DE2013960B2 - Verfahren und ofen zum kontinuierlichen frischen von stahl aus roheisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen zu dessen Ausübung besonders günstigen Ofen zum kontinuierlichen Frischen von Stahl aus Roheisen, unter Zugabe von Schlackenbildnern, Erzen, Erzkonzentraten, Schrott o. dgl., bei dem Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase auf die flüssige, in einem fallenden Strom fließende Schmelze aufgeblasen werden zum Zwecke der Oxydation von Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Phosphor und dergleichen.

Bei einem solchen Verfahren (deutsche Auslegeschrift 1433 658) ist es bekannt, die Schmelze mit Hilfe des Frischmittels in kleine Tropfen aufzuteilen. Das Aufblasen des Frischmittels erfolgt daher zum Zwecke des Zerstäuber« des Roheisens, an das der Roheisenstrahl nicht etwa anschließend weiierbehandelt wird, sondern bereits fertig gefrischt ist. In der nachfolgend beschriebenen Erfindung wird nicht auf der Grundlage eines aufgeteilten Stromes von fließendem Roheisen gearbeitet. Das zu beschreibende Verfahren erfordert daher von Anfang an einen in der Form eines fallenden Strahls erhaltenen Roheisen-Strahl.

Es ist auch bekannt, das Frischmittel auf den horizontalen Spiegel der Schmelze zu blasen (deutsche Patentschrift 924034). Hierbei wird angestrebt, wie dies Grundlage des Sauerstoff-Aufblasverfahrens bildet, das Frischmittel durch die Schmelze hindurchzublasen, um eine durchgreifende Reaktion zu erzeugen.

Das Aufblasen des Sauerstoffs auf eine horizontale Oberfläche der Schmelze ist in breiter Form bekannt und wird allgemein angewendet (USA.-Patentschrift 3 459417).

Es ist außerdem bekannt, bei Anordnung eines unten schrägen Ofenherdes, in dem sich einseitig im Bereich des Abstichloches, das während des Schmelzvorganges verschlossen bleibt, die Schmelze sammelt, auf den sich horizontal bildenden Schmelzenspiegel das Frischmittel schräg aufzublasen. Im Gegensatz zur nachfolgend zu beschreibenden Erfindung wird daher nach dem Stand der Technik nur auf ein ruhendes Schmelzbad schräg geblasen. Es ist jedoch auch kein Verfahren bekannt, bei dem Sauerstoff auf den fallen-

den Strom der Schmelze ohne Zerstäuben der licher Dichte zu trennen, wobei der Abstichstahl nach

Schmelze aufgeblasen wird. . unten und die obenschwimmende Schlacke nach einer

Optimale Ausnutzung der Reaktionswärme und horizontalen Richtung abgezogen wird. Es ist ver-

Hitzebeständigkeit der Reaktionsgefäße bilden noch ständlich, daß das Reaktorgefäß und das Dekantier-

jjniner ungelöste Probleme für das kontinuierliche 5 gefäß hermetisch ungleich beansprucht sind und zu

Strahleraeugen. Der Wärmeausgleich beschäftigt den anderen Zeitpunkten erneuert werden müssen. Man

Metallurgen, der ausgehend von stark variierenden kann in solchen Fällen das thermisch höher bean-

Zusammensetzungen der Ausgangsstoffe Erz- bzw. spruchte Gefäß doppelt vorsehen und zu gegebener

Erzkonzentrationen und Roheisen vor schwierige Zeit eine Umschaltung auf das andere Gefäß vorneh-

Aufgaben gestellt wird. Wegen der Kürze der Reak- 10 men, jedoch läßt ein solches Verfahren auch aus me-

tionszeit und der großen Mengen, die insbesondere tallurgischen Gründen zu wünschen übrig. Mehrere

aus Gründen der Wirtschaftlichkeit kontinuierlich er- Gefäße bedürfen der Aufheizung vor Ingangbringen

zeugt «/erden müssen, erscheint es immer noch frag- des kontinuierlichen Prozesses. Läuft das ständige

lieh, ob ein vollkommen kontinuierlich fließender Frischen, so stellt sich eine schon vorteilhafte Tempe-

Strom aus Stahl zustande gebracht werden kann. Der 15 raturverteilung ein, die nur noch in Grenzen variiert.

