DE2231306A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen raffination von eisen und eisenlegierungen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen raffination von eisen und eisenlegierungenInfo
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-
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Raffination von Eisen
oder Eisenlegierungen durch kontinuierliche Führung der Entschwefelung oder Entphosphorung des geschmolzenen,
aus einem Hochofen ausgeströmten Roheisens oder durch kontinuierliche Erzeugung des Gusseisens durch Zusatz von
Ferrosilizium.
Die Nachfrage nach Stahl mit niedrigem Schwefelgehalt, z.B weniger als 0.005 % oder weniger als 0.015 % ist
neuerdings angewachsen. Andererseits ist vom Standpunkt der Knappheit der Koksversorgung eine Abnahme des
Koksverhältnisses dringend erwünscht. Deshalb wird
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Schweröl oder anderer flüssiger Treibstoff verwendet, um den Koksverbrauch im Hochofen ennzusohrärken. Aber infolge
der Knappheit von Schweröl niedrigen Schwefelgehalts ist es unvermeidbar, dass Roheisen, das eine grosse Menge
Schwefel enthält, erzeugt wird. Infolge dessen ist es äusserst erwünscht, ein wirksames Verfahren und eine Vorrichtung
zur Verfügung zu stellen, die eine leichte Entfernung des Schwefels aus einer grossen Menge geschmolzenen
Roheisens oder Stahl ermöglichen.
Phosphor ist ebenso wie Schwefel als eines der schädlichen Elemente angesehen worden. Phosphor kann jedoch relativ
leicht durch die basische Stahlerzeugungsarbeitsweise entfernt werden und eine Anzahl von Verfahren sind zu diesem
Zweck vorgeschlagen worden. Demnach stellt der Phosphor kein ernsthaftes Problem dar. Jedoch ist die Nachfrage
nach Stahl eines niedrigen Phosphorgehaltes ebenfalls angewachsen, da gefunden wurde, dass in Hochzugsstählen,
insbesondere solchen einer Zugfestigkeit von 80 kg/mm , eine Abnahme des Phosphorgehaltes eine wirksame Massnähme
zur Verhütung der Bildung von Schweissrissen darstellt. Wie
vorstehend beschrieben, wurde "die Entfernung des Phosphors aus Stahl als relativ leicht angesehen, jedoch infolge
des Anwachsens der Grosse der LD-Konverter hat sich das herkömmliche
Verfahren der doppelten Schiackenabtrennung in
der Ausführung verkompliziert. Darüberhinaus stellt das Verfahren der Steigerung der Basizität über einen üblichen
Wert ein nicht immer wirksames Verfahren dar, da durch dieses Verfahren die Verluste an Eisen und Wärme anwachsen.
Während die vorstehende Beschreibung einen Pail betrifft,
in dem geschmolzenes Roheisen als Rohmaterial zur Stahler-
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zeugung verwendet wird, ist das Verfahren der Herstellung
von Gusseisen zur Verwendung des Gusses aus ursprünglich für die Erzeugung von Stahl vorgesehenen Roheisen erwähnenswert
geworden. Die Roheisen zum Giessen und für die Stahlerzeugung unterscheiden sich in dem Siliciumgehalt. Der Siliciumgehalt
beträgt bei der Stahlerzeugung etwa 0.7 % gegenüber
mehr als 2 % für Gusseisen. Aus diesem Grund ist es theoretisch möglich, das für die Stahlerzeugung vorgesehene
Roheisen durch Zusatz von Ferosilizium in Gusseisen zu verwandeln. Jedoch hat dieses Verfahren keine breite
Anwendung gefunden, da es erforderlich ist, andere Zusammensetzungen und verschiedene andere Faktoren zu beachten.
Dementsprechend ist es üblich gewesen, das Gusseisen unter Verwendung eines relativ kleinen, nur für diese Zwecke
vorgesehenen Hochofens herzustellen, oder zwei verschiedene Arten von Roheisen wechselnd in einem Hochofen zu
erzeugen.
Die neuerdings auftretende Tendenz zur Vergrosserung der Kapazität der^Hochöfen macht jedoch eine wechselnde Herstellung
des Roheisens für die Stahlerzeugung und des Gusseisens zum Giessen unpraktisch. Dementsprechend ist man
gezwungen gewesen kleine Hochöfen zur Herstellung des Gusseisens zu verwenden. Durch den Gebrauch derartig kleiner
Hochöfen können jedoch die Herstellungskosten nicht wie im Fall des Gebrauchs gross dimensionierter Hochöfen reduziert
werden.
Natürlich kann es möglich sein, das Gusseisen mit einem grossen Hochofen zu erzeugen. Jedoch ist die jüngste Zunahme
der Produktionskapazität eines Einzelhochofens sehr
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eingegangen am
viel grosser als der Zuwachs der Nachfrage an Gusseisen. Es
wäre deshalb möglich, sofern die Möglichkeit wirksamer Umwandlung des für die Stahlerzeugung vorgesehenen Roheisens
in Gusseisen bestände, dem allmählichen Anwachsen der Nachfrage für Gusseisen zu begegnen und den Vorteil des Grosskapazitätshochofens
voll auszunutzen. Vom IngenieurStandpunkt
aus ist es möglich, Perrosilizium mit hoher Wirkungsleistung (at a high efficiency yield) dem geschmolzenen
Gusseisen zuzufügen, jedoch enthält das entstehende Gusseisen Phosphor unterhalb einer bestimmten Grenze, da es
unmöglich ist, ausreichend den Phosphor zu entfernen.
Dazu kommt, dass das resultierende Gusseisen nicht ausreichchende Mengen an verschiedenartigen wertvollen Kompositionen
enthält, wie Cr, Ti, V, S, etc. welche für duktiles Gusseisen wesentlich sind. Die Nachfrage hiernach ist
beispielsweise in den letzten Jahren rasch angestiegen. Obwohl bisher eine Anzahl von Verfahren zur Desulferierung
in der Vergangenheit vorgeschlagen worden sind, ist nach Wissen des Anmelders kein Vorschlag tatsächlich ausgeführt
worden. Die hauptsächlichsten,bei diesen früheren Verfahren üblichen Ursachen, sind wie folgt:
D-1 eine grosse Menge Roheisen gleichzeitig behandelt wird,
ist die Lebensdauer des Behältsnisses oder dergleichen relativ kurz, wodurch häufige Reparaturen erforderlich sind
und, weil der enge Kontakt zwischen dem Desulfurierungsmittel und dem geschmolzenen Roheisen nicht möglich ist, wird eine
grosse Menge an Desulfurierungsmittel benötigt. Somit ist es erforderlich, eine grosse Menge an Desulfurierungsmittel
zu verwenden. Darüberhinaus kann eine geringe Tiefe des geschmolzenen Roheisens in einem zu dessen Er-
209882/0780
.dienenden Tank
hitzung/und ein kurzer Kontaktzeitraum zwischen dem Desulfurierungsmittel und dem geschmolzenen Roheisen nicht ausreichende Entschwefelung sicherstellen. Dementsprechend ist es erforderlich, ein äusserst grosses Oberflächengebiet des geschmolzenen Roheisens zur Verfügung zu stellen, um einen hohen Prozentsatz an Entschwefelung zu erreichen. Zum Beispiel wurde in einem Verfahren unter Verwendung einer elektromagnetischen Pumpe zur Rührung des geschmolzenen Roheisens mittels eines magnetischen Feldes gefunden, dass der Prozentsatz der Entschwefelung nur etwa 50 % über die gesamte Länge des Gefässes betrug, das eine Gesantlänge von 6 Metern aufwies. Figur 1 stellt eine schematische Wiedergabe der Vorrichtung dar, um das Verfahren, das von der Rhein-Stahl AG, BRD, vorgeschlagen wurde, herauszustellen, welches als das gegenwärtig wirksamste Verfahren gilt.
