into those in the fresh zone Main stream of the melt back.

Durch die erläuterte Arbeitsweise konnte in Abhängigkeit von der in die durch die Frischzone strömende Schmelze eingeblasenen Sauerstoffmenge Stahl mit jedem gewünschten Kohlenstoffgehalt erzeugt werden. Die anderen, als Verunreinigung anzusehenden Elemente wie Schwefel und Phosphor waren nur in geringen Mengen vorhanden. Eine typische Analyse eines niedriggekohlten Stahles war: C . . ...... .. 0,11% Si ... ..... . 0,01% Mn . ..... 0,01% Ti ............... Spuren auch bei Stahl, der aus Ti-haltigen Palabora-Pellets hergestellt wurde S ....... ........ 0,0120/0 P ................ 0,004% Insbesondere niedriggekohiter Stahl benötigte eine Desoxydation und Entgasung in einer besonderen Kammer 23, bevor er vergossen werden konnte. Im wirtschaftlichen und praktischen Betrieb erreicht man dies durch Zugabe handelsüblicher Desoxydationslegierungen oder beispielsweise durch eine kontinuierliche Vakuumbehandlung. Due to the working method explained, depending on the steel is blown into the melt flowing through the fresh zone can be produced with any desired carbon content. The others, as pollution Notable elements such as sulfur and phosphorus were only present in small quantities. A typical analysis of a low carbon steel was: C. . ...... .. 0.11% Si ... ...... 0.01% Mn. ..... 0.01% Ti ............... traces also on steel, made from Ti-containing Palabora pellets S ....... ........ 0.0120 / 0 P ................ 0.004% In particular, low-grade steel was needed a deoxidation and degassing in a special chamber 23 before being potted could be. In economic and practical operation, this is achieved through Addition of commercially available deoxidation alloys or, for example, by a continuous one Vacuum treatment.

Patentansprüche: 1. Mehrzonenschmelzverfahren für die kontinuierliche Herstellung von Stahl durch elektrothermische Reduktion von oxydischen Erzen. Claims: 1. Multi-zone melting process for continuous Manufacture of steel by electrothermal reduction of oxide ores.

Einschmelzen und Frischen, g e k e n n z e i c h -net durch die Kombination folgender an sich bekannter Maßnahmen: a) kontinuierliches Einbringen von vorerhitzten und vorreduzierten, agglomerierten oder zerkleinerten oxydischen Erzen in die Lichtbogenschmelzzone (6); b) induktives Umrührea der Schmelze in der Licntbogenschmelzzone (6); c) kontinuierliches Weiterleiten der Schmelze aus der Lichtbogenschmelzzone (6) in die Frischzone (14), in welcher die Schmelze an mehreren nacheinander angeordneten Stellen mit sauerstoffhaltigem Gas gefrischt wird; d) kontinuierlicher Gegenstrom zwischen Schlacke und Schmelze zur Schlackenabscheidezone (15, 29) und zum davon getrennten Metallabstich (23). Melting down and freshening, g e k e n n n z e i c h -net through the combination the following known measures: a) continuous introduction of preheated and pre-reduced, agglomerated or crushed oxide ores into the arc melting zone (6); b) inductive stirring a of the melt in the light arc melting zone (6); c) continuous Forwarding the melt from the arc melting zone (6) into the fresh zone (14), in which the melt at several successively arranged points with oxygen-containing Gas is refined; d) continuous countercurrent between slag and melt to the slag separation zone (15, 29) and to the metal tapping (23) separated therefrom.

