DE2241726A1

DE2241726A1 - Verfahren und vorrichtung zur vorbehandlung von geschmolzenem roheisen

Info

Publication number: DE2241726A1
Application number: DE2241726A
Authority: DE
Inventors: Ryo Ando
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1972-08-25
Publication date: 1973-03-08
Also published as: AU4581372A; SE390641B; FR2150527B1; US3824095A; JPS504603B2; IT964276B; GB1395556A; FR2150527A1; BE788058A; AU472791B2; JPS4830617A; CA961272A

Description

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem

Roheisen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen, z.B. zur Entschwefelung oder Entphosphorisierung von geschmolzenem basischem Roheisen, zur Stahlherstellung, zur Einarbeitung von Ferrosilicium in basisches Roheisen, „um dieses zu Schmiede-Roheisen umzuwandeln,und zur Entschwefelungs- und Entphosphorisierungsbehandlung von basischem Roheisen zur Herstellung von duktilem Gußeisen.

Zur Vorbehandlung von Roheisen ist bereits eine Anzahl von Methoden und Vorrichtungen vorgeschlagen worden. So wurde z.B. hinsichtlich der Methode und der Vorrichtung zur Entfernung von Schwefel aus geschmolzenem 'Roheisen, während es in einer Gießpfanne enthalten ist,, eine große Anzahl von Vorschlägen gemacht, welche auch Eingang in die praktische Technik gefunden haben. Um den Schwefel aus geschmolzenem Roheisen zu entfernen, ist es bislang als wesentlich angesehen worden, (1) den gesamten Körper des geschmolzenen Roheisens in der Gießpfanne zu rühren und (2) die Grenzfläche zwischen dem geschmolzenen Roheisen und dem Entschwefelungsmittel zu rühren. Es ist weiterhin als wichtig angesehen wor-

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den, diese beiden Rühroperationen zu beschleunigen, wobei diese Rühroperationen durch einen Rührmechanismus durchgeführt worden sind, der den beiden Rühroperationen gemeinsam war.

Die Methoden nach dem Stand der Technik haben jedoch die Effekte dieser beiden Rühroperationen nicht getrennt beachtet. Insbesondere war das Rühren und das Vermischen des geschmolzenen Roheicenc und des Entschwefelungsmittels nicht ausreichend. Die Verbesserung dieser Rühroperation ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr.39332-70 bzw. in den US-Patentschriften 3 567 204 und 3 592 629 beschrieben. Dieser darin beschriebene Vorteil weist gegenüber der herkömmlichen Methode einen großen Vorteil auf. Diese Arbeitsweise ist dahingehend charakterisiert, daß sie eine leichte Massenproduktion ermöglicht. Nach diesem Vorschlag werden in den Oberflächenteilen des geschmolzenen Roheisens drehbare Rührstäbe eingetaucht. Wie jedoch näher erläutert werden wird, wird bei der Massenproduktsinstallation der Rührmechanismus mit Einschluß der Rührstäbe voluminös. Bei einem derartigen großdimensionierten Mechanismus nimmt die durch die exzentrische Bewegung bewirkte Belastung zu, wodurch der Mechanismus zerstört wird.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Methode und eine verbesserte Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen zur Verfugung zu stellen, bei welchem das oben beschriebene Problem der Last, die durch die exzentrische Bewegung bewirkt wird, nicht mehr auftritt.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen zur Verfügung zu stellen, welche dazu imstande sind, ein Vorbehandlungsmittel, beispielsweise

_ TL _

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ein Entschwefelungsmittel, ein Entphosphorisierungsmittel oder ein Silicierungsmittel, wirksamer zu verwerten.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man vier Antriebswellen an den jeweiligen Ecken eines Vierecks anordnet, wobei jede Antriebswelle ein Paar von horizontal im Abstand voneinander angeordneten, vertikalen Antriebsteilen antreibt, deren untere Enden in die Teile des zu behandelnden geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Oberfläche derselben eingetaucht sind, auf die Oberfläche ein Vorbehandlungsmittel aufbringt und daß man die angrenzenden Antriebswellen in entgegengesetzten Richtungen dreht, so daß die Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Vorbehandlungsmittel und dem ge- schmolzenen Roheisen geführt werden.

Durch die Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen zur Verfügung gestellt, welche durch einen Tank zur Aufnahme des zu behandelnden geschmolzenen Roheisens, vier Antriebswellen, welche an den jeweiligen Ecken eines Vierecks angeordnet sind, ein Paar von horizontal im Abstand angeordneten vertikalen Rührteilen, welche am unteren Ende jeder Antriebswelle angeordnet sind, wobei die Antriebsteile eine Länge haben, daß ihre unteren Enden in die Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Grenzflächen zwischen dem geschmolzenen Roheisen und einem Vorbehandlungsmittel eingetaucht werden können, welches auf die obere Oberfläche des geschmolzenen Roheisens gebracht worden ist, und durch Einrichtungen für den Antrieb angrenzender Antriebswellen in' entgegengesetzten Richtungen gekennzeichnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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^Ll

Fig. 1 einen diagrammartigen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1, aufgenommen entlang der Linie II-JI,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht, aufgenommen entlang der Linie IIJ-III der Fig. 1,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Ergebnisse von Versuchen zeigt, bei denen der Fluß des geschmolzenen Roheisens, das in einer Gießpfanne enthalten war, ermittelt wurde, indem in die Gießpfanne radioaktives Gold eingearbeitet wurde,

Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Menge eines Entschwefelungsmittels und dem prozentualen Anteil der Entschwefelung zeigt,

Fig. 6 und 7 Diagramme, welche die Rührarten gemäß dem genannten früheren Vorschlag zeigen,

Fig. 8 eine vertikale Querschnittsansicht einer modifizierten Vorrichtung, welche für die Entphosphorisierung vorgesehen ist,

Fig. 9 eine vertikale Querschnittsansicht von Rührflügeln aus Metall, welche einen Kühlkreislauf zeigt, und Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der Rührflügel.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung dient zur Entschwefelungsoperation und umfaßt eine Gießpfanne oder einen Tank 1, welche auf einem (nicht gezeigten) Fahrwerk montiert ist. Die Gießpfanne ist nahezu mit geschmolzenem Roheisen 2 gefüllt, welches von dem Entschwefelungsmittel 3 bedeckt ist. Bei dieser Ausführungsform wird als Entschwefelungsmittel Calciumcarbid verwendet. Die obere Struktur 5 der Entschwefelungsvorrichtung wird durch ein Rahmenwerk 4 getragen. Die obere Struktur umfaßt Rührer 6, einen Antriebsmechanismus 7 für die Rührer, eine Schutzabdeckung 8, eine Tragwelle 9 und eine Positionierungseinrichtung 10, welche hängt und sich in vertikaler Richtung der oberen Struktur bewegt. Jeder Rührer

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umfaßt ein Paar paralleler, vertikaler Rührstäbe 11, eine Antriebswelle 13 und eine Haltevorrichtung 12 zur Verbindung der Rührstäbe mit der Antriebswelle. Wenn sie durch die Antriebswelle 13 angetrieben werden, dann bewegen sich die Rührstäbe 11 entlang Kreisen,um die Teile des geschmolzenen Roheisens, die in der Nähe der Grenzfläche zwischen diesem und dem Entschwefelungsmittel sind, heftig zu rühren. Gewöhnlich werden die zwei Rührstäbe auf einer Antriebswelle befestigt, jedoch kann nur ein Stab für eine Vorrichtung mit geringer Größe verwendet werden, in welchem Falle es vorteilhaft ist, ein Balancierungsgewicht zu verwenden, um ein aus der Balance-Kommen.des Antriebskörpers zu vermeiden. Bei dieser Ausführungsform werden vier Rührer 6 verwendet. Wie diagrammartig in Fig. 2 gezeigt wird, werden die Achsen a und c von diametrisch gegenüberliegenden Wellen in der gleichen Richtung rotiert und die Achsen b und d werden gleichfalls in der gleichen Richtung rotiert, jedoch gegenüber derjenigen der Achsen a, c und b, d in einer umgekehrten Richtung. Die Drehzahlen aller vier Achsen sind einander identisch.'

Die Rührstäbe dieser vier Rührer sind so angeordnet, daß eine gerade Linie, die die Achsen von zwei Rührstäben verbinden, welche auf einer Antriebswelle mit der Achse a montiert sind, parallel zu einer geraden Linie ist, welche die Achsen der Rührstäbe verbindet, die auf einer Antriebswelle mit der Achse c montiert sind. Die Rührstäbe, die auf den Wellen mit den Achsen b und d montiert sind, sollten gleichfalls die gleiche Beziehung haben. Es ist auch notwendig, die Rührstäbe derart zu montieren, daß, wenn die Achsen der Rührstäbe, die auf den Antriebswellen mit den Achsen b und d montiert sind, in Ausrichtung entlang einer geraden Linie gebracht werden, die geraden Linien, welche jeweils die Achsen der Rührstäbe verbinden, die auf den Wellen mit den Achsen a bzw. c montiert sind, parallel zu der obengenannten geraden Linie sein sollten. Somit sind die Achsen a, b, c und d an den jeweiligen

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Ecken eines Vierecks angeordnet. Die relative Anordnung der Rührstäbe wird aus der nachfolgenden Beschreibung hinsichtlich des Antriebsmechanismus¹ 7 ersichtlich. Auf den Antriebswellen mit den Achsen d, b und e sind Zahnräder 14» 15 und 16 mit dem gleichen Durchmesser montiert. Die Antriebskraft eines (nicht gezeigten) Elektromotors wird durch einen Geschwindigkeltsverminderer (nicht gezeigt) zu einer Welle 20 überführt und sodann durch eine Welle 20 an Kegelräder 19, 18. Die Antriebswelle 17 mit der Achse e wird rotiert, wodurch die Wellen 13b, 13d in der gleichen Richtung rotieren. Auf den Antriebswellen mit den Achsen a, c, e, f und g sind Zahnräder 21, 22, 23, 24 und 25.montiert. Die Zahnräder 21, 22 und 23 haben den gleichen Durchmesser. In ähnlicher Weise haben die Zahnräder 24 und 25 gleichfalls den gleichen Durchmesser. Wenn die Welle 17 mit der Achse e rotiert wird, dann wird ihre Drehung durch die Zahnräder 24 und 25 auf die Wellen 13a und 13b übertragen. In dieser Weise rotieren, wenn die Welle 17 rotiert, die Wellen 13a, 13b, 13c und 13d in der Weise, wie sie oben beschrieben wurde. Diese Wellen können naturgemäß auch nach anderen bekannten Mechanismen als sie gezeigt sind konstruiert und angetrieben werden.