hitzung/und ein kurzer Kontaktzeitraum zwischen dem Desulfurierungsmittel und dem geschmolzenen Roheisen nicht ausreichende Entschwefelung sicherstellen. Dementsprechend ist es erforderlich, ein äusserst grosses Oberflächengebiet des geschmolzenen Roheisens zur Verfügung zu stellen, um einen hohen Prozentsatz an Entschwefelung zu erreichen. Zum Beispiel wurde in einem Verfahren unter Verwendung einer elektromagnetischen Pumpe zur Rührung des geschmolzenen Roheisens mittels eines magnetischen Feldes gefunden, dass der Prozentsatz der Entschwefelung nur etwa 50 % über die gesamte Länge des Gefässes betrug, das eine Gesantlänge von 6 Metern aufwies. Figur 1 stellt eine schematische Wiedergabe der Vorrichtung dar, um das Verfahren, das von der Rhein-Stahl AG, BRD, vorgeschlagen wurde, herauszustellen, welches als das gegenwärtig wirksamste Verfahren gilt.
Dieses' Verfahren zeigt - verglichen mit anderen Verfahren einen
beachtlich hohen Prozentsatz der Entschwefelung trotz der flacheren Tiefe des geschmolzenen Roheisens. Insbesondere,
wie aus Figur 2 hervorgeht, beläuft sich der Prozentsatz der Entschwefelung (a), wenn 5 bis 7 kg Kalziumcarbid pro Tonne
geschmolzenen Roheisens als Entschwefelungsmittel verwendet werden, auf 70 %, und (b) wenn 9 bis 10 kg und (c) 13 bis
lh kg des Entschwefelungsmittels pro Tonne geschmolzenen Roheisens verwendet werden, beläuft sich der Prozentsatz
der Entschwefelung auf 82 % und auf etwa 90 %.
Gemäss den Ankündigungen des Herstellers besitzt die in
Fig. 1 gezeigte Vorrichtung einen inneren Durchmesser von 2 Metern und beträgt die Tiefe des geschmolzenen Roheisens
- 6 209882/0780
β -
etwa 30 cm, die Flussffenge des Roheisens 6 t/min und die
durchschnittliche Verweilzeit des Roheisens in dem Behandlungstank:
geringfügig weniger als 1 Minute. Der Grund, weshalb die Vorrichtung ein relativ gutes Ergebnis trotz einer
derartig kurzen Verweilzeit erzie-len kann, wird in guter Rührungsbewegung als Ursache gesehen.
Ziel vorliegender Erfindung ist es, ein neues Verfahren der Raffination von geschmolzenem Roheisen zur Verfügung zu
stellen, ohne dass es erforderlich ist, den gesamten geschmolzenen Roheisenkörper zu rühren.
Weiteres Ziel vorliegender Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschwefelung, Entphosphorung,
Entfernung von Silicat (desilication), oder Zusatz von Silizium, etc. zur Verfügung zu stellen, die
ausreichende Verweilzeiten für wirksame Raffination sicherstellen kann und den Verschleiss der Raffinationsvorrichtung
verhindern kann.
Gemäss vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zur kontinuierlichen
Raffination von -Eisen und Eisenlegierungen zur Verfügung gestellt, welches die Schritte der kontinuierlichen
Zugabe geschmolzenen Roheisens in einen Rührtank, von dessen einer Seite, wobei der Rührtank einen
länglichen horizontalen Querschnitt aufweist und mit einer Vielzahl von gesondert angebrachten parallelen vertikalen
Rührgeräten ausgestattet ist, die in horizontaler Richtung des länglichen Querschnitts angebracht sind, der Entnahme
des geschmolzenen Roheisens von der gegenüberliegenden Seite des Rührtanks, wodurch bewirkt wird, dass das Roheisen
in longitudinaler Richtung fliesst, der Einbringung
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eines Zusatzes in den Rührtank und der Rotation der Rührgeräte umfasst, um die Teile des geschmolzenen Roheisens
nahe der Grenzfläche zwischen demselben und dem Zusatz zu rühren, wodurch eine ausgezeichnete Beimischung des geschmolzenen
Roheisens in dem Rührtank infolge des Flusses des geschmolzenen Roheisens und der Beimischung des Zusatzes zu
dem geschmolzenen Roheisen an dessen, der Grenzfläche nahen Teilen durch die Rotation des Rührgerätes bewirkt wird.
Durch die Erfindung wird weiter eine Vorrichtung zur kontinuierlichen
Raffination von Eisen und Eisenlegierungen zur Verfügung gestellt, die einen Rührtank eines schräghorizontalen
Querschnitts, Einlass- und Auslassöffnungen für das geschmolzene Eisen, wobei die Einlass- und die Auslassöffnungen
in der longitudinalen Richtung des horizontalen Querschnitts angeordnet sind, wodurch der Fluss des
geschmolzenen Roheisens in longitudinaler Richtung bewirkt wird, eine Vielzahl von parallelen gesondert angebrachten
vertikalen Rührungs gerät en, die von oben in den oberen Teil des geschmolzenen Roheisens, das in dem Rührtank enthalten
ist, suspendiert sind, wobei die Rührgeräte in der longitudinalen
Richtung angeordnet sind, und eine Einrichtung zur Rotation der Rührgeräte in entgegengesetzter Richtung
umfasst, derart, dass ihre Rotationsorte gegenseitig überlappen.
Zur Dephosphorung wird der Rührtank mit Sauerstofflanzen versehen, die vorzugswiese konzentrisch mit den Antriebswellen
für die Rührgeräte sind.
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Die RUhrgeräte haben die Form von Stäben oder Blättern
aus Graphit oder anderem feuerfestem Material, z.B. Zirkonium.
Um die während des Raffiriationsvorgangs gebildete Schlacke
zu entfernen, wird eine geeignete Schlackenentfernungsyor-' richtung an der oder nahe der Auslassöffnung des behandelten
geschmolzenen Roheisens zur Verfügung gestellt.
Aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen wird die Erfindung besser
verständlich:
Fig. 1 stellt eine schematische Schnittzeichnung eines
Beispiels einer bekannten Entschwefelungsvorrichtung dar;
Fig. 2 stellt ein Schema dar, das den Prozentsatz der Entschwefelung, gemäss der Vorrichtung, die in
Fig. 1 gezeigt ist, darstellt;
Fig. 3 stellt ein Schema dar, das die Variation der Konzentration
mit der Zeit zeigt, die mit Wassermodelltesten bestimmt wurde;
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der drei Arten der RUhrtanks, die in den Wassermodelltesten verwendet
werden;
Fig. 5 zeigt eine Querschnitts ansicht einer Vorrichtung,
die die Erfindung zur Entschwefelung geschmolzenen Roheisens verkörpert, entlang der Linie V-V in Fig. 6;
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Fig. 6 zeigt eine Längsschnittansicht des Rührtanks, der in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 7 zeigt eine parzielle Längsschnittansicht eines modifizierten
Rührtanks, der mit einer Sauerstofflanze aus-· gerüstet ist;
Fig. 8 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines Rührtanks dar, der einen Trog zur Einbringung eines
Entphosphorungsmittels und zum Auslass der Schlacke zeigt;
Fig. 9. stellt eine perspektivische Ansicht der Metallrührblätter dar;
Fig. 10 stellt eine Längsschnittansicht der Metallrührblätter
dar, wobei der Durchtritt des Kühlwassers gezeigt ist;
Fig. 11 stellt eine partielle Längsschnittansicht des Rührtanks dar, der mit Wellenbrechungsplatten an der Ausströmöffnung
der Schlacke versehen ist;
Fig. 12 und 13 stellen schematische Querschnittsansichten dar,
in denen zwei Arten der Kombination von Rührtanks gezeigt sind;
Fig. 14 stellt ein Schema dar, das den erreichbaren Entschwefelungsprozentsatz
gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende FiVemenfco
mit don gleichen Bozutfsnummern vorsehen.
- ίο -
Zwei Bedingungen, insbesondere "das Rühren des gesamten geschmolzenen
Roheisens" und "das Rühren der Teile nahe der Grenzfläche zwischen dem geschmolzenen Roheisen und dem Entschwefelungsmittel"
sind als die wesentlichen Bedingungen für wirksame Entschwefelung angesehen worden. Bei den herkömmlichen
Entschwefelungsverfahren, insbesondere dem Entschwefelungsverfahren des Stapeltyps sind verschiedene Massnahmen
angewandt worden, um diese beiden Bedingungen zu erfüllen.
Als Ergebnis ausgedehnter Forschungen wurde gefunden, dass in dem Körper des geschmolzenen Roheisens ein natürlicher
Fluss, bzw. eine Strömung besteht, nachdem es in das Gefäss eingebracht worden ist, so dass es nicht erforderlich ist,
das Roheisen gewaltsam zu rühren und dass ausreichende Rührung der Teile in der Nähe der Grenzfläche wesent-lich ist
(diese Tatsache ist bisher übersehen worden). Darüberhinaus wurde bestätigt, dass derartige Rührung der Teile des geschmolzenen
Roheisens nahe der Grenzfläche nicht nur bei der Vorbereitung des Gusseisens zum Giessen durch Zusatz
von Ferosilicium zu dem geschmolzenen Roheisen sondern auch bei der Dephosphorung des geschmolzenen Roheisens unter Verwendung
einer Lanze erforderlich ist.
Auf Grundlage dieser Entdeckung sind die folgenden Prüfversuche, bzw Teste ausgeführt worden, wobei Wassermodelle
mit dem Ziel verwendet wurden, die verschiedenen Bedingungen herauszufinden, die für die kontinuierliche Behandlung des
geschmolzenen Roheisens erforderlich sind. Insbesondere wird bei kontinuierlicher Behandlung die Bohandlungszeit verringert,
da dar; coKchmoLsene Roheisen vom Einlass zum Auslass eines Tanken
f LiGRMt".. iSofern AU) D'lupri^c'ücihv/Lndlfrkfji t bezüglich der
vergrössert würde, wäre es möglich, die Verweilzeit wie
gewünscht zu verringern. Dementsprechend wurden die folgenden Prüfversuche unter Verwendung von Wassermodellen ausgeführt,
mit dem Ziel Bedingungen herauszufinden, die ausreichende
Vermischung des Roheisens in dem Tank unter verminderten Verweilzeifbedingungen
sicherstellen. In diesen Prüfversuchen wurden die geeignetsten Bedingungen in Hinblick auf die konfiguration
des Tanks, die Anordnung der Einlass- und Auslassöffnungen für das geschmolzene Roheisen und die Rührung
untersucht.
Wird eine Flüssigkeit durch einen Tank geführt, ist dies
immer mit einer Mischungsreaktion begleitet. Allgemein, fliesst eine Flüssigkeit durch einen Tank mit definierter
Geschwindigkeit, so erfolgen viele Arten des Flusses unter Einschluss (l) einer Kclbenströmung, (2) einer völligen
Vermischung, (3) einer Kombination der Kolbenströmung und
der völligen Vermischung und (4) ein Fliessen welches partielle Toträume oder einen Durchfluss umfasst. Bei den
Experimenten waren V Liter einer Flüssigkeit einer Konzentration C in einem Tank enthalten und eine weitere Flüssigkeit
einer Konzentration O wurde in den Tank durch den Einlass mit einer Geschwindigkeit von ν Liter/min zugelassen
und die Konzentration der Mischung bei Entnahme am Auslass gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind ir.
Fig. j5 aufgetragen, in der (1) ein Modell der Kolbenströmung
bezeichnet, in der Flüssigkeiten mit Konzentrationen C und 0 separat durch den Tank fliessen und die Grenzfläche
zwischen den beiden Flüssigkeiten sich mit der Zeit dem Auslass nähert. V/v -Φ .sibt die Hauptverweilzeit wieder und
im Fall der Kolbenströmung wechselt die Konzentration- von C bis O nachdem Verstreichen der Verweilzeit. Die Kurve (2)
bezeichnet das Modell der völligen Vermischung. In diesem
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- 12 -
Fall werden in dem Augenblick, in dem die Flüssigkeit der Konzentration O in" den Tank zugelassen wird, die beiden
Flüssigkeiten homogen vermischt. Da die Konzentration expontiell variiert, kann - sofern ein logarythmischer Massstab für die Konzentration benützt wird - das Verhältnis
zwischen der mittleren Verweilzeit 0 und der Konzentration durch eine gerade Linie dargestellt werden. Die Kurve (3)
gibt das Modell der Kombination der Kolbenströmung und der völligen Vermischung wieder, in welchem die völlig vermischten
Flüssigkeiten wie eine Kolbenströmung durch Aufteilung durch eine unsichtbare Teilungswand fHessen. Es ist bekannt,
dass wenn die Zahl angenommenermassen unterteilter Tanks
anwächst, die in einem rechtwinkligen Koordinatensystem gezeichnete Kurve, deren Ordinate die Konzentration und die
Abszisse die mittlere Verweilzeit θ wiedergeben, sich der Vertikalen annähert. Anders ausgedrückt, wächst die Anzahl
der unterteilten Tanks bis "ins Unendliche an, wird der Fluss
zur Kolberströmung. In dieser Weise kann mit Wassermodellprüfversuchen
die Mischungskennlinie in dem Tank durch Messung der Auslasskonzentrationsveränderung, die mit der Zeit
erfolgt, bestimmt werden. Zu diesem Zweck wurde die Konzentration der Flüssigkeit .am Einlass laufend geändert und die
entsprechende Konzentrationsänderung am Auslass gemessen.
