DE2310776C3 - Verfahren und Eintauchlanze zum Frischen von Metall-, insbesondere Eisenschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum

piger als 10 Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffe io Frischen von Metall-, insbesondere Eisenschmelzen unterhalb der Badoberfläche in die Schmelze ein- mit von einem fluiden Medium umgebenem Sauerstoff unter Verwendung mindestens einer mit feuerfestem Material umhüllten beweglichen Lanze.

Bereits seit vielen Jahren wird Sauerstoff zum Fri-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwasserstoffe Erdgas, Koksofengas, Methan, Äthan, Propan und

geblasen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmriditung des aus
der Eintauchlanze austretenden Sauerstoffs im 15 sehen von Metallschmelzen angewendet. Z. B. erzeugt wesentlichen parallel zur Badoberfläche verläuft. man heute den größten Teil der Welt-Stahlproduktion nach dem Sauerstoffaufblas-Verfahren. Dabei wird Sauerstoff durch wassergekühlte Kupferlanzen auf das Metallband in entsprechenden Frischkonver-

feutan, einzeln oder im Gemisch, eingeblasen wer- ao tern geblasen. Aber auch be^; den Herdfrisch-Verfahren, ren, wie z. B. Siemens-Martin- und Elektroöfen, setzt

4. Verfahren nach einem oder mehreren der man schon seit etwa 3 Jahrzehnten Sauerstoff ein, Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Schmelzleistung dieser Aggregate zu steigern. eis flüssige Kohlenwasserstoffe leichtes Heizöl, Bei der Anwendung von Sauerstoff in Herdfrisch- »chweres Heizöl, Kerosin, Hexan, Pentan, Hep- 25 gefäßen kommen üblicherweise Lanzen zum Einsatz, lan, Oktan oder deren Abkömmlinge, einzeln die im wesentlichen aus einem Stahlrohr bestehen, ©der im Gemisch und/oder dispergiert in anderen das mit einem dünnen Anstrich aus einer kerami-Substanzen eingeblasen werden. sehen Überzugsmasse versehen ist, um die Verzun-

5. Verfahren nach einem oder mehreren der derung der Lanzenrohre herabzusetzen. Die Wand-Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 30 stärke dieser keramischen Überzüge liegt in der Grödie Tauchlanzen während einer oder mehrerer ßenordnung von höchstens 1 mm. Bei dem Einsatz Perioden der Chargenfolgezeit in die Metall- dieser Lanzen zum Einleiten von Sauerstoff in Sie- »chmelze eintauchen. mens-Martin- oder Elektroöfen brennen die Rohre

6. Verfahren nach einem oder mehreren der erfahrungsgemäß sehr schnell zurück, sobald sie in Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 35 das Metallbad tauchen. Aus diesem Grund wird der gleichzeitig mittels mehrerer Eintauchlanzen ge- Sauerstoff im wesentlichen der Schlacke bzw. an der blasen wird. Phasengrenze zwischen Schlacke und Metallbad zu-

7. Lanze zur Durchführung des Verfahrens geführt. Das Einleiten des Sauerstoffs an der Phasennach den Ansprüchen 1 bis 6, im wesentlichen grenzfläche führt, ähnlich wie bei den Sauerstoffaufbestehend aus einem Sauerstoffrohr und einem 40 blas-Verfahren, zur erheblichen Oxydation der

Schlacke. Der Sauerstoff wird somit, zumindest zu einem wesentlichen Teil, der Metallschmelze über die Schlacke zugeführt. Nachteilig machen sich dabei der hohe Eisenoxidgehalt der Schlacke und ein zum Teil

zeichnet, daß der Ringspalt aus einzelnen Kanä- 45 mangelnder Konzentrationsausgleich zwischen Schmellen (25) besteht. ze und Schlacke bemerkbar.

Neben diesen einfachen Stahlrohr-Lanzen sind auch verhältnismäßig aufwendige, mit einer Wasserkühlung versehene, Lanzenkonstruktionen zum Einleiten von Sauerstoff beispielsweise in Siemens-Martin-Öfen oder Rotoren bekanntgeworden. So werden in den deutschen Auslegeschriften 1138 409 und

10 82 289 Verfahren beschrieben, bei denen Sauerstoff durch wassergekühlte Lanzen eingeleitet wird.