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz mit einer Temperatur zwischen 400 und 12500 C in die Lichtbogenschmelzzone eingegeben wird, um einen Halbstahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,5 und 4 ovo und mit einem Siliciumgehalt von nicht mehr als I°/o zu erzeugen. 2. The method according to claim 1, characterized in that the ore entered into the arc melting zone at a temperature between 400 and 12500 C is used to produce a half steel with a carbon content between 0.5 and 4 ovo and with a silicon content of not more than 10%. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz mit einer Temperatur zwischen 850 und 1100 C eingegeben wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the ore is entered with a temperature between 850 and 1100 C. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Lichtbogenschmelzzone aggiomeriefles vorreduziertes Eisenerz mit einem Kohlenstoffrestgehalt von 2,5 bis 6 0/o als Ausgangsmaterial eingegeben wird. 4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that in the arc melting zone aggiomeriefles pre-reduced iron ore with a residual carbon content of 2.5 to 6 0 / o entered as the starting material will. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Schmelzzone befindliche Halbstahl einen Kohlenstoffgehalt zwischen 1,5 und 2,5°'o und einen Siiiciumgehalt zwischen 0,1 und 0,5 O/o aufweist. 5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the half-steel located in the melting zone has a carbon content between 1.5 and 2.5% and a silicon content between 0.1 and 0.5%. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Metalls in der Lichtbogenschmelzzone im Bereich zwischen 1420 bis 15000 C gehalten wird. 6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that the temperature of the metal in the arc melt zone is in the range is kept between 1420 and 15000 C. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 zs 6. dadurch gekennzeichnet, daß in zwei voneinander getrennten Zonen gefrischt wird, wobei Silicium und Schwefel und ein Teil des Phosphors in der ersten Frischzone, in welcher die Schlacke im wesentlichen in derselben Richtung wie der Halbstahl strömt, entfernt werden. während in der zweiten Frischzone, in der die Schlacke entgegengesetzt zum Metall strömt das Entkohlen und das Entfernen von Phosphor überwiegt. 7. The method according to one or more of claims 1 zs 6. thereby characterized in that refining is carried out in two separate zones, silicon and sulfur and part of the phosphorus in the first fresh zone in which the Slag is removed in substantially the same direction as the half-steel flows will. while in the second fresh zone, in which the slag is opposite to the Metal flows decarburizing and removing phosphorus predominates. 8. Mehrzonenschmelzofen für die kontinuierliche Herstellung von Stahl mit einer Elektroreduktionskammer und einer Aufblas-Frischkammer, nach dem Verfahren aus einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine an sich bekannte Schlackenabscheidekammer (15, 29) mit vom Metallabstich (23) getrenntem Schlackenabstich vorgesehen ist 8. Multi-zone melting furnace for the continuous production of steel with an electro-reduction chamber and an inflation freshening chamber, according to the process from one of the preceding claims, characterized in that additionally one per se known slag separation chamber (15, 29) with a separate from the metal tap (23) Slag tapping is provided
DE19681800131 1968-10-01 1968-10-01 Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel Withdrawn DE1800131B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681800131 DE1800131B1 (en) 1968-10-01 1968-10-01 Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681800131 DE1800131B1 (en) 1968-10-01 1968-10-01 Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1800131B1 true DE1800131B1 (en) 1971-05-27

Family

ID=5709113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681800131 Withdrawn DE1800131B1 (en) 1968-10-01 1968-10-01 Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1800131B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2535207A1 (en) * 1975-08-07 1977-02-24 Demag Ag Steel mfr. from prereduced ore pellets or sponge - where charge flows horizontally through multi-electrode arc melting furnace
EP0171438A1 (en) * 1984-02-04 1986-02-19 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method for regulating components of molten iron flowing from shaft furnace
EP0172913A1 (en) * 1984-02-04 1986-03-05 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Process and device for removing impurities contained in melted iron flowing from shaft furnace
EP0549798A1 (en) * 1990-09-18 1993-07-07 LUPEIKO, Vitold Marianovich Method and device for obtaining steel in a liquid bath
WO1996032505A1 (en) * 1995-04-10 1996-10-17 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE537844A (en) *
US1819239A (en) * 1925-06-01 1931-08-18 Albert E Greene Electric smelting apparatus and process
US1987952A (en) * 1930-09-09 1935-01-15 Murray O Hayes Charge preheating and reduction device
GB961408A (en) * 1960-06-14 1964-06-24 Demag Elektrometallurgie Gmbh Process and apparatus for the production of steel
FR1482929A (en) * 1966-04-01 1967-06-02 Siderurgie Fse Inst Rech Process of making a metal in an electric furnace
US3326672A (en) * 1963-02-21 1967-06-20 Farnsfield Ltd Refining of metals and alloys
US3353807A (en) * 1963-10-29 1967-11-21 Beteiligungs & Patentverw Gmbh Smelting furnace for the production of steel
AT261645B (en) * 1964-02-14 1968-05-10 Siderurgie Fse Inst Rech Method and device for the continuous refining of metals