Sowohl beim Stapeltyp (batch type) und beim kontinuierlichen Fliesstyp sind wichtige Bedingungen zur Entschwefelung "die
Rührung des gesamten geschmolzenen Roheisens" und "die Rührung der Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe von
dessen Grenzfläche mit dem Desulfurierungsmittel", das vorstehend erwähnt wurde. Ziel der Wasserversuche ist es, ein
Verfahren zu finden, das "die Rührung des gesamten Körpers
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des geschmolzenen Roheisens" mit dem kleinstmöglichen Gefäss
unter Bedingungen in denen eine nahezu vollkommene Vermischung sichergestellt werden kann bewirkt, selbst dann
wenn eine grosse Menge geschmolzenen Roheisens durchgeführt wird, und weiter ein Verfahren welches selbst bei Variation
der Fliessmenge im wesentlichen völlige Vermischungsbedingungen sicherstellt, wenn das geschmolzene Roheisen
nicht kontinuierlich entnommen wird. Obwohl kürzere Verweilzeiten bevorzugt sind, wurden 2 Minuten in Anbetracht des
hohen Entschwefelungsprozentsatzes gewählt. Dieser Wert wurde im Himblick auf die durchschnittlichen Verweilzeiten
der herkömmlichen Entschwefelungsverfahren gewählt. Als nächstes ist es erforderlich "die Rührung der Teile in der
Nähe der Grenzfläche zwischen dem geschmolzenen Roheisen und dem Entschwefelungsmittel" zu ermitteln. Nachdem jedoch
diese Rührung durch Rührung der Teile des geschmolzenen Roheisens nahe der Grenzfläche mit einem -Rührstab leicht er-i
mittelt werden kann, wurde der Wassermodelltest in diesem
Fall unterlassen. Das nächste^u bestimmende Problem war das der Dimensionierung.- Nachdem jedoch dieses Problem
äusserst kompliziert war, wurde ein Modell in dem Versuch verwendet, dessen Dimensionen im wesentlichen jenen der
praktisch verwendeten Vorrichtung waren.
Wie schematisch aus Fig. 4 hervorgeht, ist eine Vielzahl
von RUhrern vorgesehen, deren vertikale Antriebswellen auf einer geraden Linie angebracht sind. Die Anzahl der Wellen
betrug 7i 3 und 2. Zwei parallele,im Abstand angebrachte Rührstäbe
wurden auf jeder Antriebswelle angebracht, wobei die Rotationsbereiche oder Rotationsorte der Rührstäbe auf benachbarten
Antriebswellen sich leicht überlappten. Jede
2 0 91) H 2 / 0 7 0 0
Antriebswelle wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 U/min rotiert und die Rührstäbe wurden in eine Tiefe von etwa 20 cm
in das V/asser eingetaucht. Die Breite des Tanks betrug 50 cm und der Abstand zwischen zwei benachbarten Antriebswellen betrug
JO cm. Die Wassertiefe in dem Tank betrug etwa 70 cm.
Der Grund des Tanks war flach,wenngleich auch Tanks einer unterschiedlichen
Konviguration verwendet wurden. Die Orte des Wassereinlasses und -auslasses wurden ebenfalls variiert.
Mehrere Zuflussgeschwindigkeiten wurden in einem Bereich einer mittleren Verweilzeit von I.5 bis 15 Minuten ausgewählt. Die
Versuche wurden durch Färbung des Wassers im Tank mit einem Farbstoff (Safranin T), anschliessendem Wassereinlass in den
Tank und Messung der Konzentration des Farbstoffs in dem am Auslass entnommenen Wasser unter Verwendung eines Colorimeters
ausgeführt. Die Messung wurde auch mehrere Male ohne Rotation der Antriebswellen durchgeführt und die Ergebnisse
mit jenen verglichen, die bei Rotation der Antriebswellen erhalten wurden. Folgende Ergebnisse - kurz gefasst - wurden
erhalten.
1. Selbst bei Vergrösserung der Tanklänge und der Zahl der
Antriebswellen, waren die Ergebnisse nicht immer verbessert.
2. Die Auswirkung der Lage des Einlasses und des Auslasses des Wassers ist relativ gross und es wurde gefunden, dass
die vorteilhaftesten Ergebnisse dann erhältlich sind, wenn der Einlass und der Auslass derart angebracht sind,
dass das Wasser in longitudinaler Richtung des horizontalen Querschnitts des Tankes fliesst.
2 0 0 B tt 2 / 0 / β Ο
3- Im "allgemeinen ist das Ergebnis in Abhängigkeit von der
mittleren Verweilzeit unterschiedlich, ein resultierender Einfluss der Dauer der Verweilzeit besteht jedoch nicht.
4. Die Änderung der Konfiguration des Tankbodens hat eine beträchtlich verbesserte Wirkung zur Folge.
Die besten Ergebnisse wurden unter Verwendung von 3 Antriebswellen
und bei einer Lage des Einlasses und des Auslasses erhalten, die ein Pliessen des Wassers in der longitudinal
en Richtung des horizontalen Tankquerschnitts bewirken . Bei einer Verweilzeit von 2 Minuten oder mehr ergaben sich
nahezu vollkommene Mischungsverhältnisse.
Auf Grundlage der vorstehend genannten Ergebnisse wurde eine Vorrichtung zur Entschwefelung geschmolzenen Roheisens, wie
sie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, konstruiert. In diesen
Zeichnungen v/ird das aus einem Hochofen oder einem Torpedowagen (nicht gezeigt) stammende geschmolzene Roheisen in einen
Rührtank 2 durch eine Einlassungsöffnung 3, bezeichnet durch
einen Pfeil, eingelassen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Einlassöffnung 3 ist der Tank 2 mit einer Auslassöffnung
4 versehen, um das behandelte geschmolzene Roheisen in eine Giesspfanne oder ein ähnliches Behältnis über einen Trog 5
zu entlassen. In dem Trog 5 ist ein Löffel 6 zur Entnahme
des behandelten Roheisens durch eine öffnung 7 vorgesehen.
Das verbrauchte Desulfurierungsmittel 8 oder die Sehlacke,
die zusammen mit dem behandelten Roheisen entnommen wird, werden mit einem Schaber 9 entfernt.