Bekannt ist aus der französischen Patentschrift

11 34 227 auch ein Sauerstoffaufblas-Verfahren, bei dem eine Lanze zur Verwendung kommt, die im unteren Teil aus zwei konzentrischen Rohren besteht. Durch <3as zentrische Innenrohr dieser Lanze wird

Kohlen wasser stoff rohr, gekennzeichnet durch eine feuerfeste Ummantelung (20) und einen das Sauerstoffrohr (36) umgebenden Ringspalt (29). 8. Lanze nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

9. Lanze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstoffrohr (27) bis in den Bereich der Lanzenspitze durch das Sauerstoffrohr (28) verläuft.

10. Lanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauerstoffrohr (22) Kühlrippen (23) besitzt.

11. Lanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen an eine gemeinsame Zuleitung angeschlossen sind.

12. Lanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

der Ringspalt (29) mit einem Porösmaterial (30) 60 Sauerstoff geblasen, während der Ringraum zwischen überdeckt ist. dem Innen- und dem Außenrohr als Zuführung für

13. Lanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Ummantelung aus einer dünnen Isolierschicht (37) und
(39) besteht.

14. Lanze nach einem oder mehreren der An-SDriiche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß

ein reduzierendes Medium dient. Das reduzierende Medium soll das im die Schmelze verlassenden Abgas enthaltene Eisenoxid reduzieren, um den Anfall

einer Verschleißschicht 65 an braunem Rauch sowie die Eisenverluste zu verringern. Um dies zu ermöglichen, muß sich die Lanzenspitze stets im Abstand von der Bad- bzw. Schlakkenoberfläche befinden.

Aus der österreichischen Patentschrift 2 24 673 ist Λ eine Vorrichtung zum Eintragen von Pulvern in IftLlschrnelzen mit Hilfe eines Trägergases bekannt. WLß Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer ^Rfflochzone, die aus einem feuerfest ummantelten ■Pfldel von Rohren besteht, durch die jeweils eine j*H? _ergas/pulver-Suspension in die Metallschmelze PSeblasen wird. Das Trägergas fungiert dabei ledig-Sfflls Transportmittel für den Feststoff. «** ... »,'j. j_{st aus} der österreichischen Patentschrirt ^rlSj4875 ^{aucn eii>e s}'* ^sel'^{5St verz}ehrende Lanze mit SP^er verschleißhemmenden Ummantelung aus einer i*n|ie und einem feuerfesten Überzug bekannt. Die Sflrsddeißgeschwindigkeit dieser Lanze ist so groß, ^V sie sich nur für ein kurzfristiges Eintauchen in iine Schmelze eignet.

Neben den Lanzen-Verfahren, die es erlauben, ^taiierstaff vorzugsweise der Phasengrenze Schlacke/ ^fLaU zuzuführen, ist in jüngster Zeit auch ein Verehren bekanntgeworden, bei dem der Sauerstoff 11 rdi unterhalb der Badoberfläche in der feuerfesten Stellung angeordnete Düsen in die Metallschmelze ϊι" leitet _wir(j Dj_e Düsen bestehen dabei aus kon- «ntrischen Rohren, durch deren Innenrohr Sauerstoff und durch den umgebenden Ringspalt Kohlenwasserstoffe geleitet werden. Der Anteil der Kohlenwasserstoffe, bezogen auf die Sauerstoffmenge, be- !Xt 1 bis 5 Gewichtsprozent. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in einer beträchtlichen Verkürzung Aex Frischzeit, z. B. in einem SM-Ofen und weiterhh in der Verringerung des Eisenoxidgehalts der Schiakte sowie der guten Homogenisierung der Schmelze, die durch eine starke Badbewegung beim Einleiten des Sauerstoffs hervorgerufen wird. Allerdings bringt die stationäre Anordnung der Düsen unterhalb der Badoberfläche in einem Herdfrischgefäß auch Nachteile mit sich. So kann beispielsweise beim Versagen und Zurückbrennen einer solchen Düse ein großer Teil der Schmelze auslaufen und zu erheblichen Folgeschäden führen. Dieser Fall tritt zwar nur sehr selten auf, doch ist bei Herdfrischgefäßen, im Vereleich zu Konvertern, mit größeren Schaden zu rechnen da sie nicht wie ein Konverter relativ schnell zu drehen sind und somit das Herausfahren der Düsen aus dem Badbereich nicht erlauben. Ein weiterer Nachteil unterhalb der Badoberfläche fest eingebauter Düsen ist, daß diese nicht während der gesamten Frischzeit zum Einleiten des Sauerstoffs benötigt werden. In der Praxis setzt man Sauerstoff nur während etwa der halben bis zu einem Drittel der Chareenfolgezeit ein. Während der anderen Zeil müssen die Düsen, um funktionsfähig zu bleiben, mit einem inerten Gas gekühlt und freigehalten werden. Häufig kann zum Kühlen nicht billiger Stickstoff verwendet werden, sondern es muß, um ein Aufsticken der Schmelze zu vermeiden, ein anderes Inertgas eingesetzt werden. . .