Begriif dt;s »kontinuierlichen Stahlerzeugens« soll Wird nunmehr ein völlig neuer Weg durch Umleiten

daher etwa in der Weise verstanden werden, wie dies über ein anderes Gefäß eingeschlagen, so stimmt das

für das kontinuierliche Gießen in Stranggießanlagen Temperaturbild nicht mehr mit dem vorangegangenen

zutrifft. Es bedeutet schon eine hinreichend große überein. Die Folge davon sind Veränderungen der üb-

Verbesserung, wenn der Vorgang des Gießens bzw. 20 rigen Parameter, die jedoch nicht das Gleichgewicht

des Frischens über einen längeren Zeitabschnitt auf- zwischen Schlacke und Schmelze beeinflussen dürfen,

recht erhalten werden kann. Die bisherigen prakti- Es kann daher nicht einfach länger geblasen werden,

sehen Erfolge auf dem vorliegenden Gebiet beruhen um eine Temperaruranhebungzu erzielen. Aus Grün-

denr auch auf stark vereinfachten Verfahren, die sich den der Wärmebilanz ergibt sich insgesamt betrachtet

_v<™ ri.-n bisherigen, auf eine abgetrennte Menge ge 25 keine vorteilhafte Lösung des zweischneidigen Pro-

richteten Stahlerzeugungsverfahren im Stahlwerks- blems »Verfahren/Vorrichtung«,

kon erter nur durch das Frischen des Roheisens in- Allgemein betrachtet stellt sich das Problem des

nerhalb eines bewegten Stromes unterscheiden. Es kontinuierlichen Stahlerzeugens quantitativ wie folgt:

fällt daher leicht, nacheinander mehrere vom Hoch- Als Leitbild dient zumindest im Anfahrstadium der

ofen gebrachte Roheisengefäße in einen Frischstand 30 Ablauf des Verfahrens ähnlich wie bei einem Sie-

zu entleeren, um dort im Durchlaufverfahren den mens-Martin-Herdofen. Erze, Erzkonzentrationen

Strom flüssigen Roheisens zu frischen. N^ch einem und Schrott, gegebenenfalls Roheisen, müssen bis zum

solchen Verfahren arbeitet das bereits beschriebene Aufschmelzen erwärmt werden. Aus Gründen dei

Stahl-Sprüh-Frischverfahren (deutsche Auslege- Rentabilität kann hierzu nur Wärme vornehmlich aus

schrift 1 433 658). Das Verfahren beruht jedoch auf 35 vorhergegangenen Reaktionen herangezogen werden,

der bekannten Tatsache, daß eine bestimmte Menge die ansonsten frei und für das Verfahren selbst verlo-

Roheisen von gemessener Temperatur und bekannter ren wäre. Nach dem Schmelzen erfolgt das Entferner

Analyse ohne weiteres innerhalb einer bestimmten von Stoffen oder der Stoffausgleich solcher Stoffe, die

Frist vei arbeitet werden kann, ohne daß unzulässige später unerwünschte Eigenschaften begründen könn-

Temperaturverluste oder Ausscheidungen oder Kon- 40 ten. Hierzu dient im wesentlichen der Aufbau einei

zentrationen von Eisenbegleitern stattfinden, was für Schlackenschicht bestimmter Zusammensetzung. Dk

die Weiterverarbeitung schädlich wäre. Andere Ver- Schlacke muß aber nun nach Gebrauch sehr genai

hältnisse bestimmen den Reaktionsablauf, wenn aus entfernt werden. Das Metall muß während diesei

Erzen, Erzpellets oder ähnlichen Konzentraten ohne Vorgänge in einem stetigen Fluß gehalten werden

Roheisen oder innerhalb einer festgelegten oder 45 Andererseits können die gewünschten Reaktioner

wechselnden Zusammensetzung direkt Stahl erzeugt nur in einem vorgeschriebenen Temperaturbereicl

werden soll. Die Wärmeausnutzung stellt dann von ablaufen.

der metallurgischen Seite betrachtet das große Pro- Qualitativ ergibt sich außer genau einzuhaltender

blem dar und bedarf noch der Lösung. Temperaturen ein notwendiges Dosieren der die End·