Nachstehend sollen die Wärmeisolierungs- und Staubverhinderungseinrichtungen beschrieben werden. Da die Vorrichtung dazu verwendet wird, um geschmolzenes Roheisen, das auf eine hohe .Temperatur von etwa 1400⁰C erhitzt worden ist, zu behandeln und zu rühren, ist es notwendig, einige Einrichtungen vorzusehen, um die Schaden zu verhindern, die durch heiße Spritzteilchen oder durch die Strahlungshitze der geschmolzenen Metalloberfläche des Roheisens mit der hohen Temperatur und von der Oberfläche davon bewirkt werden. Die Rührstäbe sind aus Graphit oder einem feuerfesten Material des Ziegeltyps hergestellt, welches gegenüber Wärmeschocks beständig ist. Die Haltevorrichtung 12 und die Antriebswellen 13a, 13b, 13c und 13d sind durch Wasser gekühlt. Wie gezeigt, ist jede

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Welle mit einem Innenrohr 26 versehen, wobei sich das untere Ende in das Innere der Haltevorrichtung 12 eröffnet. Das durch einen (nicht gezeigten) Schlauch, der an das Rohr 26 angeschlossen ist, zugeführte Wasser strömt in das Innere der Haltevorrichtung 12 durch das Rohr 26, wie es durch die Pfeile gezeigt ist. Zur Verbesserung der Kühlwirksamkeit können in der Haltevorrichtung 12 nicht gezeigte Ablenkplatten vorgesehen sein. Sodann strömt das Wasser durch den Raum an der Außenseite des Rohrs 26 und tritt sodann in eine Kammer 28 am Boden des Antriebsmechanismus¹ 7 durch Öffnungen 27 ein, welche an Zwischenpunkten entlang der Antriebswellen vorgesehen sind. Auch in der Kammer 28 können geeignete, nicht gezeigte Ablenkplatten vorgesehen sein. Hierauf wird das Kühlwasser durch ein Austragungsrohr 29 abgegeben. Um zu verhindern, daß sich Staub auf dem Antriebsmechanismus ansammelt, ist ein Abzug bzw. eine Haube 8 vorgesehen, welcher gleichfalls als Wärmeschild dient. Dieser ist unterhalb dor Kammer 28 montiert. Der in dem Tank 2 gebildete Rauch wird durch ein Auspuffrohr 30 abgegeben, das mit dem Abzug 8 verbunden ist. Das Auspuffrohr 30 kann an einen nicht gezeigten, geeigneten Staubausfäller angeschlossen sein. Mit dem unteren Ende des Abzugs 8 ist eine vorhangartige Abdichtungseinrichtung 31 verbunden, um den Raum zwischen der äußeren Hülle der Gießpfanne und dem Abzug abzudichten. Durch den Abzug ist eine Gaseinlaßöffnung 32 gebildet, um ein reduzierendes Gas oder ein neutrales Gas einzuleiten, um die Wirksamkeit der Entschwefelung zu verbessern oder um den Abrieb durch Oxydation der Rührstäbe zu verhindern, wenn diese aus Graphit gemacht sind. Das in dieser Weise eingelassene Gas wird durch das Auspuffrohr 30 abgelassen und verbrennt beim Austritt, wenn ein verbrennbares Gas verwendet wird. Der Abzug ist mit einer Auskleidung von feuerfestem Material versehen. Die Zusammenstellung der Rührer 6, des Antriebsmechanismus¹ 7 und des Abzugs wird durch eine Welle 9 getragen, welche durch Führungsteile 33 für vertikale Bewegungen geführt ist. Die Führungsteile

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sind durch Querstäbe 34 getragen, die mit dem Rahmenwerk 4 verbunden sind. Die Welle 9 wird vertikal zu dem Zweck bewegt, daß die unteren Enden der Rührstäbe in die obere Schicht des geschmolzenen Roheisens getaucht werden und daß die unteren Enden aus dem geschmolzenen Roheisen nach oben gezogen werden. Wenn der Stab an der gewünschten Position angeordnet ist, dann wird er durch nicht gezeigte, geeignete Klemmeinrichtungen dort fest befestigt, welche in der Innenseite oder nahe des . PUhrungsteils 33 vorgesehen sind. Die Welle 9 wird in vertikaler Richtung durch eine geeignete Winde bewegt, welche mit nicht gezeigten Bremseinrichtungen versehen ist, und zwar durch eine Schnur 36,-die um Riemenscheiben 35 läuft.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt. In einen Fülltrichter 37 wird eine bestimmte Menge des Entschwefelungsmittels eingebracht. Vor Beginn der Raffinierungsoperation werden die Rührstäbe in ihren angehobenen Stellungen gehalten und Kühlwasser wird durch die Rohre 26 geleitet. Die vorhangartige Abdichtungseinrichtung ist geöffnet, so daß um die Gießpfanne herum ein genügend großer Raum vorgesehen ist. Eine drehbare Rutsche 39 ist am oberen Ende des Beschickungsrohrs 40 für die Beförderung des Entschwefelungsmittels so angeordnet, daß sie nicht mit der Auslaßöffnung des Fülltrichters 37 ausfluchtet.

