DE2326174B1

DE2326174B1 - Einschränkung der Oxydation des Einsatzes beim Einschmelzen von Schrott oder dgl

Info

Publication number: DE2326174B1
Application number: DE2326174A
Authority: DE
Inventors: Hans Guenter Dr.-Ing. 5800 Hagen Geck; Hans Juergen Dr.-Ing. 2820 Bremen Langhammer
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1973-05-23
Publication date: 1974-09-05
Also published as: ZA743105B; IT1012320B; GB1471599A; BR7403650D0; BE812764A; DE2326174C2; CA1021164A; FR2230736A1; FR2230736B1; AU6924874A

Description

Außerdem ist aus der USA.-Patentschrif13165 398 das chargenmäßige Einschmelzen von Eisenschwamm in reduzierender Atmosphäre bekannt, die durch teilweise Verbrennung von Schweröl erzeugt wird. Hierbei wird Kohlenstoff zugegeben, wenn der Eisenschwamm pastenförmig ist, und dient hierbei zum Aufkohlen, jedoch nicht zur Oxydationseinschränkung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, bei dem ohne Leistungseinbüße eingeschmolzen werden kann, trotzdem aber die Verschlackung eingeschränkt wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Einsatz mit Beimengungen an Kohlenstoff in Form von Kohle oder Kohlenstoffträgern als Beimischungen, Anhaftungen oder Überzüge bis zu 5 Gewichtsprozent vermischt wird, daß nach dem Zumischen der Kohlenstoffträger der Schrott bzw. der vorreduzierte Eisenschwamm bzw. Mischungen aus Eisenschwamm und Schrott in zusammenhaltende Preßkörper wie Pakete verpreßt wird, wobei durch das Pressen zumindest die äußere Randschicht des Preßkörpers soweit verdichtet wird, daß die Gasdurchmischung stark herabgesetzt wird.

Hierdurch wird ein Ungleichgewicht zwischen der äußeren Atmosphäre und der Atmosphäre in den Paketen oder Preßkörpern geschaffen, wobei die reduzierende Atmosphäre in den Paketen bis in den Einschmelzbereich aufrechterhalten wird und somit bis in diesen eine Schutzwirkung ausübt. Außerhalb befindet sich dagegen eine äußere sauerstoffhaltige Atmosphäre, so daß auf diese Weise mit geringer Verschlackung trotz aller Brennstoffausnutzung eingeschmolzen werden kann.

Eine möglichst innige Vermischung oder ein flächenartiger Schutz ist insofern notwendig, als es sich gezeigt hat, daß die Zugabe von fester Kohle oder Kohlenstoffträgern wie öl, Teer usw. sich für die Einschränkung der Oxydation des Einsatzes sonst als wenig wirkungsvoll erweist. Bei feinem Schrott, vorgewärmtem Eisenschwamm od. dgl. erfolgt das Zumischen der Kohlenstoffträger zweckmäßigerweise vor einem Zusammenpressen in zusammenhaltende Preßkörper durch Beimischen beispielsweise von Feinkohle. Die Pressung wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß zumindest die äußere Randschicht des Preßkörpers soweit verdichtet wird, daß die Gasdurchflutung während des Einschmelzvorgangs stark herabgesetzt wird, so daß der eingeschlossene Kohlenstoff die Atmosphäre in dem durch die Pressung entstandenen Paket gegenüber der des Einschmelzgefäßes reduzierend hält, so daß die Verschlackung bis zum Einschmelzen stark gebremst wird. Dies ist besonders wichtig für die Verarbeitung von vorreduziertem, nicht verdichtetem Eisenschwamm bzw. Pellets mit hoher Reoxydationsanfälligkeit während des Niedergehens in der Schrottsäule. Hierbei können insbesondere die Pakete mit öl bzw. flüssigen Kohlenwasserstoffen getränkt werden, die beispielsweise die offenen Poren des Eisenschwamms bzw. der Pellets ausfüllen, während die Kohle möglichst gleichmäßig beigemischt wird. Bei vorreduziertem Eisenerz ergibt sich auch die Möglichkeit, den während der Erzeugung des Eisenschwamms, der vorreduzierten Pellets usw. beeinflußbaren Anteil an Spaltkohlenstoff soweit wie möglich zu erhöhen und einen Kohlenstoffgehalt bis zu über 2 Gewichtsprozent einzustellen, so daß Pellets verwendet werden, die normalerweise wegen ihres hohen Kohlenstoffgehalts als minderwertig angesehen werden.

Falls gewünscht, kann ferner der Einsatz mit an sich bekannten Schutzüberzügen wie Wasserglas, Kalkmilch od. dgl. versehen werden.