Die Temperaturbeständigkeit der Ofenanlagen be- 50 zusammensetzung bestimmenden Stoffe, sei es in

schäftigt den Ofenbauer. Bedingt durch die Intensi- Roheisen, im Erz oder in den Zuschlägen oder durcl

vierung des Frischvorganges beim Sauerstoff-Frischen Abstimmen der Frischzeiten oder der SchmeLczeiten

entstehen höhere Temperaturen, die dem Prozeß als Ferner ist bei der Reaktion darauf zu achten, daß di<

solchem von der chemisch-physikalischen Seite ent- Abstichtemperatur der nachfolgenden Weiterverar

gegenkommen. Für den Ofenbauer entstehen jedoch 55 beitung und den gegebenen örtlichen Verhältnissei

wieder neue Schwierigkeiten. Nach dem Stand der des Tiansportes zu den Weiterverarbeitungsständei

Technik erfolgt das kontinuierliche Stahlerzeugen in entspricht.

mehreren hintereinandergeschalieten Gefäßen, schon Eine weitere bekannte Losung (USA.-Patentschrif

beginnend am Hochofen oder nach einer zweiten Ver- 3 463 472) bedient sich nicht mehr einzelner, getrenn

fahrensweise in einei durch Gefäßtransport vom 60 ter,einander zugeordneter und durch Rinnen verbun

Hochofen versorgten Ofenanlage. So ist eine Gefäß- dener Gefäße, sondern einer engeren Bauweise, in

kombination bekannt, die aus einem Reaktorgefäß dem die bekannten Ofeneinheiten zu einer einziger

und einem nachfolgenden Dekantiergefäß beste!·: zusammengehaut sind und auf einer kreisähnlichet

(deutsche Auslegeschrift 1294 982). Im Reaktoigc- Strecke die beschriebenen Reaktionsabläufe stamm

faß erfolgt die Bildung einer Schlacke und danach 65 den. Die Rcaktionsvorgange können aber hier men

läuft, wie bekannt, der Frischvorgang ab. Spater wan- in dem eingangs erläuterten Sinn eines kontinuierli

dem Stahlschmelze und Schlacke in das Dekantierge- chen Frischverfahrens ablaufen, sondern sind ehe ι

faß und vermögen sich dort aus Gründen unterschied- noch mit dem herkömmlichen Sicmens-Maitin-Hera

verfahren vergleichbar. Eine Strömung des Metalls ist zwar angestrebt, jedoch verläuft diese nur von den einzelnen Kammern in die nächstfolgende und bedarf dort jeweils einer längeren Behandlungszeit. Eine Strömung kommt daher nur innerhalb des Ofens zustande. Das bekannte Verfahren beinhaltet daher keinen kontinuierlichen Durchfluß vom Anfang bis zum Ende des Ofens und keinen kontinuierlichen Abstich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Stahlfrischverfahren vorzuschlagen. Neben den rein verfahrenstechnischen Problemen sollen zu gleichen Teilen auch die metallurgischen und die vorrichtungstechnischen einer Lösung zugeführt werden. Dabei bedient sich die Erfindung der Grundlage, Temperaturerhöhungen durch Zufuhr von Sauerstoff in einen fallenden Strom fließender Schmelze vorzunehmen und Temperatursenkungen durch Erz- oder Schrottzuschläge zu steuern, wobei grundsätzlich auf der Basis einer strömenden Schmelze gearbeitet wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Frischgas teils auf einen fallenden, teils auf einen geneigt fließenden Strom der Schmelze gerichtet wird, der sich weitgehend von der äußeren Atmosphäre abgeschlossen bewegt, wobei in jeweils unterschiedlichen Höhenstrecken Schlackenbildner zugesetzt werden, gefrischt oder gefeint wird. Die Geschwindigkeit des Metallstroms läßt sich durch die Neigung steuern. Die metallurgische Reaktion des Entkohlens oder vergleichbare Vorgänge werden günstig durch den Abschluß von der äußeren Atmosphäre beeinflußt. Durch den Abschluß kann auch ein größerer Wärmeverlust vermieden werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Frischmittel teils dem fallenden, teils dem mehr oder weniger schnell nach unten sich bewegenden Roheisenstrom zuzuführen und so auf eine einfache Art sämtliche Schmelzenteile an die Oberfläche zu befördern. Die Abstimmung der Längen einzelner Höhenstrecken bietet die Möglichkeit, beliebig lange zu frischen, Schlacke zu bilden und die Schmelze mit der Schlacke in Berührung zu halten oder fertig zu frischen.