Das Entsulfurierungsmittel wird in einem Fülltrichter 10 gelagert und eine konstante Menge des Mittels durch eine Vibra-
- 16 -
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- ΐβ -
tionszuführung 11 zugeführt und anschliessend in das geschmolzene
Roheisen, im Tank 2 über eine Rutsche 12 eingebracht. Das auf dem geschmolzenen Roheisen in dem Tank
schweimmende Entsulfurierungsmittel 14 wird in dem Körper
des geschmolzenen Roheisens dann verteilt, wenn mit den Rührstäben 15 heftig gerührt wird, wodurch das geschmolzene
Roheisen entschwefelt wird. Zwei Rührstäbe 15 sind auf jedem der Aufspanngeräte 16 angebracht. In einer Vorrichtung
mit grosser Kapazität ist es vorteilhaft, 3 Rührstäbe für
jedes Aufspanngerät zu verwenden, wobei die Stäbe auf den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks angebracht sind. Eine
Antriebswelle 17 ist mit dem Zentrum jedes Aufspanngerätes l6 verbunden. In dem Beispiel, das in den Fig. 5
und β gezeigt ist, sind J5 Antriebswellen angebracht und
die benachbarten Wellen werden in entgegengesetzten Richtungen, wie durch Pfeile gezeigt ist, rotiert. Diese Anordnung ermöglicht
soweit als möglich eine nahe Anbringung der Wellen, so dass sich die Bereiche der entsprechenden Rührstäbe überlappen.
Entsprechende Antriebswellen 17 sind mit Zahnrädern 18 versehen, die durch ein Zahnrad 19 verbunden sind. Die
einer Well-e 20 durch einen Elektromotor über einen nicht
gezeigten Geschwlndigkeitsreduktionsmechanismus übermittelte
Antriebskraft wird der zentralen Antriebswelle 17 über Kegelgetriebe 21, 22 und dadurch den Antriebswellen 17 auf deren
gegenüberliegender Seite vermittelt. Diese Zahnräder bzw. Getriebe sind in einem Getriebekasten 2J enthalten.
Da das geschmolzene Roheisen bei einer erhöhten Temperatur von etwa l400 C gerührt wird, ist es erforderlich, eine geeignete
Hitzeisolierung vorzusehen und es ist ebenfalls erforderlich,
eine geeignete staubverhütende Einrichtung zur
- 17 -
209882/0780
Behandlung des Rauches, bzw« Dampfes, der während der Behandlung entsteht, zur Verfügung zu stelen. Zu diesem Zweck wird
eine Decke 24, die mit einem inneren Putter aus hitzebeständigem Material versehen ist und mit Wasser gekühlt werden kann,
auf den Rührtank 2 zum Schutz der unteren Teile der Antriebswellen
17 und der Antriebsstäbe 15* die an deren unteren Enden
befestigt sind, angebracht. Die Decke 24 ist mit einer Luftröhre
25 zur Führung des gesammelten Rauches bzw. Dampfes in
einen nicht gezeigten Staubabscheider versehen. Darüberhinaus ist eine Gaseinlassöffnung 26 in der Decke 24 zum Einlass re-·
duzierender- oder neutraler atmosphärischer Gase zur Verbesserung der Eesulfurierungswirksamkeit oder der Verlängerung der
Lebensdauer der Rihrstäbe 15 vorgesehen.
Die die Rührstäbe tragenden Aufspannvorrichtungen 16 und die
Antriebswellen 17 sind mit Wasser gekühlt. Insbesondere enthält jede Welle 17 eine Doppelwandröhre und das Kühlwasser
wird durch die innere Röhre 27 zugeführt und durch die Ausgangsröhre
28 nach erfolgtem Durchfluss durch einen Weg, wie er durch die Pfeile in Fig. 6 gezeigt ist, abgeführt.
Der Schaber 9 zur Entfernung des verwendeten Entsulfurierungsmittels
auf der Schlacke ist wie folgt aufgebaut: Die Schaberplatte 29 ist an einem Ende einer Werkstange 30 angebracht,
die durch einen Kolben 32 bewegt wird, der in einem Zylinder
31 enthalten und drehbar auf einer Nadel J>kt unterstützt durch
einen Sockel 33* angebracht ist. Das untere Ende des Kolbens 36 eines anderen Zylinders 35 ist mit dem äusseren Ende des
Zylinders 31 durch eine Nadel 37 verbunden. Das obere Ende des
Zylinders 35 ist durch eine Nadel 38 an einem stationären Sockel 39 befestigt. Der Schaber 9 ^St ** einer Lage kurz vor
dem Beginn des Schabens gezeigt. In dieser Lage wird nur der
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?2
Kolben/des Zylinders Jl zur Entfernung des verbrauchten Entsulfurierungsmittels betrieben. Hiernach wird der Kolben 36 vorgeschoben, um die Werkstange 30 im Uhrzeigersinn zu drehen und anschliessend wird der Kolbenstab 32 vorgeschoben. Der Kolbenstab 36 wird in die Position, die in Fig. 6 gezeigt ist, zurückgezogen, wodurch die Schaberplatte in das verbrauchte * Entsulfurierungsmittel oder die Schlacke herabgeführt und der Vorgang wiederholt wird.
Kolben/des Zylinders Jl zur Entfernung des verbrauchten Entsulfurierungsmittels betrieben. Hiernach wird der Kolben 36 vorgeschoben, um die Werkstange 30 im Uhrzeigersinn zu drehen und anschliessend wird der Kolbenstab 32 vorgeschoben. Der Kolbenstab 36 wird in die Position, die in Fig. 6 gezeigt ist, zurückgezogen, wodurch die Schaberplatte in das verbrauchte * Entsulfurierungsmittel oder die Schlacke herabgeführt und der Vorgang wiederholt wird.
Der Schaber 9 kann in anderer als angegebener, geeigneter Position,
z.B. auf dem Trog 5*angebracht werden.
Ist die Auslassöffnung 4 am Grund des Tanks 2 angebracht, wird
die Schlacke nicht immer mit dem behandelten geschmolzenen Roheisen entnommen, so dass es erforderlich ist, eine separate
öffnung zur Entnahme der Schlacke in einer im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die obere Oberfläche des geschmolzenen
Roheisens 13 befindlichenPosition vorzusehen.
Eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung zur Entphosphorung
wird in Fig. 7 gezeigt. Diese Modifikation ist im wesentlichen mit der früheren Ausführungsform identisch, mit der Ausnahme,
dass eine Lanze 40 als Sauerstoffeinlass in der Mitte der hohlen Welle 17 enthalten ist. Die Sauerstofflanze 40 besitzt den gleichen
Aufbau wie jene die üblicherweise für einen LD-Konverter verwendet wird und ist mit Wasser gekühlt.
Da die Lanze in den Wellen 17 enthalten ist, ist es erforderlich deren Durchmesser zu vergrössern und eine unabhängige Wasserzuführungsleitung
4l zu verwenden. Darüberhinaus ist ein Aufspanngerät
42 mit dem oberen Ende der Welle 17 verbunden, um deren Inneres mit Kühlwasser zu versorgen. Das Kühlwasser fliesst,
- L«) ? 0 9 I) B 2 / f) 7 0 Π
— xy —
wie es durch die Pfeile gezeigt ist und wird durch eine Auslassleitung 49 abgeführt.
