DE2325667B1 - Stahlerzeugung durch kontinuierliches Einschmelzen von Schrott od. dgl - Google Patents

Description

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Eisen« 92 (1972, S. 515 bis 518) vorgeschlagen, flüs- so daß man erfindungsgemäß eine erhebliche Versigen Schrott, der gemäß dem Verfahren der DT-PS kürzung des Sauerstoff-Frischprozesses erhält. Neben 1800 610 hergestellt ist, in einen LD-Konverter ein- der hohen Flexibilität, die man mit diesem Verfahren zufüllen, jedoch werden hierdurch lediglich die Ein- erreicht, ist auch der Wegfall einer zusätzlichen satzverhältnisse durch die unterschiedlichen Kühlwir- 5 Fremdbeheizung von Vorteil, zumal der Sauerstoffkungen von flüssigem bzw. festem Schrott verändert, Frischvorgang außerordentlich schnell abläuft und dagegen kann das beim Schrotteinschmelzen ver- auf diese Weise die notwendige Überhitzungstempeschlackte Eisen so nicht zurückgewonnen werden, ratur ohne Schwierigkeiten während dieses kurzen vielmehr muß die zur Schlackenbildung im LD-Kon- Vorganges ohne weiteres erreicht werden kann. Im verter notwendige Eisenverschlackung erneut erfol- io Gegensatz zu den herkömmlichen Frischverfahren gen. kann das Einsatzverhältnis von Schrott und Roheisen

Außerdem ist aus der DT-PS 1 074 607 ein Frisch- in etwa umgekehrt werden, insbesondere kann der verfahren bekannt, bei dem in einem Vorschmelzag- Schrottanteil fast doppelt so hoch wie der Roheisengregat erschmolzenes Roheisen im Sauerstoffkonver- anteil sein, so daß sich eine erhebliche Einsparung an ter in üblicher Weise verblasen wird, wobei das ver- 15 teurerem Roheisen bei der Stahlerzeugung ergibt, wendete Roheisen nicht im Hochofen sondern aus und ein normalerweise roheisenintensives Konverter-Schrott und Kohle im Kupolofen erzeugt wird. Hier- verfahren auf Schrottbasis entsteht,
durch werden die bereits genannten Nachteile nicht Die Mischung aus Roheisen, Schlacke und flüssibeseitigt. gern Schrott kann über einem Zwischentransport in

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, 20 bekannten Konvertergefäßen, beispielsweise in einem

ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stahlerzeu- LD-Tiegel fertig gefrischt werden,

gen durch kontinuierliches Einschmelzen von Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrich-

Schrott, Eisenschwamm, Pellets od. dgl. zu schaffen, tung zur Stahlerzeugung aus Schrott, vorreduziertem,

wobei keine Anpassung der Einschmelzverhältnisse unverdichtetem oder verdichtetem Eisenschwamm,

zu den im Auffanggefäß befindlichen Roheisenmen- 25 unverdichteten oder verdichteten Pellets usw. mit

gen erforderlich ist, die Überhitzung ohne Fremdbe- einem Einschmelzgefäß, wobei das in diesem befind-

heizung erreicht werden kann und die Frischzeit ge- liehe Einsatzmaterial mit einer von einer entweder

genüber konventionellen Frischverfahren wesentlich durch die Einsatzmaterialsäule oder den Boden des

verkürzt wird und eine Reduktion der während des Gefäßes geführten Brennerlanze erzeugten Flamme

Einschmelzens gebildeten FeO-Schlacke beim Fri- 30 von unten beaufschlagt wird, und einem Auffangge-

schen erfolgt. faß, zur Durchführung dieses Verfahrens, die da-

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren durch gekennzeichnet ist, daß das Auffanggefäß als zur Stahlerzeugung durch kontinuierliches Em- transportabler und ortsbeweglicher kippbarer Konschmelzen von Schrott, vorreduziertem, unverdiente- verter ausgebildet ist.