Nach einer weiteren erfinderischen Maßnahme ist vorgesehen, daß die Zufuhr des Frischgases so gesteuert wird, daß die größte Prozeßtemperatur erst in den tieferen Bereichen der nach unten strömenden Schmelze erreicht wird. In höheren Bereichen zugeführte Wärme dient dann im wesentlichen zum Erweichen fester Einsatzstoffe. Dies ermöglicht ferner, in oberen Bereichen des nach unten strömenden Metalls vorzufrischen und in unteren Bereichen fertigzufrischen.

Eine Erwärmung des zugeführten Einsatzstoffes kann ferner vorteilhafterweise dadurch bewirkt werden, daß die beim Frischen entstehenden Abgase nach oben abgeführt werden und ein Teil der Abgasmenge entgegengesetzt dem Strom der Schmelze bewegt, während der andere Teil der Abgasmenge unmittelbar einem Abgaskamin zugeführt wird. Diese Verfahrensweise bringt den Vorteil mit sich, eine große Menge des im Abgas enthaltenen Metallstaubes vor der Abfuhr in eine Entstaubungsanlage niederzuschlagen. Somit tritt eine Verkleinerung einiger nachgeschalteter Abgasorgane ein. Der Wärmehaushalt des Prozesses wird im übrigen ebenfalls verbessert.

Der metallurgische Ofen zur Durchführung des Verfahrens weist in seiner neuen Art mehrere Kammern mit je einem schräg abfallenden Boden auf sowie je eine durch die Ofendecke und den Boden verlaufende öffnung für den Zufluß des Roheisens, die Zugabe der Zuschläge und den Abfluß der Schmelze und besitzt ferner je eine öffnung, in der am tieferen Ende

S des abfallenden Bodens liegenden Seitenwand, die einen Brenner bzw. eine Sauerstofflanze bzw. eine Pulverlanze aufnimmt. Boden, Decke und Wände können wärmedämmend ausgeführt sein, um Wärmeverluste weitestgehend zu verhindern. Es ist zweckmäßig, die

ίο öffnungen für Zu- bzw. Abfluß der Einsatzmaterialien in entsprechendem Abstand voneinander vorzusehen, so daß sich entsprechende Verweilzeiten in einer einzelnen Kammer ergeben.

Nach der weiteren Erfindung ist der Ofen durch

is eine längliche Bodenfläche der Kammern und jeweils im Bereich der Kammernenden liegende öffnungen für den Zu- und Abfluß der Schmelze gekennzeichnet. Die Bodenfläche kann eine elliptische Form aufweisen oder auch eine einem Kreis angenäherte Form, wobei das Schmelzgut radial von außen nach innen läuft und in einer zentrischen öffnung die Kammer verläßt. Die Bodenfläche der Kammer kann ferner nach dem einzugebenden Material geformt sein. Sofern hauptsächlich Schrott zugegeben wird, kann dafür eine entsprechende Bucht in der Ofenkammer gebildet sein.

Der erfindungsgemäße Ofen ist ferner durch ein unterhalb der Kammern angeordnetes Schmelzsammelgefäß gegebenenfalls mit einer Einrichtung zum Abziehen der Schlacke weitergebildet. Im Gegensat2 zur Stahlerzeugung in Stahlwerkskonvertern bedarf der erfindungsgemäße Ofen keiner Kippvorrichtung. Der gewonnene Stahl sammelt sich daher ohne weiteres in einem Gefäß unterhalb der Kammer, in dem auch eine Beruhigung stattfindet und sich etwa mitgerissene Schlacketeilchen an der Oberfläche des Badspiegels ansammeln. Es ist daher besonders einfach, im Stahlsammeigefäß die Schlacke zu entfernen. Das Entfernen der Schlacke kann hierbei durch getrennte Schlacke-Abstichöffnungen und Stahl-Abstichöffnungen erfolgen. Zweckmäßigerweise erfolgen beide Vorgänge in getrennten Höhenlagen, um das Schwimmen der Schlacke auf der Schmelzbadoberfläche auszunutzen.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Ofens gemäß der Erfindung ergibt sich durch zwei symmetrisch angeordnete, vertikale Kammerreihen, die durch einen mit Arbeitsbühnen versehenen Schacht voneinander getrennt sind. Die Mehrfachanordnung von Kammern in vertikalen und in horizontalen Reihen dient der Leistungssteigerung und der guten Ausnützung ohnehin vorzusehender Beschickungsorgane für die Kammern. Es ist außerdem wirtschaftlich, die üblichen Betriebsmitteleinrichtungen für Frischmittel und Kühlmittel für die Vielzahl der Kammern auszulegen. Die symmetrische Anordnung der Kammerreihen kommt außerdem dem Betriebsablauf entgegen. Es wird die Möglichkeit eröffnet, auf die eine oder die andere Ofeneinheit umzuschalten, um Reparaturarbeiten durchführen zu können.

Der erfindungsgemäße Ofen zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die Heizbrenner, die Sauerstofflanzen und die Pulverlanzen in den Seitenwänden in an sich bekannter Weise längs- und/oder winkelverstellbar angeordnet sind. Man bedient sich dabei des Gegenstromprinzips, den Sauerstoff-, Heiz- oder Pulverstrom entgegen der Strömungsrichtung der flüssigen Schmelze zu führen. Diese Bewegungsrichtung erlaubt eine besonders innige Berührung der Reak-

tionsstoffe mit dem zu erschmelzenden Metall. Die trieb läßt sich ferner durch zweckmäßige Zuführung Längs- und/oder Winkelverstellbarkeit der Sauer- des Roheisens verbessern. Diese Verbesserung wird Stofflanzen, Heizbrenner und Pulyerlanzen erlaubt erreicht durch eine an die Zuflußöffnung der Ofenferner größere öfen zu beaufschlagen. Die größeren decke anschließbare Rinne, die von einem Roheisen-Volumen zukommenden größeren Reaktionsmittel- 5 behälter, Roheisenmischerwagen bzw. unmittelbar mengen lassen sich dadurch ohne Schwierigkeiten auf von einem Schmelzofen zur Zuflußöffnung führt. Bei eine große Fläche verteilen. entsprechender Zuordnung des erfindungsgemäßen

Der erfindungsgemäße Ofen ist ferner durch im Ofens zum Hochofen bilden dann beide öfen eine

Bereich der Zuflußöffnung mündende Kanäle für Zu- Einheit, die im Takt der Roheisenerzeugung betrieben

schlage gekennzeichnet. Eine gute Durchmischung 10 werden kann.

frisch eingeführten Roheisens mit Kalkzuschlägen In der Zeichnung ist der erfindungsgemäße Ofen

oder dergleichen kann daher durch Beimischen in den in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt

Strom des Roheisens gewährleistet werden. und im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Da sich die vorliegende Erfindung des Sauerstoff- Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch den eraufblasverfahrens bedient, liegen im allgemeinen 15 findungsgemäßen Ofen mit zwei senkrechten Kamhohe Temperaturen vor, die die Wände, Böden und merreihen,

Decken des Ofens beanspruchen. Eine thermische Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch den Ofen

Überbeanspruchung läßt sich gemäß einer weiteren nach F ig. 1 und bildet gleichzeitig einen Grundriß des

Verbesserung der Erfindung durch in den Böden, Ofens.

Decken und Seitenwänden verlegte, von Kühlmittel ao Der Ofen besteht gemäß Fig. 1 im wesentlichen durchströmte Rohrleitungen vermeiden. Als Kühl- aus den Seitenwänden 1 und 2 sowie dem Boden 3 mittel dient im allgemeinen Wasser oder speziell auch und der hinter der Zeichenebene liegenden Seiten-Luft. Als Kühlmittel Luft zu verwenden, ist besonders wand 4 (Fi g. 2). Nach oben schließt die Decke 5 jegefahrlos, weil bei Rohrleitungsbrüchen keinerlei BiI- weils eine Kammer 6 ab. Im Ausführungsbeispiel sind dung von Wasserstoff enthaltenden Gasen zu be- »5 mehrere solcher Kammern 6 gezeichnet, wobei in jefürchten ist. Bei geeigneter Ausbildung der Wasser- dem Fall der Boden 3 schräg verläuft. Sofern mehrere kühlung jedoch ist ein besonders starker Kühleffekt Kammern 6 vorhanden sind, bildet der Boden 3 jezu verzeichnen. weils für die darunterliegende Kammer 6 die Decke 5.

Da der erfindungsgemäße Ofen besonders raum- Flüssiges Roheisen, Schrott, Erz sowie Erzkonzen-

sparend angelegt ist, ist es nach einer anderen Verbes- 30 träte werden in Pfeilrichtung durch die öffnung 7 ge-

serung vorteilhaft, mehrere über den Kammern ange- geben. Sobald der Schmelzvorgang einsetzt, fließt die

ordnete Vorratsbunker mit den in die Kammern Schmelze durch die öffnung 8 ab in die darunterlie-

mündenden Kanälen vorzusehen. Der gesamte Ofen gende Kammer 6. Es ist nun besonders vorteilhaft,

kann dadurch zumindest in der bisherigen Höhe eines entgegen der Fließrichtung der Schmelze schon in der

Stahlwerkskonverters gebaut werden und bean- 35 oberen Kammer 6 entweder mit einem Brenner 9

sprucht dadurch nicht mehr Raum bei größerer vorzuheizen, festes Material aufzuschmelzen oder

Durchsatzleistung als die bekannten, diskontinuierlich aber mit einer Sauerstofflanze 9a durch Kohlenstoff

arbeitenden metallurgischen Gefäße. Über den Kam- entziehung (Erzeugung von Stahl) eine Temperatur-

mern angeordnete Vorratsbunker arbeiten ohne be- steigerung zu erzielen. Solche Sauerstofflanzen 9a

sondere Hilfsmittel, den Kalkstaub oder ähnliche Zu- 40 oder Brenner 9 sind jeder Kammer 6 zugeordnet. Die

schlage einzubringen. Es genügen daher Rutschvor- Sauerstofflanze 9a und die Brenner 9 sind zurückzieh -

richtungen mit entsprechenden Verschlußventilen, bar und von außen am Ofen bedienbar. Sie reichen

um eine abgemessene Menge oder kontinuierlich durch öffnungen 10 in die jeweilige Kammer 6. Die

stromende Menge einzuführen. öffnungen 10 sind ferner so groß gehalten, um Win-

Dic Anordnung von Entstaubungsanlagen verur- 45 kelbewegungen der Achse 11 eines Brenners 9 bzw

sacht in manchen Fällen Schwierigkeiten bei der Pia- einer Sauerstofflanze 9a ausfuhren zu können. Dabei

nung von Stahlwerken. Auf der Grundlage der Erfin- werden die Gas- bzw. Saucrstoffstrahlen zwischen

duiig wiiiJiJic»ci>ProbJcni durch eine je einer Kannncr dem fallenden Teil und dem gencigl fließenden Teil

zugi ordnete Abgasleitung sowie durch getrennt von des auf den Herdboden 3 fließenden Stroms der

den Kammern angeordnete Abgaskamine mit Abgas- 50 Schmelze gerichtet, um eine Zerstörung an der feuer-

leitungen zu den einzelnen, übereinanderliegenden festen Zustellung der Herdböden 3 zu vermeiden.

Kammern gelöst. Es gelingt durch diese Maßnahme, Die vom Brennstrahl 12 überdeckte Fläche kann

die Seitenwände des Ofens frei zugänglich zu halten in ihrer breiten Erstreckung ziemlich groß sein. Ge-

bzw. weitere für den Betrieb des Ofens vorzusehende maß Fi g. 2 ist der Boden 3 als längliche Bodenfläche

Einrichtungen wahlweise von einer der vier zur Ver- 55 13 ausgeführt. An den Kanunerenden 14 und 15 He-

fügung stehenden Richtungen anzuordnen. gen die öffnungen 7 bzw. 8. Das Mauerwerk 16 des

So ist es auch vorteilhaft, aus den Kammern heraus- Ofens wird allseitig vom Ofenmantel 17 umfaßt, der

nehmbare Seitenwände vorzusehen. Bei Reparatur- im allgemeinen aus dickem Stahlblech besteht,

arbeiten bzw. Neuzustellung des Verschleißfutters im Zwecks Kühlung ist innerhalb des Mauerwerks eine

Ofen dienen diese zur Schaffung von größeren öff- 60 Rohrleitung 18 verlegt, die vom Kühlmittel durchflos-

nungen, um das Abkühlen des Mauerwerkes zu be- sen wird.

schleunigen. Unter Umständen ist bei geeigneter An- Unterhalb der tiefsten Kammer 6 befindet sich das

Ordnung einer herausfahrbaren Seitenwand nicht nur Stahlsammeigefäß 19. Das gezeichnete Ausführungs-

die Handhabung des Ofenmauerwerks bei Neuzustel- beispiel geht davon aus, in der oberen Kammer 6 das

hing erleichtert, sondern auch eine Möglichkeit gege- 65 Material zu erweichen und aufzuschmelzen, in der

ben, aus einer senkrechten Kammernreihe bestimmte nächsttieferen Kammer 6 zu frischen und in darunter-

Kammem für den Betrieb vorzusehen und andere liegenden Kammern 6 das Feinen der Schmelze

stillzulegen. Der kontinuierliche Stahlerzeugungsbe- durchzuführen. Der Fachmann ist jedoch an diesen

Arbeitsablauf nicht gebunden, sondern kann nach der geforderten Metallurgie die Anzahl der Kammern festlegen und die einzelnen Verfahrensschritte. Im Stahlsammelgefäß 19 kann nunmehr die Schlacke abgezogen werden, die auf dem Weg des nach unten strömenden Metalls mitgespült wurde. Hierzu ist es zweckmäßig, getrennte Stahlabstichöffnungen 20 und eine Schlackeabstichöffnung 21 anzuordnen. Das Stahlsammelgefäß 19 kann u. U. auch beheizt sein und an der Stahlabstichöffnung 20 kann eine Rinne angeordnet sein, die auf mechanischem oder elektroinduktivem Wege den fertigen Stahl gleich in seine Weiterverarbeitungsstätte transportiert. Zum Beispiel kann an die Stahlabstichöffnung 20 die Stranggießkokille einer Stahlstranggießanlage unmittelbar angeschlossen sein.

Der Ofen nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ist in zwei symmetrisch angeordnete, vertikale Kammerreihen 22 und 23, die jeweils aus vier Kammern 6 bestehen, eingeteilt. Sowohl die Kammerreihe 22 als auch die Kammerreihe 23 besitzen äußere Arbeitsbühnen 24 und 25 und solche Arbeitsbühnen 26 und 27 in einem Schacht 28. Lediglich die Stahlsammelgefäße 19 sind jeweils auf einem zum Hüttenflur 29 niedrigeren Niveau 30 angeordnet. Die unteren Kammern 6 der Kammerreihen 22 und 23 besitzen zum Fundament 31 eine Isolierung 39.

Obwohl der größte Teil der Abgase beim metallurgischen Prozeß der Verbrennung zugeführt werden kann, läßt sich auch der Druck in jeder Ofenkammer 6 vorteilhaft steuern. Es sind daher jeder Ofenkammer 6 kleinere Abgasleitungen 32 zugeordnet. Wie aus Fi g. 2 hervorgeht, führt jede der Abgasleitungen 32 zu einem getrennt von den Kammern 6 angeordneten Abgaskamin 33.

Über dem Schacht 28 befinden sich Vorratsbunker 34 und 35, die getrennt oder gemeinsam Zuschlagsstoffe in die beiden Kammerreihen 22 und 23 abgeben. Die Zuschlagsstoffe gelangen über Rutschen 36 und Kanäle 37 in die jeweilige Kammer 6. Es ist daher möglich, weitere Kanäle 36 von den Vorratsbunkern 34 bzw. 35 auch in tieferliegende Kammern 6 zu führen. Zweckmäßigerweise münden die Kanäle 37 für die Zuschläge in der oberen Kanuner an der Mündung der Zuflußöffnung 7 für Roheisen.

In Fig. 1 ist am Eingang der öffnung 7 der Kammer 6 symbolisch ein Pfeil gezeichnet, der die Eingabe des Roheisens verdeutlichen soll. Es ist zweckmäßig, in Wirklichkeit eine Rinne an den Eingang der öffnung 7 anzuschließen. Diese kann von einem Roheisenbehälter, einem Roheisenmischerwagen oder u. U. unmittelbar von einem Hochofen zur Kammer 6 führen. Es ist außerdem vorteilhaft, die Seitenwände 4 herausfahrbar zu gestalten. Damit sind die erwähnten Vorteile verbunden. Herausnehmbare Seitenwände 4 gestatten jedoch auch einen konstruktiv günstigen Ofenaufbau. Solche Ofenwände können immer in Bereitschaft gehalten werden und stehen gegebenenfalls zu einem schnellen Austausch zur Verfugung. Da das Sauerstoffaufblasverfahren Anwendung findet, sind die Seitenwände 4 thermisch hoch beansprucht und bedürfen dementsprechender Wartung. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, in die öffnungen 10 an Stelle der Sauerstofflanzen 9a bzw. der Brenner 9 ähnliche Vorrichtungen 9b zu fahren, mittels deren Ausmauerungsmaterial in fester oder flüssiger Form eingeschossen werden kann, um schnelle Reparaturen im Mauerwerk auszuführen.

Der erfindungsgemäße metallurgische Ofen bietet die Möglichkeit vielfältiger Variationen des Aufbaus. So ist es möglich, um den Schacht 28 herum eine Mehrzahl von Kammerreihen 22 oder 23 zu bauen. Dementsprechend kann auch das Gießbühnengerüst 38 in kreisförmiger Grundfläche angeordnet werden.

Ein anderer Aufbau besteht darin, je nach den metallurgischen Erfordernissen zwischen zwei Kammern 6 der Kammerreihen 22 und 23 Querrinnen anzuordnen und nach Belieben in der einen oder anderen Kammerreihe zu arbeiten. Diese Maßnahme kommt insbe-

*o sondere den betriebstechnischen Belangen entgegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. VerfahrenzumkontinuierlichenFrischenvon Stahl aus Roheisen, unter Zugabe von Schlackenbildnern, Erzen, Erzkonzentraten, Schrott oder dergleichen, bei dem Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase auf die flüssige, in einem fallenden Strom fließende Schmelze aufgeblasen werden zum Zwecke der Oxydation von Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Phosphor und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas teils auf einen fallenden, teils auf einen geneigt fließenden Strom der Schmelze gerichtet wird, der sich weitgehend von der äußeren Atmosphäre abgeschlossen bewegt, wobei in jeweils unterschiedlichen Höhenstrecken Schlackenbildner aigesetzt werden, gefrischt oder gefeint wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Frischgases so gesteuert wird, daß die größte Prozeßtemperatur erst in den tieferen Bereichen der nach unten strömenden Schmelze erreicht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Frischen entstehenden Abgase nach oben abgeführt werden und ein Teil der Abgasmenge entgegengesetzt dem Strom der Schmelze bewegt, während der andere Teil der Abgasmenge unmittelbar einem Abgaskamin zugeführt wird.

4. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch mehrere Kanunern (6) mit je einem schräg abfallenden Boden (3) sowie je einer durch die Ofendecke (5) und den Boden (3) verlaufenden öffnung (7, 8) für den Zufluß des Roheisens, die Zugabe der Zuschläge und den Abfluß der Schmelze und gekennzeichnet durch je eine öffnung (10), in der am tieferen Ende des abfallenden Bodens (3) liegenden Seitenwand (1, 2, 4), die einen Brenner (9) bzw. eine Sauerstofflanze (9a) bzw. eine Pulverlanze (9b) aufnimmt.

5. Ofen nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine längliche Bodenfläche (13) der Kammern (6) und jeweils im Bereich der Kammerenden (14, 15) liegende öffnungen (7, 8) für den Zu- und Abfluß der Schmelze.

6. Ofen nach den Ansprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch ein unterhalb der Kammern (6) angeordnetes Sehmelzensammelgefäß (19) gegebenenfalls mit einer Einrichtung zum Abziehen der Schlacke.

7. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet durch zwei symmetrisch angeordnete, vertikale Kammerreihen (22,23), die durch einen mit Arbeitsbühnen (26, 27) versehenen Schacht (28) voneinander getrennt sind.

8. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizbrenner (9), die Sauerstofflanzen (9α) und die Pulverlanzen (9b) in den Seitenwänden (1, 2, 4) in an sich bekannter Weise längs- und/oder winkelverstellbar angeordnet sind.

9. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 8, gekennzeichnet durch im Bereich der Zuflußöffnung (7) mündende Kanäle (37) für Zuschläge.

10. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 9, gekennzeichnet durch in den Böden (3), Decken (5) und Seitenwänden (1, 2, 4) verlegte, von Kühlmittel durchströmte Rohrleitungen (18).

11. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 10, gekennzeichnet durch mehrere über den Kammern (6) angeordnete Vorratsbunker (34, 35) mit den in die Kammern (6) mündenden Kanälen (37).

12. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 11, gekennzeichnet durch je einer Kammer (6) zugeordnete Abgasleitung (32) sowie durch getrennt von den Kammern (6) angeordnete Abgaskamine (33) mit Abgasleitungen (32) zu den einzelnen, übereinanderliegenden Kammern (6).

13. Ofen nach den Ansprüchen 4 bis 12, gekennzeichnet durch aus den Kammern (6) herausnehmbare Seitenwände (4).

14. Ofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 13, gekennzeichnet durch eine an die Zuflußöffnung (7) der Ofendecke (5) anschließbare Rinne, die von einem Roheisenbehälter, Roheisenmischenvagen bzw. unmittelbar von einem Schmelzofen zur Zuflußöffnung (7) führt.