Das Dephosphorierungsmittel besteht im- wesentlichen aus
Kalk, Plusspat, Hammerschlag (mill scale),.Eisenerz und
diese Bestandteile schmelzen unter Bildung einer Schlackenschicht 4j5. Unterschiedlich von dem Desulfurierungsverfahren
wird das Entphosphorungsmittel durch eine Rutsche 44 (Pig. 8) oder durch die Lanze 40 zusammen mit Sauerstoff oder
durch Rutsche 44 und Lanze 40 eingeführt. Wie aus Fig. 8 hervorgeht ist die Rutsche 44 in der Nähe der Auslassöffnung
4 für das behandelte Roheisen angeordnet, derart dass die Eingabe des Dephosphorungsmittels in einer Richtung
erfolgt, die der Fliessrichtung des geschmolzenen Roheisens entgegengesetzt ist. Es ist vorteilhaft, die
Schlackenauslassoffnung 45 nahe der Einlassöffnung 5
für das geschmolzene, zu behandelnde Roheisen anzuornen. Die Schlacke wird durch einen Ausfluss 46 entnommen,
während die Auslassöffnung 4 für das behandelte Roheisen in der Nähe des Bodens des Tanks 2 angeordnet ist. Die
gleiche Überlegung kann wie im Fall der vorstehenden Entphosphorung auf die Entsulfurierung angewandt werden.
Für das Entphosphorungsverfahren ist es erforderlich, die Rührstäbe 15 aus anderem Material aufzubauen. Für die Entsulfurierung
ist Graphit bevorzugt. D^fnit der Entphosphorung eine Decarbonisierung konkurrierend erfolgt, ist der
Verschleiss der Teile der Graphitstäbe, die JLn das geschmolzene Roheisen eingetaucht sind, erheblich. Dementsprechend
werden für die Entphosphorung feuerfete Materialien aus Zirkonium bevorzugt. Der Aufbau der Rührstäbe für diesen
- 20
209882/0780
Zweck ist der gleiGhe wie der des Pfropfens für die Giesspfanne
der Stahlherstellung. Selbst aus einem derartigen Material werden die Rührstäbe, wenn der Prozentsatz der Entphosphorung
erhöht wird, in äusserstem Masse verbraucht, so dass Rührblätter aus Metall, die in den Fig. 9 und 10
gezeigt sind, bevorzugt werden.
Insbesondere werden Metallblätter ^YJ, beispielsweise aus
Kupfer hergestellt, und ihre unteren Enden in die Schlackenschicht eingetaucht. Ein paar Blätter werden an einem Aufspanngerät
l6 durch Trägerstäbe hi befestigt. Die hohle Antriebswelle
17 wird durch Kühlwasser gekühlt, welches in das Innere der Welle VJ durch obere öffnungen 49 eintritt und
nach Zirkulation durch einen Weg, wie es durch Pfeile in Fig. 10 gezeigt ist, durch die öffnungen 50 nach Aussen
fliesst.
Die Vorrichtung für die Desulfurierung kann auch zur Einbringung
von Ferrosilizium verwendet werden. Wo die Entphosphorung wie im Fall der Herstellung dukoi-len Gusseisens
schon durchgeführt worden ist, werden die Rührstäbe aus für die Entphosphorung geeignetem Material hergestellt.
Fig. 11 stellt eine partielle Schnittansicht dar, die eine Anordnung des Schabers 9 zeigt, und in der die Auslassöffnung
51 für das behandelte Roheisen in der Nähe des Bodens
des Tanks angebracht ist. Insbesondere wenn die Auslassöffnung 51 am Boden angebracht ist und ein Fenster t>2
zur Entfernung der Schlacke in der Seitenwand des Tanks ausgebildet ist, wird sich die Oberfläche des geschmolzenen
Roheisens auf einer Höhe befinden, die durch eine gepunktete Linie angegeben ist. Da sich auf der Oberfläche des geschmol-
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zenen Roheisens, wenn es heftig durch Rührstäbe gerührt wird,
ausbilden, ist es vorteilhaft, Wellenbrecherplatten 53 und 5^ aus kohlenstoffhaltigem Material vorzusehen, um zu verhindern,
dass die Wellen über das Äussere des Tanks sich ausbreiten, wodurch eine leichte Entfernung der Schlacke ermöglicht
wird.
Verschieden Tankkombinationen sind möglich. In einer in Fig. 12 gezeigten Anordnung sind 2 Tanks Seite an Seite
angebracht und in Serie durch eine öffnung 51 mitteinander
verbunden. In diesem Beispiel ist die Schlackenentfernungsvorrichtung 9 (= Schaber 9) für nur einen Tank vorgesehen.
Der Schaber 9 kann jedoch für beide Tanks vorgesehen werden, in welchem Fall die öffnung 51.am unteren Teil der
Tanks angebracht ist.
Fig. 13 zeigt eine andere Anordnung, die für die Entfernung
von Silicat geeignet ist, welche vor der Entphosphorung erfolgt. Wenn das Roheisen durch Einblasen von Sauerstoff
raffiniert wird, erfolgt die Entfernung des Siliziums im allgemeinen vor der Entphosphorungsreaktion. Somit wird
Silizium unter Bildung von Siliziumdioxid, welches Schlacke bildet, oxidiert. Zur Entphosphorung ist es erforderlich,
dass eine Schlacke einer Basizität oberhalb eines gewissen Wertes vorliegt, die Menge an zuzufügendem Kalk oder Flussspat
kann jedoch verringert werden, wenn die Siliziumdioxidmenge verringert wird, wodurch der Verlust an Eisen und die
erforderliche Wärmemenge verringert wird. Es sind Sauerstofflanzen 56 und 4o vorgesehen und die gebildete Schlacke
wird durch eine Auslassöffnung 57 und den Auslass 58 nach
Aussen abgeführt. Das geschmolzene Roheisen fliesst von einem Tank durch die öffnung 51 in den anderen Tank. Das Entphos-
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phorungsmittel wird dem rechten Tank durch Sauerstofflanzen
40 oder die Rutsche 44 zugefügt und die in diesem Tank gebildete Schlacke wird durch die öffnungen. 45 und den Ausfluss
46 abgeführt.-
Wie in Pig. 14 gezeigt ist, ist es gemäss der vorliegenden '
Erfindung möglich, unter Verwendung etwa der Hälfte des Kai- ' ciumcarbids im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren, wie
in Fig. 1 gezeigt ist, im gleichen Ausmass zu entschwefeln. In dem Verfahren der Fig. 1 beträgt die Flussgeschwindigkeit
des geschmolzenen Roheisens β t/min für ein Oberflächengebiet von etwa 3m, das sind 2t/min/m' . In vorliegender Erfindung
wird die gleiche Flussgeschwindigkeit erreicht. Einer der Gründe für diesen Unterschied stellt die unterschiedliche
Tiefe des Bades dar, welche JO cm im Fall der
Fig. 1 und 6o cm ge;näss vorliegender Erfindung beträgt.