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE537844A (en) *
US1819239A (en) * 1925-06-01 1931-08-18 Albert E Greene Electric smelting apparatus and process
US1987952A (en) * 1930-09-09 1935-01-15 Murray O Hayes Charge preheating and reduction device
GB961408A (en) * 1960-06-14 1964-06-24 Demag Elektrometallurgie Gmbh Process and apparatus for the production of steel
US3326672A (en) * 1963-02-21 1967-06-20 Farnsfield Ltd Refining of metals and alloys
US3353807A (en) * 1963-10-29 1967-11-21 Beteiligungs & Patentverw Gmbh Smelting furnace for the production of steel
AT261645B (en) * 1964-02-14 1968-05-10 Siderurgie Fse Inst Rech Method and device for the continuous refining of metals
FR1482929A (en) * 1966-04-01 1967-06-02 Siderurgie Fse Inst Rech Process of making a metal in an electric furnace

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2535207A1 (en) * 1975-08-07 1977-02-24 Demag Ag Steel mfr. from prereduced ore pellets or sponge - where charge flows horizontally through multi-electrode arc melting furnace
EP0171438A1 (en) * 1984-02-04 1986-02-19 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method for regulating components of molten iron flowing from shaft furnace
EP0172913A1 (en) * 1984-02-04 1986-03-05 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Process and device for removing impurities contained in melted iron flowing from shaft furnace
EP0172913A4 (en) * 1984-02-04 1986-06-05 Nippon Kokan Kk Process and device for removing impurities contained in melted iron flowing from shaft furnace.
EP0171438A4 (en) * 1984-02-04 1986-06-05 Nippon Kokan Kk Method for regulating components of molten iron flowing from shaft furnace.
EP0549798A1 (en) * 1990-09-18 1993-07-07 LUPEIKO, Vitold Marianovich Method and device for obtaining steel in a liquid bath
EP0549798A4 (en) * 1990-09-18 1994-02-09 Vitold Marianovich Lupeiko
WO1996032505A1 (en) * 1995-04-10 1996-10-17 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process
KR100266826B1 (en) * 1995-04-10 2000-09-15 암루쉬 만프레드, 프로머 우어줄라 The steel making process and plant
US6241798B1 (en) 1995-04-10 2001-06-05 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT266461B (en) Process for the continuous smelting of small-sized ores or concentrates in a hearth furnace and device for carrying out the process
DE69830924T2 (en) DIRECT MELTING METHOD FOR PRODUCING METALS FROM METAL OXIDES
EP0302111B1 (en) Method and furnace for making iron-carbon intermediate products for steel production
EP1627084B1 (en) Method for utilizing slag
EP0938591B1 (en) Steel slag and ferriferous material reprocessing process useful to produce pig iron and environmentally compatible slags
DE2723857A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR STEEL PRODUCTION
EP0657549A1 (en) Process for producing an iron melt
DE4429653A1 (en) Converter and method for refining molten metals, in particular from pig iron to steel
EP0046146B1 (en) Use of a muffle furnace for the dezincification of oxidic ferriferous materials containing zinc
EP0820528B1 (en) Iron smelting process and plant according to the multiple zone smelting process
EP0199714B1 (en) Process for the production of steel from sponge iron and plant for carrying out the process
DE2611889C3 (en) Process for the production of binders from metallurgical waste
DE69927273T2 (en) DIRECT MELTING PROCESS
DE60204221T2 (en) METHOD FOR PRODUCING LIQUID CHROMIS IN AN ELECTRIC OVEN
DE1800131B1 (en) Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel
EP0252308B1 (en) Process for treating metal melts and installation for performing the method
US3752663A (en) Continuous production of liquid steel using arc furnaces
DE2757444C3 (en) Process for the production of synthetic cast iron
DE2637271A1 (en) CONTINUOUS METALLURGICAL SLAG blown process
DE1800131C (en) Multi-zone melting process and multi-zone melting furnace for the continuous production of steel
DE10333764B3 (en) Charging fine, directly-reduced iron particles into arc furnace, passes stream of bulk material from downcomer through orifice plate, to enter furnace largely undisturbed
DE3442245C2 (en)
DE3726053C2 (en)
DE2146434A1 (en) Continuous smelting and/or refining - with countercurrent slag flow
AT255461B (en) Process and fresh vessels for converting pig iron into steel

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee