DE1911994A1

DE1911994A1 - Schrotteinschmelzverfahren zur Stahlherstellung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1911994A1
Application number: DE19691911994
Authority: DE
Inventors: Geck Dr-Ing Hans Guenther; Langhammer Dr-Ing Hans Juergen
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1969-03-10
Filing date: 1969-03-10
Publication date: 1970-09-24
Also published as: FR2041068B2; GB1305914A; DE1911994C3; US3775544A; DE1911994B2; FR2041068A2

Description

KLÖCKNER-WERKE AG, Duisburg, Mülheimer fftP. 5(T " ^

Schrotteinschmelzverfahren zur Stahlherstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung

P 18 00 610.5-24)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schrotteinschmelzverfahren zur Stahlherstellung und eine Vorrichtung

zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patent

(Patentanmeldung P 18 00 610.5-24).

Gemäß Patent (Patentanmeldung P 18 00 610.5-

24) besteht das Verfahren zum Einschmelzen von Schrott darin, daß eine Schrottsäule von unten mittels einer zentral liegenden Flamme abgeschmolzen wird und die Schmelze zwecks Herstellung von Stahl gemäß einer Ausführungsform direkt in ein Gefäß mit flüssigem Roheisen eingespeist wird, welches infolge der Verbrennung des Kohlenstoffes und der Begleitelemente einerseits die für die Stahlherstellung erforderliche Badbewegung liefert und außerdem für den notwendigen Wärmebilanzausgleich sorgt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Stahlherstellung gemäß Patent »»·»........ (Patentantttöldung B IS Op 510.5*

24)* '.", ^: _:\ : ^: _: ■;V-V₁; v■■■■■;■ V..-—-\- ^:

Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, um ohne Verwendung von flüssigem Roheisen aus dem eingeschmolzenen Schrott einen abgießfähigen Stahl herzustellen.

OHlGlNAL INSPECTED

Das wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aufgefangene, eingeschmolzene Schrott zwecks Erzeugung eines abgießfähigen Stahles mit Legierungselementen versehen und einer Aufheizung unterzogen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Legierungselemente vor dem Einfüllen der Schmelze in das Auffanggefäß eingebracht werden. Das Auffanggefäß wird auch gleichzeitig als Behälter für die Aufheizungseinrichtung benutzt. Als Aufheizungseinrichtung wird eine Lichtbogenelektrodenanlage verwendet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der eingeschmolzene Schrott induktiv aufgeheizt. Die induktive Aufheizung kann dabei in dem Auffanggefäß selbst durchgeführt werden, oder die Schmelze kann während des Ausf Heßens aus dem Einschmelzgefäß aufgeheizt werden. Bei der induktiven Aufheizung in dem Auffanggefäß wird während des Auffüllens desselben ein zweites Gefäß aufgeheizt, raffiniert und geleert.

Bei der Aufheizung der Schmelze mit Hilfe einer Lichtbogenelektrodenanlage ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gekennzeichnet durch eine stationär angeordnete, vertikal verschiebbare Elektrodeneinrichtung, die durch die Einfüllöffnung des Auffanggefäßes in dieses einführbar ist, Die Elektrodeinieinrichtung kann aus einer oder mehreren Elektroden bestehen«

Bei der induktiven Aufheizung in dem Auffanggefäß ist das Auffanggefäß mit einer Induktionsspule versehen, wobei die Wicklung der Spule In dem Putter des Auffanggefäßes, angeordnet sein kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ausflußrinne des Einschmelzgefäßes mit einer induktiven Aufheizungsvorrichtung versehen.

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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die gemäß

Patent (Patentanmeldung P 18 OO 610.5

aus dem EinschmeIzgefäß für den Schrott abfließende Schmelze im wesentlichen die Liquidustemperatur erreicht, da der Schrott beim Erreichen der Liquidustemperatur flüssig wird und dann durch die Ausflußöffnung des Schmelzgefäßes abfließt ohne weitere größere Wärmemengen aufzunehmen, d. h. von der Liquidustemperatur aus gesehen, hat die Schmelze lediglich eine geringe Überhitzungstemperatur. Die Schmelze hat hiermit aber bereits über 90 % des Wärmeinhaltes des abgießfähigen Stahles von etwa 1620° C erreicht. Die Liquidustemperatur reicht jedoch nicht aus, um die Temperaturverluste während des Füllens zu decken und die Wärme für das Aufheizen der Kohle und des Kalkes sowie für die endothermen Lösungs- und Kohlereaktionen aufzubringen. Aus diesem Grunde wird in einem weiteren Verfahrensschritt nach der Zugabe der Legierungselemente die überhitzungswärme für den Gießprozeß in die Schmelze eingebracht, wobei dann auch die Auflösung der eingesetzten Legierungselemente erfolgt·

Die Zugabe von Legierungselementen ist u. a. auch dadurch bedingt« daß Infolge des oxydierenden Umschmelzprozesses der ursprüngliche Kohlenstoffgehalt des Schrottes sowie die anderen oxydierbaren Bestandteile wie Mn, Si,. Cr usw. teilweise herausgebrannt werden. Die für den Aufhelzungs- und Raffinierprozeß erforderlichen Legierungselemente sowie Kalk können bereits, vor dem Füllen des Behälters mit der Schmelze eingebracht werden*: ·■; ■-'"· :■■=[ ;-".,"- -■» - . - .,'.,-.

Die Erfindifttl; hat "den Vorteil, daß im Anschluß an den an sich sehon's«Jir wirtschaftlichen Erschmelzungsprozeß des: Schrottes aaen^nop}^auf'. sehr wirtschaftliche Art

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abgießfähiger Stahl hergestellt werden kann, weil das Verfahren schnell und ohne großen Aufwand durchführbar ist. Dabei kann das Verfahren isoliert von einem Hüttenwerk zur Anwendung kommen, weil flüssiges Roheisen nicht zur Verfügung stehen muß; denn es wird ausr schließlich Schrott chargiert. Durch den Überschuß an Kohle und die reduzierende Lichtbogenaufheizung wird der Eisengehalt der Schlacke weitgehend reduziert und so das Gesamtausbringen auf den Wert normaler Elektroofen-Abbrandverluste abgebaut. Für das Aufheizen, Auflegieren und Ausreagieren ist die elektrische Aufheizung wegen der hohen Energieausnutzung besonders günstig. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Elektrodenaufheizung die Schlacke temperaturmäßig höher beaufschlagt wird und damit metallurgisch gesehen voll wirksam wird.

Bei der induktiven Aufheizung kann die Auslaufrinne z. B. so gestaltet sein, daß eine Aufheizung nach dem Transformatorprinzip möglich ist. In diesem Falle erfolgt dann die induktive Erhitzung innerhalb eines großen Bereiches, d. h. nicht nur während des Durchlaufens durch die Rinne, sondern auch noch tedLweise im Einschmelzgefäß.

Der Zeitbedarf für das Aufheizen und Raffinieren sowie die Einstellung der jeweiligen Analyse ist in ausreichendem Maß.e während des Einfüllens der folgenden Charge gegeben. Außerdem läßt sich die Einschmelzgeschwindigkeit durch den Brenner bis zum maximalen Wärmeangebot problemlos einstellen.

Die Erfindung ist anhand der anliegenden Zeichnungen, die aber lediglich bevorzugte Ausführungsformen darstellen, beispielsweise näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 die Lichtbogenelektrodeneinrichtung mit einem Auffanggefäß

Fig. 2 ein Auffanggefäß, welches mit einer induktiven Aufheizungseinrichtung versehen ist

FIg₁.. 3 ein Einschmelzgefäß, wobei die induktive Aufheizungseinrichtung an der Auslaufrinne angeordnet ist

Fig. k einen Querschnitt durch die Fig.. 3 entsprechend der Schnittlinie IV-IV

Gemäß Fig. 1 befindet sich das Auffanggefäß 1 für die aus der Schmelzeinrichtung (nicht dargestellt) ausfließende Schmelze auf einem mit Rädern 2 versehenen Wagen 3, um von der Schmelzeinrichtung schnell zur Elektrodeneinrichtung k gefahren werden zu können, wo die Temperatur der Schmelze, die der Liquidustemperatur entspricht, auf etwa 1620° C erhöht wird. Das Auffanggefäß ist mit .einem Deckel 5 versehen, in welchem die Einflußöffnung β vorhanden ist. Durch diese Öffnung 6 wird die Heizelektrode 7 eingeführt, wobei dann zwischen der Elektrode 7 und der Schmelze 8 der Lichtbogen 9 gezündet wird. Die Elektrodeneinrichtung 4 ist vertikal verfahrbar angeordnet.

Gemäß Fig. 2 ist das Auffanggefäß 1 ebenfalls; auf einem mit Rädern 2 versehenen Wagen3 angeordnet, um nach der Füllung unter der Schmelzeinrichtung weggefahren werden zu können. In dem Futter des Auffanggefäßes 1 sind die Wicklungen der Induktionsspule 11 angeordnet.

In Fig. 3 ist eine induktive Durchlauferhitzung veranschaulicht,, wobei die Schmelze durch eine Rinne 12 abläuft, die mit einer oder mehreren Induktionsspulen 11 versehen ist.

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Wie sich aus der Fig. 4 ergibt, kann die Ausflußrinne auch als Doppelrinne ausgeführt sein, wobei dann jeder Kanal mit einer Induktionsspule 11 versehen ist.

Ansprüche

Claims

Ansprüche

1. Schrotteinschmelzverfahren zur Stahlherstellung, wobei eine Schrottsäule von unten mittels einer zentralen Flamme aufgeschmolzen und die Schmelze in einem Auffanggefäß gesammelt wird nach Patent ... (Patentanmeldung P 18 00 610.5-24), dadurch gekennzeichnet, daß der aufgefangene eingeschmolzene Schrott zwecks Erzeugung eines abgießfähigen Stahles mit Legierungselementen versehen und einer Aufheizung unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet« daß die Legierungselemente vor dem Einfüllen der Schmelze in das Auffanggefäß (1) eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet« daß das Auffangegefäß (1) als Behälter für die Aufheizeinrichtung benutzt wird.

¹I. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß als Aufheizungseinrichtung eine Lichtbogenelektrodenanlage (¹I) verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschmolzene Schrott induktiv aufgeheizt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Aufheizung in dem Auffanggefäß (1) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze während des Ausfließens aus dem Einschmelzgefäß (10) induktiv aufgeheizt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch H und 6 dadurch gekennzeichnet , daß während des Auffüllens eines Auffanggefäßes (1) mit der flüssigen Schmelze ein zweites Auffanggefäß (1) aufgeheizt, raffiniert und geleert wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet^ daß eine stationär angeordnete, vertikal verschiebbare Elektrodeneinrichtung (4) vorgesehen ist, die durch die Einfüllöffnung des Auffanggefäßes (1) in dieses einführbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung (4) aus einer oder mehreren Elektroden (7) besteht.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 und 6 dadurch gekennzeichnet _t daß die vertikalen Wandungen des Auffanggefäßes (1) mit einer Induktionsspule (11) versehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß die V.'icklung der Spule (11) in dem Futter des Auffanggefäßes (1) angeordnet ist.

13· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußrinne (12) des Einschmelzgefäßes (10) mit einer induktiven Aufheizvorrichtung (11) versehen ist.

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