Nachdem die Schlacke im wesentlichen entfernt worden ist, die in einem Gebläseofen gebildet worden ist und die auf dem geschmolzenen Roheisen 2 schwimmt, welches in einer Gießpfanne 1 enthalten ist, die durch ein nicht gezeigtes Fahrwerk getragen wird, wird die Gießpfanne 1 in eine Stellung unterhalb der Entschwefelungsvorrichtung gebracht.

Die Klemmeinrichtungen an den Führungsteilen 33 werden gelöst, um die unteren Enden der Rührstäbe 11 in die Oberflächenschicht des geschmolzenen Roheisens durch Betrieb der Winde und der

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Schnur 36 einzutauchen. Nach Bestätigung, daß die unteren Enden der Rührstäbe auf eine vorgewählte Tiefe erniedrigt worden sind, werden die Klemmeinrichtungen wieder angewendet, um die Welle 9 durch Kreuzstangen 34 an das Rahmenwerk 4 zu befestigen. Sodann wird die drehbare Rutsche 39 in Ausfluchtung mit der Austragungsöffnung des Fülltrichters 37 gebracht. Die vorhangartige Abdichtungseinrichtung 31 wird betrieben, damit bewirkt wird, daß das untere Ende mit der Gießpfanne 1 in Berührung kommt, daß eine Invasion von Luft vermieden wird. Sodann wird durch die Öffnung 32 das neutrale oder das reduzierende Gas eingeleitet, damit es die Gießpfanne 1 umgibt. An das obere Ende des -Auspuffrohrs 30 kann ein nicht gezeigter Abzug bzw. eine Haube angeschlossen werden, um die Austragung des Gases zu erleichtern. Naturgemäß wird durch die Rührer 6 und durch den Antriebsmechanismus 7 Kühlwasser.geleitet.

Das Entschwefelungsmittel in dem Fülltrichter 37 wird„der Gießpfanne 1 zugeführt, indem ein Tor 38 geöffnet wird. Der nicht gezeigte Antriebsmotor dreht die Welle 20, so daß die Rührstäbe gedreht werden. Die für den Rührbetrieb erforderliche Zeit beträgt etwa 15 Minuten. Während dieser Zeit wird die Richtung der Drehung der Rührstäbe abwechselnd umgekehrt. Nach Beendigung der Entschwefelungsoperation werden die oben beschriebenen Prozeßstufen in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen, bis die Rührstäbe aus dem geschmolzenen Roheisen herausgezogen werden. Die Gießpfanne wird sodann von unterhalb des Entschwefelüngsappärats herausgezogen. Nach Entfernung der durch den Entschwefelungsprozeß gebildeten Schlacke wird die Gießpfanne in eine Stahlherstellungsanlage geschickt.

Die Erfindung besitzt folgende Vorteile. Da, wie bereits ausgeführt, die vorliegende Erfindung eine Verbesserung des früher erwähnten Vorschlags darstellt, wird es als ausreichend erachtet, lediglich die neue Verbesserung zu beschreiben. Doch

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soll zum besseren Verständnis der Unterschied zwischen dem früheren Vorschlag und dem Stand der Technik zunächst diskutiert werden.

Wie bereits ausgeführt, wurden bei der Entschwefelung von Roheisen zwei Bedingungen als wesentlich angesehen. Die eine Bedingung ist "das Rühren des gesamten Körpers des geschmolzenem Roheisens in einer Gießpfanne" und die andere Bedingung ist "die Vermischung und das Rühren des geschmolzenen Roheisens und des überliegenden Entschwefelungsmittels". Bei den alten Verfahren vor dem Vorschlag wurde diesen zv/ei Bedingungen durch zwangsweise erfolgende Rühroperationen genügt, wobei die zwei Arten der Rühroperationen durch einen einzigen Rührmechanismus durchgeführt wurden.

Nachstehend werden Beispiele für Methoden nach dem Stand der Technik aufgeführt.

1. Die Schuttel-Gießpfanne-Methode oder die DM-Konverter-Methode

Nach dieser Methode wird eine geschmolzenes Roheisen enthaltende Gießpfanne in einer horizontalen Ebene exzentrisch bewegt, um den gesamten Körper des geschmolzenen Roheisens zu rühren und um das Entschwefelungsmittel durch die Wellen und Wirbelströme in das geschmolzene Roheisen einzuarbeiten, wobei diese Wellen und Wirbelströme bei einer vorgewählten Anzahl von Umdrehungen oder im Augenblick bei einer Umkehrung der Drehungsrichtung gebildet werden.

2. Die Flügelrad-Methode

Bei dieser Methode wird der gesamte Körper des Roheisens durch ein Flügelrad gerührt, welches so konstruiert und angeordnet ist, daß das Entschv/efelungsmittel in das geschmolzene Roheisen eingearbeitet wird. Auf diese Weise wird durch

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die durch das Flügelrad gebildeten Wirbelströme ein inniger Kontakt erzielt. Die sogenannte Östberg-Methode verwendet ein spezielles Flügelrad} insbesondere ist das Flügelrad hohl gemacht, so daß bei der Drehung des Flügelrads bewirkt wird, daß das geschmolzene Roheisen rasch durch die Gießpfanne zirkuliert, was durch die Pumpwirkung, des Flügelrades bewirkt wird.

3. Die Methode des Durchleitens von Stickstoff.

Diese Hethode wurde in einem früheren Stadium der Entwicklung verwendet. Stickstoffgas wird in das geschmolzene Roheisen entweder durch eine Lanze eingeleitet oder durch einen porösen Ziegel eingeblasen, der am Boden der Gießpfanne angeordnet ist. In jedem Fall wird das Gas, beispielsweise Stickstoff, durchgeblasen, wodurch der gesamte Körper des geschmolzenen Roheisens gerührt wird. Zur gleichen Zeit dienen Wellen, welche an der Oberfläche des geschmolzenen Roheisens gebildet werden, wenn die Blasen die Oberfläche erreichen, dazu, das Entschwefelungsmittel und das geschmolzene Roheisen miteinander zu vermischen.

Anders als bei den Methoden nach dem Stand der Technik baut sich die Erfindung gemäß dem älteren Vorschlag auf einem vollkommen unterschiedlichen Prinzip auf. Die ältere Erfindung baut sich nämlich auf der Erkenntnis auf, daß eine Bedingung, nämlich "das Rühren des gesamten Körpers des geschmolzenen Roheisens" nicht notwendig ist, daß aber "die Bedingung des Vermischens und des Rührens des Entschwefelungsmittels und des geschmolzenen Roheisens", genauer "das Rühren der Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem geschmolzenen Roheisen und dem Entschwefelungsmittel" eine notwendige und ausreichende Bedingung ist. Bei den älteren Methoden vor der ursprünglichen Erfindung wurden die beiden Bedingungen nicht unabhängig voneinander behandelt. Bei den meisten Methoden war "das Rühren der Teile in der Nähe

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der Grenzfläche" nicht genügend stark. Bei dem älteren Vorschlag wurden diese Faktoren vollkommen untersucht, so daß ein genügendes Rühren über die gesamte Fläche der Grenzfläche gewährleistet wird.

Zur Bestimmung, daß das Rühren des gesamten Körpers des geschmolzenen Roheisens nicht notwendig ist, wurde das folgende Experiment durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 dargestellt. Die in Klammern angegebenen Zahlen bedeuten das Zeitintervall zwischen der Beendigung der Zugabe des geschmolzenen Roheisens in die Gießpfanne und der Einfügung von ^? Au. Die Abszisse zeigt den Zeitraum zwischen der Einfügung

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von ^ Au und der Probeentnahme. Die Ordinate gibt die Intensität der gemessenen Radioaktivität wieder. Die wellenförmige Konfiguration der einzelnen Kurven zeigt das Vorhandensein des Stroms des geschmolzenen Roheisens, während die geraden

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Teile zeigen, daß Au sich homogen vermischt hat.

Die Unterschiede der Bewegung des geschmolzenen Roheisens in der Gießpfanne zeigten, daß ein erheblicher Unterschied in der Beziehung zwischen der Menge des Entschwefelungsmittels und dem Prozentteil der Entschwefelung auftritt, welcher das wichtigste Charakter!stikum der Entschwefelungsvorrichtung ist. Die Fig. 5 ist ein Diagramm, das diese Beziehungen der ursprünglichen Erfindung und der Methoden nach dem Stand der Technik miteinander vergleicht. Wie in Zusammenhang mit der ursprünglichen Erfindung ausführlich beschrieben, kann bei dem älteren Vorschlag, da die Rührstäbe oder -flügel nur in die Oberflächenschicht des geschmolzenen Roheisens eingetaucht werden, der Abrieb oder die Erosion der Rührstäbe oder der Flügel stark vermindert werden.

Die Unterschiede zwischen dem älteren Vorschlag und der vorliegenden Erfindung sind somit erläutert worden. Eine Vorrichtung gemäß der früheren Erfindung besitzt eine Vielzahl

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von Rührstäben, die auf einem Halter montiert sind, welcher sodann an den Rahmen für eine horizontal exzentrische Bewegung angeordnet ist. Diese Methode war in der Hinsicht vorteilhaft, daß eine einzige Antriebsvorrichtung dazu verwendet werden konnte, um eine Flüssigkeit mit hoher Temperatur wie ein geschmolzenes Metall mit 14OO°C zu rühren, indem eine Vielzahl von Rührern durch eine Welle bewegt wurde. Wenn jedoch diese Vorrichtung auf ein großes Volumen von geschmolzenem Metall angewandt wurde, dann wurden die Rührer, der Halter, die Welle und der Rahmen für die exzentrische Bewegung sowie die exzentrische Bewegung selbst größer.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Stellen der beschriebenen Rührstäbe auf der Oberfläche des geschmolzenen Roheisens nach dem Verfahren des älteren Vorschlags bzw. der ursprünglichen Erfindung. Im Falle der Fig. 4 ist die Exzentrizität der Drehung der Rührstäbe größer als im Falle der Fig. 6. Die gestrichelten Flächen bei jeder Figur zeigen die toten Räume, in welchen das Rühren nicht ausreichend ist, so daß Teile des zugegebenen.. Entschwefelungsmittels, die sich in diesen Räumen ansammeln, somit nicht zu der Entschwefelungsreaktion beitragen können. Durch Vergleich der Fig. 6 mit der Fig. 7 wird ersichtlich, daß die Fläche des toten Raums bei der Fig. 7 kleiner ist als bei der Fig. 6. Auf diese Weise ist es gemäß . der ursprünglichen Erfindung möglich, die Fläche des toten Raums zu vermindern, indem man die Exzentrizität der Drehung des Rührstabs vermehrt. Wenn die Exzentrizität aber vermehrt wird und die Größe der Vorrichtung erhöht wird, dann werden Schwierigkeiten bei der strukturellen Konstruktion des Rührers ersichtlich.

Die vorliegende Erfindung zieht nun die Eliminierung dieses Problems in Betracht. Wie oben beschrieben, dreht sich die Welle 9 nicht. Ferner drehen sich die Antriebswellen, die durch

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die Achsen 13a, 13b,'13c und 13d repräsentiert werden, in verschiedenen Richtungen. Das bedeutet, das angrenzende Wellen sich in entgegengesetzten Richtungen drehen. Aus diesem Grund ist es möglich, den Abstand zwischen dem axialen Zentrum jeder Haltevorrichtung zu dem Zentrum der hierdurch getragenen Rührstäbe oder die Exzentrizität der Drehung des Rührstabs zu erhöhen, wodurch es ermöglicht ist, daß mit der gleichen Anzahl der Rührstäbe wie bei der ursprünglichen Erfindung eine größere Fläche gerührt werden kann. Es ist besonders zu beachten, daß es möglich ist, die Ausbildung von toten Räumen trotz der Tatsache, daß die Welle 9 stationär gehalten wird, zu verhindern. Wenn die Antriebswellen in den in Fig. 3 angegebenen Pfeilrichtungen gedreht werden, dann wird verhindert, daß das Entschwefelungsmittel in den Gegenden I und III bleibt, was auf die Wirkungen der Wellen zurückzuführen ist, die durch die Rührbewegung gebildet werden. Jedoch neigt das Entschwefelungsmittel dazu, in den Gegenden II und IV zu bleiben. Wenn die Richtungen der Drehungen der jeweiligen Antriebswellen umgekehrt werden (nicht gezeigt), d.h. in eine Richtung entgegengesetzt den Pfeilrichtungen, dann bleibt das Entschwefelungsmittel nicht in den Gegenden II und IV, sondern neigt dazu, in den Gegenden I und III zu bleiben. Es ist daher möglich, den toten Raum vollständig zu eliminieren, indem man abwechselnd die Richtung der Drehung der jeweiligen Antriebswellen umkehrt.

Auf diese Weise ist es entsprechend der vorliegenden Erfindung möglich, die Vorteile zu erhalten, ohne daß man die Welle 9 wie bei der ursprünglichen Erfindung dreht. Aus diesem Grund 1st es nicht notwendig, einen Mechanismus vorzusehen, um die Welle 9 zu drehen. Dieser Umstand vereinfacht die Konstruktion und die Montierung der Staubverhinderungs- und Wärmeabschirmungsabdeckung 0, wodurch die Installationskosten und Betriebskosten gesenkt werden.

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Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

In Tabelle I sind die Ergebnisse der Entschwefelungsbehandlung bei der Verwendung einer 30 t Gießpfanne, gezeigt in Fig. 1, zusammengestellt.

	Tabelle	I	Prozentuale Ent schwefelung
Calciumcarbid- ■ menge je Tonne	Schwefelgehalt	im Roheisen )	m
geschmolzenes Roheisen	vor d.Be handlung	nach d. Be handlung	86 89 90 93
3 kg/Tonne 4 kg/Tonne 5 kg/Tonne 7 kg/Tonne	0,044 0,038 ' 0,051 0,058	0,006 0,004 0,005 0,004

In diesem Beispiel hatten die einzelnen Rührstäbe einen Durchmesser von 15 cm. Die Antriebswelle wurde mit einer Geschwindigkeit von 75 U/min gedreht. Die Tiefe des Eintauchens der jeweiligen Rührstäbe betrug 20 cm. Die Gesamtrührzeit betrug 16 Minuten. Die Drehrichtung wurde mit einer Periode von 2 Minuten umgekehrt.

Fig. 8 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung, die für die Entphosphorisierung geeignet ist. Die entsprechenden Teile entsprechendden Fig. 1 bis 3 sind durch die gleichen Bezugszeichen angegeben. Gemäß dieser Modifikation wird eine wassergekühlte Sauerstofflanze 41, welche ähnlich derjenigen bei einem herkömmlichen LD-Konverter ist, durch die Antriebswelle 13d eingesetzt. Zur Anpassung der Lanze wird der Durchmesser der Welle 13d erhöht. Kühlwasser zur Kühlung der Welle 13d und der Haltevorrichtung 12 für die Unterstützung der Rührstäbe 11 wird durch ein Zuführungsrohr 42 zugeleitet und durch ein Austragungsrohr 29 abgenommen, nachdem es in Pfeil-

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richtung umgelaufen ist. Die Rührwelle 13d wird durch Lager 43 getragen.

Ein Entphosphorisierungsmittel, beispielsweise Kalkstein, Flußspat oder Walzenschlacke, wird zu der Gießpfanne durch den Fülltrichter 37 (vgl. Fig. 1) oder durch die Sauerstofflanze 41 zusammen mit dem Sauerstoff gegeben. Als Ergebnis der Zugabe des Entphosphorisierungsmittels wird auf dem geschmolzenen Roheisen eine Schlacke 44 gebildet. Im Falle der Entphosphorisierungßbehandlung werden, wenn die Rührstäbe aus Graphit hergestellt sind, diese schwer verschlissen. Daher wird bei diesem Beispiel der obere Teil 46 der Rührstäbe aus Graphit hergestellt, während der untere Teil 45 der in das geschmolzene Roheisen 2 eingetaucht wird, aus einem feuerfesten Material des Zirkonoxyd-Typs gefertigt wird. Die Rührstäbe werden in der gleichen Weise hergestellt wie die Stopfen, die in einer Gießpfanne zur Stahlherstellung verwendet werden. Die Rührstäbe dieser Konstruktion können auch für die Entschwefelungsbehandlung verwendet werden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Vorrichtung für die Entschwefelungsbehandlung und sodann für die Entphosphorisierungsbehandlung eingesetzt wird.

Wenn es gewünscht wird, die prozentuale Entphosphorisierung auf 80 bis 9O?6 zu steigern, dann wird auch die Temperatur des geschmolzenen Roheisens erhöht, so daß selbst das feuerbeständige Material des Zirkonoxydtyps einem erheblichen Verschleiß unterworfen ist. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, Metallflügel 47 zu verwenden, wie es in den Fig· 9 und 10 gezeigt wird. In diesem Fall tritt Kühlwasser durch die öffnungen 48 ein und geht durch die öffnungen 49 der Welle 13d wieder heraus, nachdem es durch die Unterstützungrohre 50, die Flügel 47 und die Haltevorrichtung 6 in der in Fig. 9 gezeigten Pfeilrichtung gelaufen ist. Die urieren Enden der Metallflügel 47 erstrecken sich nur zur halben Tiefe der Schlacke 44.

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Die Einarbeitung des Ferrosiliciums kann ohne Verwendung einer speziellen Vorrichtung erfolgen. Es kann in einem Fülltrichter 37 (vgl.Fig,1) gelagert werden, welcher ursprünglich für die Ansammlung des Entphosphorisierungsmittels ausgestaltet ist. Im Falle, daß es lediglich gewünscht wird, den Gehalt des Siliciums zu erhöhen, können die Rührstäbe aus Graphit gefertigt sein. Für die Entphosphorisierungsbehandlung wird jedoch Zirkonoxyd-feuerfestes Material bevorzugt» Im letzteren Fall ist' es unmöglich, Metallflügel zu verwenden.

Beispiel 2

Die Entphosphorislerungsbehandlung wurde mit der in Fig. 8 gezeigten modifizierten Vorrichtung durchgeführt. Die Tabelle II zeigt die Betriebsbedingungen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt. · -->

Tabelle II Betriebsbedingungen

Fließmenge des Sauer stoffs	während der anfängli chen 10 Minuten	45 - 43	m /min
	bei den darauffol genden 10 Minuten	etwa 19	nr/min
Sauerstoffdruck	während der anfängli- lichen 10 Minuten	2,9-2,7	kg/cm
	bei den darauffolgen den 10 Minuten	1,2-1,0	kg/cm
Entphosphorisierungs-	Kalkstein	950 kg
mittel	Walzenschlacke	525 kg
	Flußspat	150 kg
	calcinierte Soda	450 kg
Menge des geschmolzenen Roheisens	26,5 Tonnen
Rührzeit	20 Minuten
Rührstäbe	Durchmesser Eintauchung sti efe	15 cm 10 cm
Höhe der Lanze oberhalb des Flüssigkeitsspiegels		900 mm
Anzahl d.Umdrehungen der Antriebswelle		75 U/min

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Tabelle III Ergebnisse der Behandlung

Zusammensetzung des zenen Roheisens (%)	nach 10 Minuten	geschmol-	prozent. Entfernung	Zusammensetzung der Schlacke (%)	8,65	20,22	nach Be endigung
vor d.Be handlung	3,84	nach Be endigung	nach 10 Minuten	SiO₂ 42,23	0,026	11,90
C 4,40	0,14	3,64	17 T.Fe 8,12	60 CaO		8,94
Si 0,87	0,35	0,023	96 FeO	53 P	13,88
Mn 0,70	0,120	0,29		43,19
P 0,125	0,041	0,050	0,68
S2 0,045		0,021
Beispiel 3

Die Entphosphorisierungsbehandlung wurde mit der Vorrichtung durchgeführt, welche mit Metallflügeln gemäß den Fig. 8 und versehen war. Durch Sauerstofflanzen wurde Sauerstoff zugeführt. Die Betriebsbedingungen sind in Tabelle IV, die erhaltenen Ergebnisse in Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle IV Betriebsbedingungen

Hießmenge des Sauer stoffs	während der anfängli chen 10 Minuten	50-30 πι⁵/min
	während den darauffol genden 15 Minuten	18-16 cnrVmin
Sauerstoffdruck	während der anfänglichen 10 Minuten	3,0-2,4 kg/cnT
	während den darauffolgen den 15 Minuten	1,2-0,8 kg/cm²
Entphosphorisie- rungsmittel	Kalkstein Walzenschlacke	1020 kg 640 kg
	Flußspat	200 kg
	calcinierte Soda	490 kg
Menge d.geschmolzenen Roheisens		27 Tonnen
Rührzeit		25 Minuten
Anordnung der Rühr flügel		15 cm oberhalb d.Flüssigkeits spiegeis

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Anzahl der Umdrehungen der Antriebswelle	geschmol-	Behandlung	100	U/min	8,07	nach Be endigung
Höhe der Lanzen	nach Be endigung		80 (	im	_? 40,76	8,63
	3,55				" 25,50	7,21
Tabelle V Ergebnisse der	0,05	prozent. Entfernung	Zusammensetzung der Schlacke (%)	0,018	16,40
Zusammensetzung d« zenen Roheisens (%	0,56	22	nach 10 Minuten		40,38
vor d.Be- nach 10 handlung Minuten	. 0,035	94	T.Fe 7,00	1,15
e 4,55 4,05	0,018	-	FeO
Si 0,83 0,15		73	SiO,
Mn 0,80		57	CaO*
P 0,132 0,118			P
S 0,042
Beispiel 4

Mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wurden Ferrosilicium-Einarbeitungsversuche durchgeführti Das eingearbeitete Ferrosilicium enthielt 75% Si. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt.

Tabelle VI Ferrosilicium-Einarbeitungstest

eingearbeitete Menge

Ausbeute C 00 Si (%) an S±(%)

ausgetragen von dem Gebläseofen

eingearbeitet in den 21,7 kg/t Roh-

Trog von dem Gebläse- eisen ofen

eingearbeitet in die Vorrichtung gemäß d. vorliegenden Erfindung 18,2 kg/t

4,5
4,4

0,7 2,0

4,4 2,0

80

95

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Claims

Patentansprüche

1· Verfahren zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen, dadurch gekennzeichnet,, daß man vier Antriebswellen an den jeweiligen Ecken eines Vierecks anordnet, wobei jede Antriebswelle ein Paar von horizontal im Abstand voneinander angeordneten, vertikalen Antriebsteilen antreibt, deren untere Enden in die Teile des zu behandelnden, geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Oberfläche derselben eingetaucht sind, auf die Oberfläche ein Vorbehandlungsmittel aufbringt, und daß man die angrenzenden Antriebswellen in entgegengesetzten Richtungen dreht, so daß die Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Grenzfläche; zwischen dem Vorbehandlungsmittel und dem geschmolzenen Roheisen gerührt werden. *
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man sämtliche Antriebswellen in einem

• -ι

konstanten Intervall umgekehrt dreht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vorbehandlungsmittel ein Entschwefelungsmittel verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Entschwefelungsmittel Calciumcarbid verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Vorbehandlungsmittel ein Entphosphorisierungsmittel verwendet, und daß man während der Entphosphorisierungsbehandlung dem geschmolzenen Roheisen Sauerstoff zuführt.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Entphosphorisierungsmittel Kalkstein, Walzenschlacke, Flußspat und/oder calcinierte Soda verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Vorbehandlungsmittel ein Silicierungsmittel verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Silicierungsmittel Ferrosilicium verwendet. ' . "
9. Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem Roheisen, gekennzeichnet durch einen Tank (1) zur, Aufnahme des zu behandelnden geschmolzenen Roheisens, vier Antriebswellen (13), welche an den jeweiligen Ecken eines Vierecks angeordnet sind, ein Paar von horizontal im Abstand angeordneten, vertikalen Rührteilen (6), welche am unteren Ende jeder Antriebswelle (13) angeordnet sind, wobei die Antriebsteile (6) eine Länge haben, daß ihre unteren Enden in die Teile des geschmolzenen Roheisens in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem geschmolzenen Roheisen und einem Vorbehandlungsmittel eingetaucht werden können, welches auf die obere Oberfläche des geschmolzenen Roheisens gebracht worden ist, und durch Einrichtungen für den Antrieb angrenzender Antriebswellen in entgegengesetzten Richtungen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende jeder Antriebswelle (13) mit dem Längszentrum einer horizontalen Haltevorrichtung (12) verbunden ist, und daß das Paar von Rührteilen (6) mit den entgegengesetzten Enden der Haltevorrichtung (12) verbunden ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswellen (13) die Rühreinrichtung und die Antriebseinrichtung durch eine nichtdrehende Welle getragen werden, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die nichtdrehende Welle in vertikaler Richtung einzustellen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, daß alle Wellen (13) gleichzeitig umgekehrt gedreht werden können.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß.zwischen dem oberen Teil des Tanks (1) und den Antriebseinrichtungen eine Abdeckung (8) vorgesehen ist, und daß Mittel vorgesehen sind, um in die Abdeckung (8) eine Schutzatmosphäre einzulassen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß mit der Abdeckung (8) eine vorhangartige Abdichtungse.inrichtung verbunden ist, um den Tank (1) zu umgeben.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Rührteile (6) Stäbe aus feuerfestem Material sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Rührteile (6) Metallflügel sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (13) hohl sind, und daß in die hohlen Antriebswellen eine Sauerstofflanze eingesetzt ist.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (13), die Haltevorrichtungen (12) und die Rührteile (6) hohl sind, um ein Kühlmedium durchzuleiten.

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