Hierbei kann es sich um Überzüge handeln, die von vornherein im wesentlichen dicht sind, etwa Wasserglas oder um Überzüge, die erst im Einschmelzgefäß im wesentlichen dicht, das heißt, gasundurchlässig werden, etwa Kalk, Silikate, Chromate usw., die infolge von Oxydation im Einschmelzgefäß im wesentlichen gasundurchlässige Überzüge auf dem Einsatzmaterial bilden. Dieses Überzugsmaterial ist in solchen Mengen und Zusammensetzungen aufzubringen, daß es die Stahlerzeugung nicht nachteilig beeinflußt, weshalb im wesentlichen filmartige Überzüge in Frage kommen. Da bei jeder Stahlerzeugung Kalk benötigt wird, besitzt beispielsweise ein Überzug aus Kalkmilch vorteilhafte Eigenschaften.

Zusätzlich kann die Oxydation des Einsatzes in der Weise eingeschränkt werden, daß die Energiezufuhr in Form von Öl-Sauerstoff bzw. -Sauerstoff/ Luft und damit die Sauerstoffmenge der Einschmelzflamme gegenüber der Vorwärmung durch Nachverbrennung innerhalb der Schrottsäule oberhalb der Einschmelzzone verringert wird. Unterhalb von 700° C ist die Oxydationsgeschwindigkeit oxydierender Gase vergleichsweise gering, so daß der bereits weitgehend vorgewärmte und relativ geringfügig oxydierte Einsatz heiß in den Bereich des noch sauerstoffhaltigen Hochtemperaturbrenners gerät und diesen Bereich dann schneller durchläuft, das heißt, schneller einschmilzt.

Eine trotzdem noch erfolgte Oxydation kann später durch Reduktion der FeO-Schlacke rückgängig gemacht werden, indem sauerstoffaffine Legierungselemente wie FeSi, FeMn, FeAl usw. zugeführt werden, um durch Ausnutzung der exothermen Reaktionen für die Temperaturerhöhung der Schmelze im Auffanggefäß die FeO-Verschlackung zu reduzieren.

Claims

1 2 Schrottsäule von im wesentlichen gleichbleibenden Patentansprüche: Querschnitt überstreicht. Die tellerförmige Flamme wird dabei so weit über den Boden des Einschmelz-

1. Verfahren zum Einschränken der Oxyda- gefäßes geführt, daß das abfließende, flüssige tion des Einsatzes beim kontinuierlichen Ein- 5 Schmelzgut einen Wärmeschutz für die feuerfeste schmelzen von Schrott mit hoher spezifischer Auskleidung bildet. Die Flamme wird mit Hilfe einer Oberfläche wie Späne, Blechabfälle, Leicht- Brennerlanze erzeugt, die entweder innerhalb der schrott, sowie von vorreduziertem, unverdichte- Achse des Einschmelzgeiäßes durch die Schrottsäule tem oder verdichtetem Eisenschwamm, sowie oder von unten durch den Boden geführt ist.
unverdichteten oder verdichteten vorreduzierten io Das abfließende Schmelzgut kann direkt in ein Pellets usw., bei dem eine Schrottsäule von unten Gefäß mit flüssigem Roheisen eingespeist werden, in einer Flamme aufgeschmolzen wird und die um dann weiter verarbeitet zu werden. Für ein Stahl-Schmelze kontinuierlich in ein Auffanggefäß herstellungsverfahren wird hierbei die Tellerflamme fließt, insbesondere nach Patent 1 800 610, da- vorzugsweise hinsichtlich ihres Sauerstoffanteils und durch gekennzeichnet, daß der Einsatz 15 damit die übrige oxydierende Wirkung entsprechend mit Beimengungen an Kohlenstoff in Form von dem zu verarbeitenden Roheisen eingestellt. Der für Kohle oder Kohlenstoffträgern als Zumischun- die Verschlackung und den Frischvorgang erfordergen, Anhaftungen oder Überzüge bis zu 5 Ge- liehe FeO-Anteil kann durch mehr oder minder wichtsprozent vermischt wird, daß nach dem große Zufuhr von Sauerstoff so eingestellt werden, Zumischen der Kohlenstoffträger der Schrott 20 daß die erforderliche Kalkzugabe zum Roheisen bzw. der vorreduzierte Eisenschwamm bzw. Mi- durch die FeO-Zufuhr zu einer reaktionsfähigen schungen aus Eisenschwamm und Schrott in Schlacke führt und damit der Raffinierprozeß abzusammenhaltende Preßkörper wie Pakete ver- läuft, ohne daß sich die Notwendigkeit einer Sauerpreßt wird, wobei durch das Pressen zumindest stoffzufuhr ergibt. Auf diese Weise wird die Oxydadie äußere Randschicht des Preßkörpers soweit 25 tion bzw. die Verschlackung oder Verzunderung des verdichtet wird, daß die Gasdurchmischung stark Einsatzes durch den Oxydationsgrad bzw. den Sauerherabgesetzt wird. stoffüber- oder -Unterschuß der Einschmelzfiamme

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- beeinflußt.

kennzeichnet, daß vorreduzierter Eisenschwamm, Außerdem ist beispielsweise beim Einschmelzen

Schrott bzw. Pakete mit Öl bzw. flüssigen Koh- 30 von reinen Einsätzen die Oxydation des Einsatzes

lenwasserstoffen getränkt werden. nicht erwünscht. Solche Einsätze bedürfen nach dem

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Einschmelzen kaum noch einer Raffination, für die kennzeichnet, daß vorreduzierte Einsatzmate- die Bildung von eisenoxydreicher Schlacke Vorausrialien wie Eisenschwamm, Pellets usw. mit bei setzung ist. In anderen Fällen, beispielsweise beim der Erzeugung eingestellten vergleichsweise 35 Einschmelzen von Schrott mit großer spezifischer hohen Gehalten an Kohlenstoff als Einsatz ver- Oberfläche, wie Späne, Feinblechabfälle, insbesonwendet werden. dere von Eisenschwamm und verdichtetem Eisen-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 schwamm, sowie vorreduzierten Pellets, soll die bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwär- Oxydation bereits beim Niedergehen in der Schrottmung der Säule aus Einsatzmaterial bis etwa 40 säule möglichst geringer gehalten werden, als sie sich 700° C durch Nachverbrennung der Einschmelz- auf Grund der spezifischen Oberflächenverhältnisse abgase erfolgt, um den stark oxydierenden Be- ergeben würde. Diese Einschränkung der Oxydation reich der Einschmelzflamme schneller zu durch- kann bei entsprechender Einstellung des Sauerstofflaufen, anteils der Einschmelzflamme nur teilweise erfolgen,

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 45 zumal bei Sauerstoffunterschuß bei der Verbrennung bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz die Einschmelzleistung zurückgeht.

mit an sich bekannten Schutzüberzügen wie Ferner ist es allgemein in der Metallurgie üblich

Wasserglas, Kalkmilch überzogen wird. und bekannt, Kohlenstoff bei der Herstellung von

Stahl zuzumischen, wobei diese Kohlenstoffzumi-

50 schung jedoch als Legierungsträger dient, vgl. bei-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren spielsweise die britische Patentschrift 126 046, gezum Einschränken der Oxydation des Einsatzes beim maß der Leichtschrott vor dem Einschmelzen mit kontinuierlichen Einschmelzen von Schrott mit hoher kohlenstoffhaltigem Material zu diesem Zweck verspezifischer Oberfläche wie Späne, Blechabfälle, mischt wird.

Leichtschrott, sowie von vorreduziertem, unverdich- 55 Ferner ist aus der britischen Patentschrift 1205 443

tetem oder verdichtetem Eisenschwamm, sowie un- ein chargenmäßiges Einschmelzen von Schrott in

verdichteten oder verdichteten vorreduzierten Pellets reduzierender Atmosphäre und anschließendem

usw., bei' denen eine Schrottsäule von unten mit einer Verblasen mit Sauerstoff bekannt, wobei Leicht-

Flamme abgeschmolzen wird und die Schmelze kon- oder Schweröl dem Einsatzmaterial zugeführt wird,

tinuierlich in ein Auffanggefäß fließt, wobei das 60 um die reduzierende Atmosphäre im Einschmelz-

Einsehmelzverfahren vorzugsweise nach dem Patent bereich zu erzeugen und damit einen Schutz vor

800 610 durchgeführt wird. übermäßiger Oxydation zu bewirken. Der Zusatz der

In dem Patent 1 800 610 wird ein Verfahren zum Kohlenstoffträger erfolgt hierbei in einer Menge von Einschmelzen von Schrott, insbesondere Stahlschrott, weniger als 5 Gewichtsprozent. Jedoch wird hierbei beschrieben, wobei die Schrottsäule von unten durch 65 das kohlenstoffhaltige Material schon sehr früh vereine Flamme beaufschlagt wird. Hierbei wird eine brannt und übt bereits vor dem eigentlichen Einzentral liegende tellerförmige Flamme verwendet, schmelzbereich nur noch eine geringe Schutzwirkung die den größten Teil des Säulenquerschnitts einer aus, so daß eine starke Verschlackung erfolgen kann.