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"Konverter zum Frischen von Roheisen" Zusatz zu Patentanmeldung P
15 83 968.6 Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 15 83 968.6 ist ein Verfahren
zum Frischen von Roheisen in einem bodenblasenden Konverter, bei dem Sauerstoff
und ein stickstofffreies Kühlgas über im Konverterboden angeordnete Düsenrohre in
die Schmelze eingeblasen werden und durch ein ein- bzw. zweiseitiges Einblasen der
Frisch- und Kühlgase eine gerichtete Umlaufbewegung der Schmelze erzeugt wird.
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Das Verfahren nach der Hauptanmeldung wird in einem Konverter mit
einem eingesetzten Boden durchgeführt, bei dem ein wesentlicher Teil der Fläche
des Konverterbodens düsenfrei ist. In einem derartigen Konverter steigt die Schmelze
zusammen mit den eingeblasenen Frischgasen im i)üsenbereich nach oben, während im
düsenfreien Bereich ein Sog nach unten und in Richtung auf die Düsen entsteht, so
daß sich insgesamt eine gerichtete Umlaufbewegurig ergibt. Eine derartige Umlaufbewegung
ist im Hinblick auf einen möglichst weitgehenden Stoffaustausch und die instellung
eines Gleichgewichtes zwischen der Schmelze und
der Frischechlacke
bei dem Verfahren nach der Hauptanmeldung von großer Bedeutung, da wegen der im
Vergleich zum herkömmlichen mit Luft oder sauerstoffangereicherter Luft betriebenen
bodenblasenden Konverter die Durchwirbelung der Schmelze wegen Fehlens des Ballaststickstoffs
bei weitem nicht so gut ist0 Gleichwohl besitzt das Verfahren nach der Hauptanmeldung
gegenüber dem herkömmlichen Thomas-Verfahren eine Reihe von Vorteilen, die sich
insbesondere aus dem höheren Schrottsatz, der wesentlich größeren Bodenhaltbarkeit
und der Qualität des gefrischten Stahls ergeben, die in jedem Falle an die Qualitäten
heranreicht, wie sie beim Sauerstoff-Aufblasverfahren erzielt werden. Aber auch
gegenüber dem Sauerstoff-Aufblasverfahren besitzt das Verfahren nach der Hauptanmeldung
den Vorteil eines höheren Schrottsatzes und vor allem eines niedrigeren Stickstoffgehaltes,
da die Schmelze praktisch nicht mit Stickstoff oder stickstoffhaltigen Gasen in
Berührung kommt, während beim Sauerstoff-Aufblasverfahren durch die Ejektorwirkung
des aus der Lanze austretenden Sauerstoffs ständig stickstoffhaltige Luft in den
Konverter gesaugt wird. Außerdem läßt sich nach dem Verfahren der Hauptanmeldung
im Gegensatz zu dem in solchen Fällen mit zwei Schlacken arbeitenden Sauerstoff-Aufblasverfahren
ein phosphorreiches Roheisen (Thomas-Roheisen) mit nur einer Schlacke frischen.
Schließlich zeichnet sich das Verfahren nach der Hauptanmeldung durch besonders
niedrige Sisenverluste aus, da der Eisengehalt der Schlacke außergewöhnlich niedrig
ist und es bei entsprechender Wahl des Kühl- bzw. Mantelgases, beispielsweise bei
Verwendung von Propangas, kaum noch zur Entwicklung von braunem, im wesentlichen
Eisenoxyd
enthaltenden Rauch kommt.
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Das bekannte Sauerstoff-Aufblasverfahren wird im allgemeinen in Konvertern
durchgeführt, die in bezug auf ihre Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet
sindo Dies findet seinen Grund nicht nur in der einfacheren Konstruktion, sondern
auch darin, daß die Sauerstofflanze möglichst axial in den Konverter hineinragen
soll. Damit ist der Vorteil verbunden, daß der Konverter nach zwei Seiten gekippt
werden kann; doho rotationssymmetrische Konverter werden im allgemeinen nach einem
Kippen in der einen Richtung abgeschlackt und nach einem Kippen in der anderen Richtung
entleert. Das zweimalige Kippen ist dabei mit keinen wesentlichen Nachteilen verbunden,
da im Gegensatz zum bodenblasenden Konverter während des Aufrichtens bzw.
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Kippens nicht geblasen zu werden braucht. Außerdem gestattet der rotationssymmetrische
Konverter eine einfachere Zustellung.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, einen
Konverter zu schaffen, der es gestattet, das Verfahren nach der Hauptanmeldung mit
besonderem Vorteil durchzuführen, und ein leichtes Abschlacken gestattet. Die Lösung
dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem bodenblasenden Konverter sämtliche Jeweils
aus einem Außen- und einem konzentrischen Innenrohr bestehende Düsen auf dem Bodenhalbmesser
liegen. Ein derartiger Konverter, bei dem die Düsen in einem Mittelstreifen des
Bodens angeordnet sind, kann rotationssymmetrisch zu seiner Längsachse ausgebildet
sein. Die Düsenreihe kann dabei in einem Abstand von den Seiten des Konverters enden,
der im Einzelfall von der Anzahl der Düsen abhängig ist.
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Ein rotationssymmetrischer Konverter mit in Reihe parallel zur Kippachse
auf dem Halbmesser liegenden Düsen gestattet ein Kippen und damit ein Beschicken
und Entleeren des Konverters auf zwei gegenüberliegenden Seiten0 Somit kann nach
einem Kippen in der einen Richtung abgeschlackt und nach einem Kippen in der entgegengesetzten
Richtung die Schmelze abgestochen werden. In Jedem Palle wird während des Kippens
fortlaufend Gas durch die Düsen geschickt, um deren Verstopfen und insbesondere
eine Berührung mit dem Stahl und der aggressiven Schlacke zu vermeiden. Das Abschlacken
wird beschleunigt, wenn die Düsen während des Abschlackens mit einem unter hohem
Druck stehenden Gas gespeist werden. In diesem Falle wird die Schlacke von den im
spitzen Winkel auf die Badoberfläche auftreffenden Gasstrahlen aus dem Konverter
gedrückt, wenn der Konverter über die Horizontale hinaus gekippt wird.
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Besonders günstige Verhältnisse beim Abschlacken ergeben sich, wenn
erfindungsgemäß die Längsachsen einiger oder sämtlicher Düsen geneigt in bezug auf
die Konverterlängsachse verlaufen, so daß die austretenden Gasstrahlen auch bei
einem in der Horizontallage befindlichen rotationssymmetrischen Konverter unter
einem spitzen Winkel auf die Schlackendecke bzw. Badoberfläche treffen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der Düsen in einem schmalen Streifen
auf dem Bodenhalbmesser führt zu einer sehr guten Baddurchmischung, da die Schmelze
in der über den Düsen liegenden Mittelzone nach oben steigt und im wesentlichen
an zwei gegenüberliegenden Konverterseiten nach unten strömt. Auf diese Weise ergibt
sich
trotz der verhältnismäßig geringen, in den Konverter eingeleiteten Gasmenge ein
ausgezeichneter Stoffaustausch in der Schmelze sowie zwischen der Schmelze und der
Schlacke.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einer£
vertikalen Längsschnitt durch einen rotationssymmetrischen Konverter nach der Erfindung,
Filz 2 einen Horizontalschnitt nach der Linie II-II in Pig. 1.
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Der erfindungsgemäße Konverter ist rotationssymmetrisch in bezug auf
die Konverterlängsachse 6 ausgebildet und besteht aus einem Stahlblechmantel 7.mit
einem feuerfesten Futter 8. In den Konverter 7, 8 ist ein auf einer Bodenplatte
9 ruhender Boden 11 aus feuerfestem Material, beispielsweise gebranntem Teerdolomit
eingesetzt. Der Konverterboden 11 besitzt mehrere in Reihe auf dem Bodenhalbmesser
12 parallel zur (nicht dargestellten) Kippachse des Konverters liegende Düsen 13.
Die Düsen 13 bestehen aus einem Außenrohr 14 und einem konzentrischen Innenrohr
15; sie sind an GaBleitungen 16 für das Kühl-bzw. Mantelgas und 17 für reinen Sauerstoff
angeschlossen.
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Das Frischen geschieht bei dem erfindungsgemäßen Konverter in der
Weise, daß über die Innenrohre 15 reiner Sauerstoff und über die Außenrohre 14 KUhl-
bzw. Mantelgas, beispielsweiae ein Xohlenwasserßtoffgae wie
Propan,
in den etwa bis zur Hälfte mit Roheisen gefüllten Konverter eingeblasen wird. Das
Kohlenwasserstoffgas verhindert ein rasches Abschmelzen der Düsenmündung und damit
einen vorzeitigen Verschleiß des Konverterbodens. Sofern die sich aus den Oxydationsprodukten
und den Zuschlägen bildende Srischschlacke abgezogen werden soll, wird der Konverter
aus der in Fig. 1 dargestellten Blasstellung bis über die Horizontale hinaus gekippt,
so daß der Badspiegel in einem spitzen Winkel zur Konverterlängsachse 6 verläuft.
Während des Kippens wird weiterhin mit Sauerstoff und Kohlenwasserstoffgas geblasen,
um eine Beschädigung der Düsen durch die Schmelze oder die Schlakke zu verhindern,
Da es sich bei den Kohlenwasserstoffen um unter hoher Wärmeentwicklung verbrennende
Gase handelt, ergibt sich eine sehr heiße Flamme bzw. ein entsprechend der Düsenanordnung
breitgefächerter Gasstrahl, der bei entsprechender Wahl des Gasdruckes die Schlacke
von der Badoberfläche zur Konvertermündung und damit aus dem Konverter drückt0 Die
hohe Temperatur des Gas strahls ergibt eine beachtliche Viskositätsverminderung
der Schlacke, so daß diese leicht aus dem Konverter abfließt. Stahlverluste treten
dabei im Gegensatz zu herkömmlichen bodenblasenden Konvertern nicht auf.
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Beim Abschlacken herkömmlicher bodenblasender Konverter muß dagegen
der Konverter so weit gekippt werden, daß der Badspiegel mindestens bis zur oberen
Kante des unteren Teils der Konvertermündung reicht, um die Schlacke weitestgehend
unter dem Einfluß der Schwerkraft von der Badoberfläche abzugießen0 Dabei sind zum
Teil beträchtliche Stahlverluste nicht zu vermeiden.
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Die vorerwähnte Erleichterung des Abschlackens ergibt
sich
sowohl bei einem nicht rotationssymmetrschen Konverter mit in herkömmlicher Weise
in bezug auf die Längsachse schräg verlaufender Mündungsebene und in einem Mittelstreifen
angeordneten achsparallelen Düsen als auch bei rotationssymmetrischen Konvertern,
bei denen einige der in einem Mittelstreifen angeordneten Düsen geneigt in bezug
auf die Konverterlängsachse verlaufen. Unabhängig von der Form des Konverters und
dem Verlauf der Düsen in bezug auf die Konverterlängsachse, besitzt der Konverter
die eingangs erwähnten metallurgischen Vorteile sowie eine Bodenhaltbarkeit, die
ein Mehrfaches derjenigen herkömmlicher bodenblasender Konverter beträgt.