tem oder verdichtetem Eisenschwamm, unverdichte- 35 Durch diese Vorrichtung ergeben sich sehr günten oder verdichteten Pellets od. dgl. durch Beauf- stige Verhältnisse, wobei beispielsweise mit zwei bis schlagung mit einer Flamme von unten und Zusetzen drei umlaufenden Konvertern ein Umlaufrhythmus von Roheisen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß — Füllphase, Frischphase, Abgußphase — aufdas Einschmelzen ohne Berücksichtigung des auf die rechterhalten werden kann. Normalerweise wird man Endstahlzusammensetzung hinzielenden FeO-Rohei- 40 dabei mit zwei Wechselgefäßen und zwei Stationen senumsatzes erfolgt und die Mischung aus Schmelz- (Einschmelzstation, Frischstation) auskommen, wogut, Schlacke und Roheisen mit Roheisenanteilen bei ein weiteres Gefäß zugestellt wird. Hierdurch erzwischen 30 und 50 Gewichtsprozent nach Zugabe hält man eine größere Energieausnutzung, einen von Zuschlägen und eventuellen Kühlmitteln mit Wegfall an Transportpfannen und eine größere Ka-Sauerstoff zu abgießfähigem Stahl nach dem Sauer- 45 pazitätsausnutzung der Gefäße gegenüber einer Arstoff-Frischverfahren verarbeitet wird, wobei die beitsweise mit Zwischentransport. Da die Frischdurch die Schlacke eingebrachte Sauerstoffmenge phase gegenüber der Füllphase vergleichsweise kurz den Blassauerstoff teilweise ersetzt. ist, ergeben sich während der Füllung des einen Ge-

Auf diese Weise ist man hinsichtlich höherer Roh- fäßes genügend Zeitreserven für die sonstigen Ar-

eisengehalte relativ flexibel in den Einsatzverhält- 50 beitsabläufe wie Abstechen, Roheisenfüllen, Umset-

nissen, ohne sich in den Einschmelzbedingungen an- zen usw.

passen zu müssen. Die zum Frischen notwendige Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform für den Sauerstoffmenge bestimmt sich aus der chemischen . Fall, wo das Auffanggefäß unter dem Einschmelzge-Zusammensetzung der Mischung, d. h. aus dem An- faß als Konverter ausgebildet ist, besteht darin, sdteil der herauszufrischenden Elemente. Die Überhit- 55 fort im Anschluß an das Füllen noch unter dem Einzungstemperatur gegenüber der Temperatur der Mi- schmelzgefäß mit Sauerstoff zu frischen,
schung aus flüssigem Schrott, Roheisen und Schlacke Der Einschmelzprozeß kann hierbei unterbrochen läßt sich insbesondere ohne Fremdbeheizung errei- werden; es ist aber auch möglich, bei ununterbrochechen, wobei sich die Temperatureinstellung wie bei nem Schmelzbetrieb das verflüssigte Metall abzuleisonstigen Sauerstoff-Frischverfahren unter Berück- 60 ten und dem Konverter zuzuführen,
sichtigung der Temperatur der Mischung, der Reak- Auch ist es möglich, bei einer Brennerlanze, die tionswärme des Sauerstoffumsatzes beim Frischen durch die Schrottsäule geführt ist, den Frischvorgang und dem Zusatz an Kühlmitteln ergibt. Damit ent- mit dieser Brennerlanze durchzuführen, indem sie spricht das hierbei beliebig anwendbare Sauerstoff- auch als Frischlanze ausgebildet durch die Ablauf-Frischverfahren in seinem metallurgischen Verfah- 65 öffnung im Boden des Einschmelzgefäßes in das rensablauf der letzten Phase, etwa den letzten 10 bis Auffanggefäß eingeführt wird.