Insbesondere bei Schmelzen, die mit einem höheren Kohlenstoffgehalt abgestochen werden, ist die Gefahr der Stickstoffaufnahme groß und man verwendet in diesen Fällen ausschließlich Argon zum Kühlen. Durch die relativ großen Kühlgasmengen, insbesondere bei der Verwendung von Argon, leidet die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Nachteile des Sauerstoffaufblas-Verfahrens einerseits und des mit reinem Sauerstoff im bodenblasenden Konverter andererseits vermeidet und gleichzeitig die Vorteile des Frischens mit unterhalb der Badoberfläche eingeblasenem Sauerstoff besitzt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem erfindungsgemäß der Sauerstoff und weniger als 10 Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffe unterhalb der Badcberfläche in die Schmelze eingeblasen werden. Auf diese Weise ergibt sich ein äußerst flexibles Frisch'erfahren, das ίο sich durch einen verhältnismäßig geringen Eisenoxidgehalt der Schlacke und demzufolge durch einen geringeren Futterverschleiß auszeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Tauchlanze tief in das Bad eingeführt werden, ohne daß die Gefahr einer Explosion oder vorzeitigen Zerstörung besteht. Dabei kann die Lanze periodisch in die Schmelze eingetaucht werden oder dort während der gesamten Frischzeit verbleiben. Die Lanze kann von oben, beispielsweise durch das Gewölbe eines »o Siemens-Martin-Ofens oder auch seitlich, beispielsweise durch eine Ofentür, eingeführt werden. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang bei Elektroöfen die Verwendung einer auswechselbaren Tür. die während der Frischphase ohne Verwendung einer Lanze gegen eine normale Tür ausgetauscht wird. Auf diese Weise läßt sich ein verhältnismäßig kompliziertes Einführen der Lanze durch den üblicherweise auswechselbaren Ofendeckel vermeiden.

Die Bewegungsglieder zum Verfahren der Eintauchlanzen können rein mechanisch durch entsprechende Hebel und Zahnradanordnungen gestaltet werden, vorzugsweise haben sich aber hier entsprechende hydraulische Bewegungsglieder, z. B. Hubzylinder, bewährt. Selbstverständlich sind diese Bewegungsvorrichtungen so weit außeihalb der Herdfrischgefäße angeordnet, daß sie keiner schädlichen Temperaturbelastung ausgesetzt sind bzw. haben sie eine entsprechende Kühlung oder sind auf andere Weise gegen höhere Temperaturen abgeschirmt.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung hegt es, die Eintauchlanzen so zu gestalten, daß die Ausstromrichtung des Sauerstoffstrahls im wesentlichen parallel zur Metallbadoberfläche verläuft. Das kann z. B. « auf einfache Weise durch eine entsprechend abgewinkelte Eintauchlanze erfolgen. Es reicht aus, wenn bei einer Lanze im eingetauchten Zustand der untere Teil waagerecht verläuft.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausfuhrungsform der Lanzenanordnung besteht darin, daß sie mit mehreren Austrittsöffnungen versehen ist. Von einer gemeinsamen Zuführungsleitung gehen dabei relativ nahe der Austrittsöffnung, z. B. im unteren Teil der Eintauchlanze, mehrere, vorzugsweise 2, Einleitungsdüsen von der Sauerstoffzuführungslanze ab, die jeweils ein zentrales Rohr zum Einleiten von Sauerstoff und einen Ringspalt darum zum Zufuhren dei Kohlenwasserstoffe besitzen. Diese Endstucke dei Eintauchlanzen sind im Winkel zueinander angeord-⁶⁰ net Besitzt eine Lanze 2 Einleitungsdusen so ist vorzugsweise ein Winkel zwischen diesen beiden vor etwa 30 bis 90° einzuhalten.

Zur erfindungsgemäßen Ausbildung der E.ntauch· lanzen gehört es, die durchströmende Sauerstoff ⁶⁵ menge als Kühlmedium für die Kohlenwasserstoff, auszunutzen. Durch diese Maßnahme soll einem ehe mischen Zerfall der Kohlenwasserstoffe durch War meeinwirkung, bevor sie die Schmelze erreichen, ent

gegengewirkt werden. Prinzipiell haben sich zwei Wege zur Kühlung der relativ geringen Kohlenwasserstoffmenge, bezogen auf die Sauerstoffmenge, als gangbar erwiesen.

Eine erfindungsgemäße Ausbildungsform der Ummantelung besteht aus einer Umkleidung von lamellenförmigen, relativ dünnen Scheiben aus dichtgesintertem oder schmelzgegossenem feuerfestem Werkstoff, beispielsweise Schmelzkorund. Diese gewissermaßen als Armierung dienenden Scheiben sind in unregelmäßiger Größe direkt oder auf der Isolierschicht des Düsenrohrs aufgeschoben. Die so entstehenden Lücken und Zwischenräume zwischen den einzelnen hochfeuerfesten Scheiben werden dann mit der üblichen, bereits genannten, Gießmasse ausgefüllt. Dadurch erreicht man eine enge Verzahnung von hochfeuerfester Gießmasse und dem sehr dichten feuerfesten Armierungsmaterial. Auf diese Weise wird das dichte Material weitgehend gegen Temperaturschock geschützt, und der Verschleißwiderstand der feuerfesten Masse wird durch diese Armierung erheblich heraufgesetzt.

Beim Einsatz der Eintauchlanzen bilden sich erfahrungsgemäß an den Düsenspitzen, d. h. den Austrittsöffnungen für Sauerstoff und Kohlenwasserstoff, Ansätze aus erstarrtem Stahl. Die Ansätze breiten sich pilzförmig um die Düsenmündung herum aus und können eine Breite von einigen cm annehmen. Während für den Sauerstoff eine öffnung freibleibt, durchströmt das Schutzmedium meistens in vielen Kanälen diese Ansätze. E.rfindungsgemäß kann man sich diese meistens ungleichmäßige Ansatzbildung haltbarkeitserhöhend zunutze machen, wenn man dafür sorgt, daß sich die Ansatzbildung großflächig ausbreitet. Dies wird erreicht, indem man den Austrittsspalt für das Schutzmedium durch ein poröses Material abdeckt, beispielsweise durch eine Sintermetallscheibe. Es hat sich gezeigt, daß nach dem Eintauchen der so vorbereiteten Lanze in wenigen Minuten ein Ansatz von 15 cm Durchmesser entstand, der den darunterliegenden Ringspalt weitgehend schützt. Die Haltbarkeit der Düsenmündung konnte durch diese Maßnahme erheblich heraufgesetzt werden. Darüber hinaus bietet diese Lösung noch eine einfache Möglichkeit, die Lanzenmündung zu reparieren, indem man beispielsweise diese Sintermetallscheibe auswechselt.

Im ersten Fall wird, soweit als möglich, der Zuführungskanal für die Kohlenwasserstoffe in das Sauerstoffrohr verlegt. Erst kurz vor der Austrittsöffnung geht die Zuführungsleitung in die Einleitungsdüse über, bei der das Kohlenwasserstoffmedium die Sauerstoffstrahlen umgibt.

Im zweiten Fall trägt das sauerstoff-führende Rohr Kühlrippen, die verschieden gestaltet sein können, und die Kohlenwasserstoffe strömen vorzugsweise zwischen diesen Rippen. Dabei kann beispielsweise der Ringspalt um das zentrale Sauerstoffeinleitungsrohr in eine Vielzahl von Kanälen durch die Kühlrippen aufgegliedert werden.

Erfindungsgemäß ist es möglich, durch den Aufbau der feuerfesten Ummantelung der Eintauchlanzen ebenfalls dem Aufheizen der Kohlenwasserstoffe entgegenzuwirken. Es;hat sich bewährt, um die Zuführungsleitungen und Einleitungsdüsen herum zunächst eine etwa 1 bis 2 cm starke, hochwertige Isolierschicht aufzubringen und um diese Isolierung herum die Verschleißschicht der Lanzcnummantclunu anzuordnen. Als Isoliermaterialien haben sich Matten, loses Material und vorgefertigte Schalen- bzw. Rohrummantelungselemente auf der Basis von feuerfesten Faserstoffen bewährt.

Als feuerfestes Verschleißmaterial kommen hauptsächlich hochwertige Massen, insbesondere mit den bekannten chemischen Bindern in Frage. Es sind Materialien auf der Basis von Korund, Magnesit, Zirkonoxyd und Kombinationen dieser, sowie anderer,

ίο ähnlich hochfeuerfester Stoffe mit Erfolg eingesetzt worden. Normalerweise haben sich Ummantelungen mit einer Wandstärke von etwa 2 bis 10 cm als ausreichend erwiesen. Die Ummantelungen sind in den meisten Fällen in entsprechende Formen gegossen und durch Rütteln verdichtet worden. Es ist mit und ohne Armierungen gearbeitet worden. Da die verschleißfeste Ummantelung den Betriebsbedingungen entsprechend anzupassen ist, lassen sich keine generellen Lösungen angeben. Lediglich auf eine hochversdileißfeste Ummantelung bei extremer Belastung sei hingewiesen. Diese Ummantelung der Eintauchlanzen erfüllt die Forderungen nach mechanischer und chemischer Festigkeit ebenso, wie nach hoher Temperaturwechselbeständigkeit.

In der Praxis hat sich weiterhin die Beladung des Sauerstoffs mit feinkörnigen Schlackenbildnern bewährt. Beispielsweise kann auf diesem Weg der Kalk einfach in das Frischgefäß eingeführt werden. Allerdings ist in diesen Fällen die innere Oberfläche des Sauerstoffeinleitungsrohrs mit einem verschleißfesten Überzug zu schützen, um einer Erosion durch die feinkörnigen Feststoffe vorzubeugen. Bewährt haben sich hier dünne Emailüberzüge gegenüber anderen stärkeren keramischen Schichten, da die Emailüberzüge eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen und sich auf die Kühlung der Kohlenwasserstoffe günstig auswirken.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Darstellungen und Beispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen

F i g. 1 die prinzipielle Anordnung der Eintauchlanze in einem Herdfrischgefäß;

Fig. 2 eine Eintauchlanze mit zwei Düsenaustrittsenden;

F i g. 3 das Beispiel für eine Kühlrippenanordnung an dem Sauerstofflanzenrohr;

F i g. 4 den unteren Teil einer Eintauchlanze, bei dem das Schutzmediumsrohr im Sauerstoffrohr bi; zum Düsenende verlegt ist und bei dem eine Sinter-

metalischeibe vor dem Austrittsringspalt für da; Schutzmedium angeordnet ist;

F i g. 5 ein Beispiel für den Aufbau der feuerfester Ummantelung einer Eintauchlanze mit Armierungsscheiben aus extrem dichtem hochfeuerfestem Ma- terial, beispielsweise Schmelzkorund.