Unter der Annahme der gleichen Flussmenge pro Flächeneinheit wird etwa die zweifache durchschnittliche Verweilzeit
gemäss dem erfindungsipiäasen Verfahren erzielt. Insbesondere entspricht
in dem Verfahren der Fig. 1 die mittlere Verweilzeit einer Minute, während entsprechend dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung dise auf 2 Minuten angewachsen ist. Obwohl man annimmt das die Reaktionsgeschwindigkeit des Kalciumcarbids
mit dem Schwefel in dem geschmolzenen Roheisen hoch ist, erhöht bzw. verbessert die zweifache Verweilzeit das Ausmass
der Entsulfurierung.
Der grösste Anteil der Kosten der Entsulfurierung unter Verwendung von Kalciumcarbid entsteht durch die Kosten des
Kalciumcarbids selbst, so dass eine geringere Menge hiervon vorteilhaft ist.
Da es möglich ist, die Verweilzeit durch Erhöhung der Tiefe des Rührbades über jene, die bei herkömmlichen kontinuierlichen
Verfahren verwendet werden, zu erhöhen, besteht nicht nur die Möglichkeit die Wirksamkeit der Entschwefelung
ζ u verbessern sondern auch die Lebensdauer des Tanks zu steigern. Die Plussgeschwindigkeit ist in dem herkömmlichen
kontinuierlichen Entsulfurierungsverfahren bemerkenswert gross, so dass die·ausnützbare Lebensdauer der Tanks geringer
und die Reparaturen kostspielig sind»
Wie vorstehend beschrieben werden die Rührstäbe leicht verbraucht. Gemäss der vorliegenden Erfindung können Rührstäbe
aus Graphitelektroden für übliche elektrische öfen verwendet werden. Es war bisher nicht denkbar Graphitelektroden
wegen ihres hohen Preises und ihrer Brüchigkeit zu verwenden. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
von Graphitelektroden möglich. Da das geschmolzene
Roheisen im wesentlichen mit Kohlenstoff gesättigt ist, ist der Verschleiss bzw. der Verbrauch der Graphitrührstäbe,
der durch -geschmolzenes Roheisen verursacht wird, gering. Die Teile der Stäbe, die der Luft ausgesetzt sind,
werden jedoch durch Oxydation abgenützt bzw. verbraucht. Jedoch kann das Eindringen der Luft in den Tank leicht durch
Verwendung eines Tankdeckels verhindert werden, wodurch die Lebensdauer der Rührstäbe gesteigert wird.
Es ist verständlich, dass auch andere Materialien als Graphit Verwendung finden können.
Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung veranschau-1i
cht.
- 24 209882/0780
2231
Fig. 14 zeigt das Ergebnis der Entsulfurierung unter Verwendung
der Vorrichtung, die in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. In diesem Beispiel betrugen die Flussgeschwindigkeiten des
geschmolzenen Roheisens 1 t/min und 2 t/min und Kalciumcarbid wurde als Entsulfurierungsmittel verwendet. Die
Temperatur des geschmolzenen Roheisens betrug 1450 C
bis l400 C, und der Schwefelgehalt des geschmolzenen Roheisens
vor Behandlung betrug 0.060 bis 0.0J50 %. Die Geschwindigkeit
der Rührstäbe betrug 75 U/min.
Die nachstehende Tabelle 1 gibt die Ergebnisse, unter Verwendung zweier Tanks, die in Fig. 5 und 6 gezeigt sind
wieder, welche gemäss Fig. 12 in Serie geschaltet waren.
Entschwefe lungsmittel (!Calciumcar bid) kg/mm |
Flussge schwindig keit des Roheisens |
Schwefelgehalt {%) | nachher | Prozent satz der Entschwe felung |
Geschwin digkeit Umdrehun gen pro Mi nute (r. p.m.) |
Jeder Tank 3 kg/min 2 kg/min 3 kg/min |
2 2 3 |
vorher | 0.004 O.OO7 0.010 |
91 81 |
75 75 75 |
0.047 0.035 0.053 |
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- 25 -
2231308
Die Tabelle zeigt, dass ein hoher Kntschwefölungsprosentsafcs
mit einer relativ geringen Kalciumcarbidmenge erreichbar Inc.
Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Vorrichtung wurde durch Zusatz
einer Sauerstofflanze, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, modifiziert und eine Dephosphorung wurde mit diesem modifizierten
Tank unter den in Tabelle 2 gezeigten Arbeltsbedingungen bewirkt. Die nachstehende Tabelle 3 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
Tabelle 2
Arbeitsbedingungen
Arbeitsbedingungen
Flussgeschwindig keit des geschmol zenen Roheisens |
Menge des einge blasenen Sauer stoffs |
Sauerstoff druck |
1 t/min | 12 m-^/min | 2,0 kg/cm |
Menge der eingebrachten Entphosphorungsmittel (kg/min) | Hammersohlag (mill scale) |
Flusspat | Kalziniertes Soda |
Kalk | 20 | 6 | 17 |
36 |
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- 2β -
Ergebnisse der Behandlung
G | Zusammensetzung des geschmolzenen | nach der Be | Prozent | Zusammensetzung der | \ | T-Pe | II.90 | |
\ | Si | Roheisens | handlung | satz der | Schlacke | PeO | 8.94 | |
\ | Mn | Vor der Be | Entfer | \ | SiO2 | 13.88 | ||
\ | P | handlung | nung | CaO | 43.19 | |||
\ | S | 3.64 | 17 % | P | 0.678 | |||
\ | 0.02 | 96 % | ||||||
4.HO | Ο.29 | |||||||
0.87 | 0 050 | 60 fo | ||||||
0.70 | 0 021 | 53 fo | ||||||
0. L25 | ||||||||
0.045 | ||||||||
Das Entphosphorungsmittel wurde durch die Rutsche eingebracht.
Der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Tank wurde durch Anbringung
von Sauerstofflanzen und Rührblättern,in Fig. 9 gezeigt, modifiziert
und zwei derartig modifizierte Tanks wurden in Serie, in Fig. 13 gezeigt, geschaltet und zur Silicatentfernung vor
der Entphosphorung unter den in nachstehender Tabelle 4 gezeigten Arbeitsbedingungen verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
5 wiedergegeben.
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Tablelle
Arbeitsbedingungen
Plusgeschwindig keit des geschmol zenen Roheisens |
Menge des eingeblasenen Sauerstoffs |
Dephospho- rung Tank |
Druck des eingebla senen Sauerstoffs |
Dephos- phorung Tank |
1 t/min | Silikatent fernung Tank |
11 nrVmin | Silikatent fernung Tank |
1,2 kg/cm2 |
6 nr/min | 2,5 kg/cm2 |
Zusätze
Silikatent fernung Tank |
Dephosphorungst ank | Kalk | Hammerschlag [mill scale) |
Plusspat | calciniertes Soda |
Kalk | 18 kg/min | 24 kg/min | 7 kg/min | 18 kg/min | |
6 kg/min |
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Ergebnisse der Behandlung
Zusammensetzung des geschmolzenen Roh eisens |
Vor der Be handlung |
Nach der Be handlung |
Prozent satz der Entfernung |
Zusammensetzung der Schlacke | Silikatent fernung |
Dephospho- rungstank |
\ | 4.55 | 3.55 | 22 % | 8.4 | 10.06 | |
C | 0.83 | 0.05 | 94 % | T-Pe | 10.04 | 7.21 |
Si | 0.80 | O.56 | FeO | 48.16 | 16.40 | |
Mn | O.I32 | 0.035 | 73 % | SiO2 | 16.24 | 40.38 |
P | 0.042 | 0.018 | CaO | 0.015 | 0.80 | |
S | P |
Ferrosilizium wurde in geschmolzenes Roheisen unter Verwendung des Tanks, der in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, eingebracht.
Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 6 wiedergegeben.
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Ferrosilizium Einbringungs-Versuche
Flussgesohwin- ligkeit des ge schmolzenen Roh eisens |
Eingebrachte F erro s iliζium- menge |
Siliziumgehalt in geschmolzenem Roh eisen |
Nach Einbringung | Aus beute |
2 t/min | 36,4 kg/min | Vor Einbringung | 2.00 % | 95 % |
0.70 % |
Das in diesem Beispiel verwendete Ferrosilizium enthielt 75 % Silizium. Von diesen Ferrosilizium wurden 21.7 kg/t
geschmolzenen Roheisens einem Hauptkanal für die Förderung geschmolzenen, aus dem Hochofen ausgetretenen Roheisens zugefügt.
Die Ausbeute dieses Ferrosiliziums betrug 80 %. Im
Vergleich mifc der Ausbeute von 95 $* die in Tabelle 6 wiedergegeben
ist, zeigt diese Grosse, dass die neuartige Vorrichtung hoch wirksam ist.
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Claims (2)
1. "Verfahren zur kontinuierlichen Raffination von Eisen
und Eisenlegierungen, in die ein Zusatz eingebracht und mit geschmolzenen in einem Rührtank enthaltenem Roheisen
vermischt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass das geschmolzene Roheisen kontinuierlich im Rührtank, der einen länglichen horizontalen Querschnitt
aufweist und mit einer Vielzahl von in Abstand angebrachten, parallelen, vertikalen Rührgeräten ausgestattet
ist, die in der horizontalen Richtung des länglichen Querschnitts angebracht sind, von dessen
einer Seite zugelassen wird, und das Roheisen von der gegenüberliegenden Seite des RUhrtanks ausgelassen wird,
wodurch bewirkt wird, dass das Roheisen in longitudinaler Richtung fliesst und die Rührgeräte zur Rührung
der Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Grenzfläche zwischen demselben und dem Zusatz rotiert
werden, wodurch eine ausgezeichnete Beimischung bzw. Vermischung des Gusseisens in dem Rührtank infolge des
^Hessens des Gusseisens und der Beimischung des Zusatzes zu dem geschmolzenen Gusseisen an jenen Teilen
in der Nähe der Grenzfläche infolge der Rotation der Rührgeräte erfolgt.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in den Rührtank in der Nähe der Einlassöffnung des .geschmolzenen Roheisens ein
Entschwefelungsmittel eingegeben wird.
J5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Entschwefelungsmittel Kaiζiumcarbid enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Rührtank ein Mittel zur Entphosphorung in einer Richtung eingebracht
wird, die der Fliessrichtung des geschmolzenen Roheisens innerhalb des Rührtanks entgegengesetzt ist.
5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass man als Mittel zur Entphosphorung Kalk, Plusspat, Hammerschlag (mill scale), und calciniertes
Soda verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass dem Rührtank Ferrosilizium zugefügt wird, um den Siliziumgehalt des geschmolzenen Roheisens zu erhöhen
.
7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass man bewirkt, dass das geschmolzene Roheisen durch ein Paar in Serie verbundene Rührtanks
fliesst und die Entfernung des Siliziumdioxids in einem der Rührtanks aus geführt wird, während die
Entfernung des Phosphors anschliessend in dem anderen Rührtank durchgeführt wird.
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8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vielzahl der Rührgeräte in , den oberen Teil des geschmolzenen Roheisens in dem
Tank eingetaucht und zueinander in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.
9» Vorrichtung zur kontinuierlichen Raffination von Eisen
und Eisenlegierung, in der geschmolzenes Roheisen und ein Zusatz durch Rührung in einem Rührtank vermisiit
werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührtank einen länglichen horizontalen Querschnitt und
Einlass- und Auslassöffnungen für das geschmolzene Gusseisen in dem Rührtank in longitudinaler Richtung des
horizontalen Querschnitts aufweist, wodurch bewirkt wird, dass das geschmolzene Gusseisen in longitudinaler Richtung
fliesst, und der Rührtank mit einer Vielzahl von parallelel, in Abstand angebrachten, vertikalen Rührgeräten
ausgestattet ist, die von oben in dem oberen Teil des geschmolzenen Gusseisens, das in dem RUhrtank enthalten
ist, suspendiert sind, wobei die Rührgeräte in longitudinaler Richtung angeordnet sind, und Geräte zur
Rotation der Rührgeräte in entgegengesetzten Richtungen enthalten sind, derart, dass sich ihre Rotationsorte gegenseitig
überlappen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Rührgeräte eine vertikale
Antriebswelle und eine Vielzahl von in Abstand angebrachten,
vertikalen Rührstäben aus korrosionsfestem Material aufweist, die am unteren Ende der Antriebswelle
befestigt sind.
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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeic hn
e t, dass jedes der Rührgeräte drei Rührstäbe enthält, die an den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet
sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 s dadurch gekennzeichnet,
dass die Rührgerate Rührstäbe aus
Graphit enthalten.
13- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Rührgeräte eine vertikale
Antriebswelle und eine Vielzahl von in Abstand angebrachten, vertikalen Rührblättern, aus korrosionsfestem
Material enthält, die am unteren Ende der Antriebswelle befestigt sind.
l4. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
dass der RUhrtank mit Sauerstofflanzen versehen ist.
15· Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch g e k e η η - '
zeichnet, dass die Ein- und Auslassöffnungen für das geschmolzenen Roheisen in der Nähe der normalen
Höhe des geschmolzenen Roheisens in dem RUhrtank angebracht sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
dass der Rührtank mit Einrichtungen1 zur Entfernung von Schlacke ausgestattet ist.
2 0 ü 8 H 2 / 0 7 0 ü
LY. Vorrichtung nach Anspruch Lo, dadurch g -e k e η η -
ζ ο L c h η ο t, dass das Schlackerientfernungsgeräfc
für die Auslassöffnung vorgesehen Lst.
L8. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e kennzeichnet, dass das SchlacLcenentfernungsgerät
für die "Einlassöffnung vorgesehen ist.
19· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schlackenentferrmngsgerät eine öffnung durch die Seitenwand des Rührtanks, unabhängig
von der Auslassöffnung, vorsieht.
20. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine Vielzahl von Rührtanks, die in Serien angeordnet sind, enthält.
2 O 9 ü Ü 2 / O 7 ü Π
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