25 °/o, des jeweils entsprechenden Sauerstoff-Frisch- Insbesondere kann aber auch während des Zuflus-

verfahrens, beispielsweise dem des LD-Verfahrens, ses von flüssigem Einsatzmaterial laufend mit Sauer-

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stoff gefrischt werden. Wird das Frischen zugleich ist innen mit feuerfestem Material ausgekleidet. Mit mit dem Füllen des Auffanggefäßes vorgenommen, Hilfe einer Chargiervorrichtung 2 wird Schrott 3 so erfolgt die Zufuhr von Frischsauerstoff Vorzugs- od. dgl. über die Chargieröffnung des Einschmelzgeweise über Bodendüsen, etwa Ringspaltdüsen. Auf fäßes chargenweise oder kontinuierlich eingefüllt. Grund der mit der Füllgeschwindigkeit gegebenen 5 Durch die Schrottsäule ist zentral eine Brennervergleichsweise langen Frischzeit und dem geringen lanze 4 geführt, an deren unterem Ende sich ein Roheiseneinsatz ist nur eine vergleichsweise geringe Öl-Sauerstoffbrenner befindet, der eine Flamme 5 erAnzahl von Bodendüsen notwendig, zeugt, die die Schrottsäule von unten beaufschlagt

In beiden Fällen können die während des Fri- und diese kontinuierlich aufschmilzt. Das eingeschens gebildeten Frischgase im Einschmelzgefäß io schmolzene Material fließt durch eine Öffnung 6 im dazu genutzt werden, das einzuschmelzende Material Boden des Einschmelzgefäßes 1 ab. Unter dem Einaufzuwärmen, indem sie in das Einschmelzgefäß ein- schmelzgefäß 1 befindet sich ein als kippbarer Kongeleitet und dort nachverbrannt werden. Es ergibt verter ausgebildetes Auffanggefäß 7 mit einer Einsich dann ein Gesamtwärmewirkungsgrad, der zwi- füllöffnung 8 und einer Abstichöffnung 9.
sehen 80 und 95 °/o liegen kann und der sonst bei 15 Der Konverter 7 befindet sich zunächst in der geschrottintensiven Einschmelzverfahren niemals auch strichelt gezeichneten Stellung, so daß aus einem Genur annäherungsweise erreicht wird. faß 10 flüssiges Roheisen eingefüllt werden kann.

Da der Kochvorgang vergleichsweise langsam von- Danach wird der Konverter 7 in seine senkrechte statten geht, besitzt das als Konverter ausgebildete Lage gebracht, so daß das im Einschmelzgefäß 1 einAuffanggefäß ein vergleichsweise kleines Konverter- 20 geschmolzene Material durch seine Öffnung 8 eingevolumen von 0,3 bis 0,5 m³/t Auch reicht hier eine füllt werden kann. Gegebenenfalls werden gleichzeivergleichsweise geringe Konverteröffnungsmündung tig oder im Anschluß an das Füllen mit eingeschmolaus, da außer der geringen und relativ gleichmäßig zenem Material Zuschläge an Legierungselementen anfallenden Abgasmenge kein oder nur wenig wie Silizium, Mangan und Kühlmitteln eingebracht. Schrott zur Wärmekorrektur zugesetzt werden muß. 25 Nach dem Füllen des Konverters 7 wird der Ein-Hierdurch wird eine Abdichtung zwischen Kon- Schmelzvorgang abgebrochen und die Brennerlanze 4 vertergefäß und Einschmelzgefäß zur Nachverbren- in den Konverter abgesenkt (gestrichelt dargestellt), nung und Vorwärmung des Schrottes unter Vermei- so daß mit dessen Hilfe Sauerstoff aufgeblasen und dung von Zufuhr von Falschluft erleichtert. damit das Gemisch aus Roheisen, eingeschmolzenem

Zum Nachverbrennen der Frischgase kann ober- 30 Schrott und Schlacke fertiggefrischt werden kann,

halb der Einschmelzfläche im Einschmelzgefäß eine Danach wird der Konverter 7 in seine strichpunk-

Einrichtung für die Zufuhr von Sauerstoff oder Luft tierte Lage gekippt, so daß der fertige Stahl äbgesto-

etwa in Form eines Ringspaltes vorgesehen sein. Bei chen und von einem Gefäß 11 aufgenommen werden

der Einstellung des Verbrennungssauerstoffes bzw. kann.