In ein Herdfrischgefäß, in diesem Beispiel ein Siemens-Martin-Ofen (F i g. 1), wird die Eintauchlanze durch die Rückwand eingeführt. Das Herdfrischgefäß 1 ist im Schnitt gezeigt. Gegenüber den Chargieröffnungen 2 mit den Türen 3 befindet sich in dei Rückwand eine öffnung 4, die bei ausgefahrene Eintauchlanze 5 durch eine Tür 6 geschlossen werden kann. Die Lanze wird mit der Zahnstange 7 und derr Antrieb 8 in das Herdfrischgefäß herein- bzw. herausgefahren. Dabei hat das Düsenende 9 der Eintauchlanze 5 eine solche Neigung, damit der Sauerstoff parallel zur Badoberfläche 10 austritt. Die Versorgung der Eintauchlanze 5 mit Sauerstoff und

7 8

Schutzmedium erfolgt über die Schläuche 11, die sich Im Anschluß an das Schrottchargieren wurden ins-

von einer Trommel 12 abrollen. gesamt 150 t Roheisen aus zwei Pfannen in den Ofen

Das Düsenende einer Eintauchlanze mit zwei Aus- geleert. Das Roheisen hatte folgende Analyse:

trittsöffnungen ist in Fig. 2 dargestellt. Durch die q 4 3 °/o

beiden Sauerstoffaustrittsöffnungen 14 tritt der Sau- 5 ^_n q'^ „,

erstoff, umgeben von Schutzmedien, das diese Einlei- <- 07 °/o

tungsdüse aus dem Ringspalt IS verläßt, in die Me- ρ 008%

tallschmelze ein. Das Sauerstoffzuführungsrohr 16, § 0 05%

in das die Schutzmediumleitung 17 verlegt ist, endet

an der Verschraubungsstelle 18 für die Austrittsdü- io Nach dem Roheisenchargieren wurden die Sauersen 19. Die gesamte Anordnung ist mit feuerfestem Stofflanzen in den Ofen eingefahren. Während dieser Material 20 umgeben. Die Eintauchlanze erlaubt ein Eintauchphase strömten durch jede der beiden Laneinfaches Wechseln der Austrittsdüsen 19, indem man zen etwa 500 Nm³ O2 und etwa 60 Nm-¹ Propan als das Feuerfest-Material bis zur Verschraubung 18 Schutzmedium. Als die Eintauchlanzen in Frischpoentfernt, neue Düsenenden an der Verschraubung 18 15 sition, also wesentlich unter der Badoberfläche, wabefestigt und die Düsenenden wieder mit feuerfestem ren, ist die Sauerstoffmenge auf 2000 Nm³ pro Lanze Material ummantelt. erhöht worden. Gleichzeitig hat man den Durchsatz

Der Schnitt durch die Düsenrohre (F i g. 3) zeigt der Kopfbrenner auf 3000 kg öl/h zurückgenom-

eine Ausführungsform von Kühlrippen, wie sie das men. Kurz nach dem Einleeren des Roheisens war

Sauerstoffzuluhrungsrohr tragen kann. Dabei hat 10 der Schrott aufgelöst, und es hatte sich eine flüssige

das Sauerstoffzuführungsrohr 22 auf seinem ganzen Schlacke gebildet. Eine zu diesem Zeitpunkt genorn-

Umfang Kühlrippen 23, die gleichzeitig als Abstands- merie Probe zeigte folgende Werte:

halter für das Schutzmediumrohr 24 wirken. Der q 2 8 %

Ringspalt zwischen Sauerstoffrohr 22 und Schutz- ρ 0 03%

mediumrohr 24 ist dadurch in einzelne Kanäle 25 25 5 004%.

aufgegliedert.

In F i g. 4 ist das untere Ende einer Eintauchlanze Die Temperatur lag bei etwa 1300° C. Die anmit Austrittsdüse und vorgesetzter Sintermetallscheibe schließende Frischperiode dauerte 70 Minuten. Wähdargestellt. Das Schutzmedium wird über die Zufüh- rend dieser Zeit sank der C-Gehalt des Bads gleichrungsleitung 27 im Inneren des Sauerstoffzuführungs- 30 mäßig auf 0,3% ab. Die Badtemperatur hat man rohrs 28 dem Ringspalt 29 zugeleitet. Vor dem Ring- ständig kontrolliert, und sie stieg während der Zeit spalt ist eine Sintermetallscheibe 30 aufgeschraubt. auf 1600° C an. Der Temperaturanstieg ist durch Dadurch verteilt sich das Sdiutzmedium über feine Variieren des öldurchsatzes an den Kopfbrennern im Kanäle und die gezielte Bildung eines Ansatzes aus, Bereich zwischen 0 und 3000 kg/h eingestellt worden, im wesentlichen, erstarrtem Stahl wird dadurch ge- 35 Nach Erreichen der Endanalyse sind die Eintauchfördert. Gleichzeitig hält die Sintermetallscheibe einen lanzen aus dem Ofen herausgefahren worden. Dei Düsenformstein 32, der beim Auswechseln der ge- Stahl wurde mit folgender Analyse abgestochen:
samten Austrittsdüse 33 mit der Sintermetallscheibe q 0,3 %
30 auf einfache Weise erneuert werden kann. ^_n ' \ 0^2 %

Eine besondere Ausführungsform der feuerfesten 4" ρ ' 0,01%

Ummantelung einer Düsenanordnung, wie sie in 5 0^02%.

F i g. 5 dargestellt ist, zeichnet sich durch extrem hohen Verschleißwiderstand aus. Auf dem Schutzme- Während des Einsatzes der Eintauchlanzen kamer diumzuführungsrohr 35, das von den Rippen des als Schutzmedium Kohlenwasserstoffe zum Einsatz Sauerstoffeinleitungsrohrs 36 getragen wird, befindet 45 und zwar üblicherweise in Mengen unter 10 Gesich eine Isolierschicht 37, beispielsweise aus vorge- wichtsprozent, bezogen auf die Sauerstoffmenge, vorformten Halbschalen aus einem feuerfesten Faser- zugsweise zwischen 2 und 5 Gewichtsprozent. Dit stoff. Auf diese Isolierschicht sind unregelmäßige, Schutzmediummenge hat man durch entsprechend« extrem dichte, keramische Scheiben 38, beispielsweise Meßeinrichtungen überwacht und für jede Eintauch aus Schmelzkorund oder Sinterzirkonoxyd, aufge- 50 lanze individuell geregelt. Als Meßgröße für die Re steckt. Diese Scheiben dienen einmal als Armierung gelmenge diente der Düsenabbrand. Normalerweisi für die Umstampfung 39 und zum anderen setzt sie lag der Düsenverschleiß unter 5 mm/Charge, wöbe den Verschleißwiderstand der gesamten feuerfesten im Mittel von 1 Stunde Frischzeit mit Sauerstoff aus Ummantelung erheblich herauf. zugehen ist.

Der Ablauf einer Betriebsschmelze wird anschlie- 55 Für einige Anwendungsfälle, bei denen man einei

Bend als nichteinschränkendes Beispiel für die Durch- größeren Abbrand tolerieren kann, können al:

führung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrie- Schutzmedium auch Gase verwandt werden, die mi

ben. dem Stahlbad nicht reagieren, z. B. hat sich von FaI

In einem 200-t-SM-Ofen hat man zunächst 7 t ge- zu Fall der Einsatz von Kohlensäure bewährt. Daibe

brannten Kalk chargiert und danach, im Laufe 60 sind die Mengen erheblich heraufzusetzen, allerding

1 Stunde, 75 t Stahlschrott. Während dieser Zeit wa- entfallen dadurch alle Maßnahmen, die mit der Küh

ren die Kopfbrenner des Ofens mit einem Durchsatz lung des Schutzmediums in Zusammenhang stehen

von etwa 5000 kg Öl/h voll in Betrieb. Der Heiß- Als ausreichende CG^-Menge, bezogen auf den Sau

winddurchsate betrug entsprechend etwa 60 000 erstoff, haben sich etwa 30% erwiesen. Allerding

NmVh. Die beiden Sauerstoffeintauchlanzen waren 65 stieg dabei der Düsenverschleiß auf etwa den 10

zu dieser Zeit aus dem Ofen herausgefahren und fachen Wert, also ungefähr 50 mm/Charge (1 Stund

nicht in Betrieb. Frischzeit vorausgesetzt).

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

609 621 ITt

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Frischen von Metall-, insbesondere Eisenschmelzen mit von einem fluiden Medium umgebenem Sauerstoff unter Verwendung mindestens einer mit feuerfestem Material umhüllten beweglichen Lanze, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff und we-

die feuerfeste Ummantelung (20, 39) Armierungsscheiben (38) aus Sinterkeramik und/oder schmelzgegossenen feuerfesten Stoffen besteht.