der Nachverbrennung müssen die in das Einschmelz- 35 Um den Zutritt von Falschluft einzuschränken, ist

gefäß abgeleiteten Abgase berücksichtigt werden. Bei am Gefäß 7 eine schematisch dargestellte Abdichtung

Verwendung einer dem Einschmelzgefäß von unten 13 vorgesehen.

zugeführten Brennerlanze wobei das eingeschmol- Sowohl die beim Frischen entstehenden Abgase als

zene Metall über einen seitlichen Abstich in das Auf- auch die Einschmelzabgase werden oberhalb der

fanggefäß geleitet wird, besitzt das Auffanggefäß 40 Einschmelzfläche mit Hilfe von etwa durch einen

vorzugsweise eine separate Frischlanze, mit der von Ringspalt 12 eingeführter Luft oder Sauerstoff zur

joben zeitgleich oder nach der Füllung gefrischt wer- Vorwärmung des einzuschmelzenden Materials nach-

den kann. verbrannt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in Fig.2 zeigt eine der in Fig. 1 dargestellten Vor-

den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nä- 45 richtung entsprechende Vorrichtung, die sich davon

her erläutert. insofern unterscheidet, als das Aufschmelzen des

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Einsatzmaterials durch eine von unten durch den Bo-

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; den des Einschmelzgefäßes 1 geführte Brennerlanze 4

F i g. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße durchgeführt wird, während der Konverter 7 mit Bo-

Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen. 50 dendüsen 14 versehen ist, durch die kontinuierlich

Das in Fig. 1 dargestellte Einschmelzgefäß 1 be- während des Einfüllens des eingeschmolzenen Einsitzt einen im wesentlichen zylinderförmigen Quer- satzmaterials Sauerstoff zum Frischen zugeführt schnitt, der sich nach unten leicht öffnen kann, und wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Schmelzgefäß (1) eine Einrichtung (12) zum Patentansprüche: Nachverbrennen der Frischgase oberhalb der Einschmelzfläche aufweist.

1. Verfahren zur Stahlerzeugung durch konti- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 nuierliches Einschmelzen von Schrott, Eisen- 5 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das. schwamm, Pellets od. dgl. durch Beaufschlagung Einschmelzgefäß (1) eine von unten zugeführte mit einer Flamme von unten und Zusetzen von Brennerlanze und einen seitlichen Abstich aufRoheisen, dadurch gekennzeichnet, weist, durch den das eingeschmolzene Metall in daß das Einschmelzen ohne Berücksichtigung des das Auffanggefäß (7) geleitet wird, für das eine auf die Endstahlzusammensetzung hinzielenden io separate Frischlanze vorgesehen ist.
FeO-Roheisenumsatzes erfolgt und die- Mischung 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 aus Schmelzgut, Schlacke und Roheisen mit Roh- bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Einschmelzeisenanteilen zwischen 30 und 60 Gewichtspro- gefäße (1) und Auffanggefäße (7) als Wechselgezent nach Zugabe von Zuschlägen und eventuell fäße ausgebildet sind.

Kühlmitteln mit Sauerstoff zu abgießfähigem 15
Stahl nach dem Sauerstoff-Frischverfahren verarbeitet wird, wobei die durch die Schlacke einge-

brachte Sauerstoffmenge den Blassauerstoff teilweise ersetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20

kennzeichnet, daß die Überhitzung gegenüber der Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren

Temperatur der Mischung aus flüssigem Schrott, zur Stahlerzeugung durch kontinuierliches Ein-

Roheisen und Schlacke ohne Fremdbeheizung schmelzen von Schrott, Eisenschwamm, Pellets

vorgenommen wird. od. dgl. durch Beaufschlagung mit einer Flamme von

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 25 unten und Zusetzen von Roheisen und eine Vorrichgekennzeichnet, daß die Mischung aus Roheisen, tung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Schlacke und flüssigem Schrott über einen Zwi- In der DT-PS 1800 610 wird ein Verfahren zum schentransport in bekannten Konvertergefäßen Einschmelzen von Schrott, insbesondere Stahlschrott, fertiggefrischt wird. beschrieben, wobei die Schrottsäule von unten durch

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 eine Flamme beaufschlagt wird. Hierbei wird eine gekennzeichnet, daß während des Füllens des zentral liegende tellerförmige Flamme verwendet, die Auffanggefäßes zeitgleich in diesem mit Sauer- den größten Teil des Säulenquerschnittes einer stoff gefrischt wird. Schrottsäule von im wesentlichen gleichbleibenden

5. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 4, da- Querschnitt übersteigt. Die tellerförmige Flamme durch gekennzeichnet, daß die Frischgase in das 35 wird dabei so weit über den Boden des Einschmelz-Einschmelzgefäß geleitet und dort mit Luft oder gefäßes geführt, daß das abfließende, flüssige Sauerstoff nachverbrannt werden. Schmelzgut einen Wärmeschutz für die feuerfeste

6. Vorrichtung zur Stahlerzeugung aus Schrott, Auskleidung bildet. Die Flamme wird mit Hilfe einer Eisenschwamm, Pellets od. dgl. und Roheisen mit Brennerlanze erzeugt, die innerhalb der Achse des einem Einschmelzgefäß, bei dem das Einsatzma- 40 Einschmelzgefäßes entweder durch die Schrottsäule terial in Form einer Säule von unten mittels einer oder von unten durch den Boden geführt ist. Das abvon einer durch die Einsatzmaterialsäule oder fließende Schmelzgut kann bei diesem Verfahren diden Boden des Gefäßes geführte Brennerlanze er- rekt in ein Gefäß mit flüssigem Roheisen eingespeist zeugte Flamme beaufschlagt wird, und einem werden, um dann weiterverarbeitet zu werden.
Auffanggefäß, zur Durchführung des Verfahrens 45 Es hat sich gezeigt, daß die optimalen Einschmelznach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- bedingungen im Schrotteinschmelzgefäß bei stöchiokennzeichnet, daß das Auffanggefäß (7) als trans- metrischer Öl-Sauerstoffverbrennung erreicht werportabler und ortsbeweglicher, kippbarer Kon- den. Die Einschmelzverhältnisse, d.h. der Oxydaverter ausgebildet ist. . tionsgrad der Flamme und damit die beim Ein-

7. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch ge- 50 schmelzen gebildete FeO-Verschlackung des Einsatkennzeichnet, daß die durch die Säule (3) aus zes sollen hierbei dem jeweiligen Roheiseneinsatz im Einsatzmaterial geführte Brennerlanze (4) als Auffanggefäß angepaßt werden. Die Forderung nach Frischlanze durch, den Boden des Einschmelzge- optimalen Einschmelzleistungen oder aber nach einer fäßes (1) in das Auffanggefäß (7) einführbar ist. möglichst geringen Verschlackung während des Ein-

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- 55 schmelzens setzen die Einhaltung bestimmter kennzeichnet, daß das Auffanggefäß mit boden- Öl-Sauerstoffverhältnisse während des Einschmelblasenden Ringdüsen versehen ist. zens voraus. Die Schwierigkeiten dieses Verfahrens

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bestehen daher darin, die Einschmelzverhältnisse bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das als Kon- bzw. -leitungen mit dem jeweiligen Roheiseneinsatz verier ausgebildete Auffanggefäß (7) ein ver- 60 abzustimmen.

gleichsweise kleines Konvertervolumen von 0,3 Bei Sauerstofffrischverfahren ist es ferner bekannt,

bis 0,5 m³/t aufweist. relativ große Mengen an Roheisen von 70 bis 75 %

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 in ein Frischgefäß einzufüllen und mit Sauerstoff zu bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdich- verblasen. Hierdurch entsteht Wärme, die ausreicht, tung zwischen Einschmelzgefäß (1) und Konver- 65 um das Roheisen auf Abstichtemperatur zu erwärter (7) vorgesehen ist. men, und darüber hinaus bleibt noch ein Wärmeil. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 Überschuß, mit dem Schrott eingeschmolzen werden

bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- kann. In diesem Zusammenhang wird in »Stahl und