DE2326174C2

DE2326174C2 - Einschränkung der Oxydation des Einsatzes beim Einschmelzen von Schrott o.dgl

Info

Publication number: DE2326174C2
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: 1979-03-29
Also published as: CA1021164A; FR2230736A1; ZA743105B; BE812764A; FR2230736B1; BR7403650D0; IT1012320B; DE2326174B1; GB1471599A; AU6924874A

Description

Außerdem ist aus der USA.-Pateniscrinft3 165 308 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 Aul kohlen, jedoch nicht zur Oxydationscinschränkung.

Aus der US-PS 1 290 143 ist das Verpressen von Stahlschrott mit Kohle bekannt, wobei die dadurch in gebildeten Pakete vorzugsweise in Herdofen eingeschmolzen werden. Das Ausmaß der Verdichtung soll dabei nur so stark sein, daß die Kohleteilchen festgehalten werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, '5 ein Veifahrcn anzugeben, bei dem ohne l.eistungseinbuße eingeschmolzen werden kann, trotzdem aber die Verschlackung eingeschränkt wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren der -.'ingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Einsät/ mit Beimengungen an Kohlenstoff in Form von Kohle oder Kohlensinffträgern als Beimischungen, Anhaftungen oder Überzüge bis zu 5 Gewichtsprozent vermischt wird, daß nach dem Zumischen der Kohlcnsioffträger der Schnitt bzw. der vorrcduzicrtc 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 Gasdurchmischuni* stark herabgcsut/t wird.

Hierdurch wird ein Ungleichgewicht zwischen der äußeren Atmosphäre und der Atn .>sphärc in den Paketen oder Preßkörpern "„'schaffen wobei die reduzierende Atmosphäre in den Pak 'Cn bis in den Einschmclzbercich aufrechterhalten wird und somit bis in diesen eine Schutzwirkung ausübt. Außerhalb befindet sich dagegen eine äußere sauerstoffhaltigc Atmosphäre, so daß auf diese Weise mit geringer Verschlackung trotz aller Brcnnstoffausnut/ung eingeschmolzen werden kann.

Eine möglichst innige Vermischung oder ein fiüchcnartiger Schutz ist insofern notwendig, als es sich gezeigt hat, daß die Zugabe von fester Kohle oder Kohlenstoffträgern wie 01, 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 zwcckmäßigerweise vor einem Zusammenpressen in zusammcnhaltcndc Preßkörper durch Beimischen beispielsweise von Fcinkohlc. Die Pressung wird zweckrriiißigerweise so durchgeführt, daß zumindest die äußere Randschicht des Preßkörpers soweit verdichtet wird, daß die Gasdurchflutung während des F.inschmcizvorgangs stark herabgesetzt wird, so daß der eingeschlossene Kohlenstoff die Atmosphäre in dem durch die Pressung entstandenen Paket gegenüber der des Einschmelzgcfäßcs reduzierend halt, 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 Reoxydationsanfiilligkeit 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. d-rr Pellets ausfüllen, während die Ktihle möglichst gleichmäßig beigemischt wird. Bei vorreduzicrtem Eisenerz ergibt sich auch die Möglichkeit, den während der Erzeugung des Eisenschwamms, der vorreduzierten Pellets usw. beeinflußbaren Anteil an Spultkohlenstoff soweit wie möglich zu erhöhen und einen Kohlenstoffgehalt bis zu liber I Gewichtsprozent einzustellen, so daß Pellets verwendet werden, die normalerweise wegen ihres hohen KohlenstolTgehalts als minderwertig angesehen werden.

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

Hierbei kann es sieh um Überzüge handeln, die von vornherein im wesentlichen dicht sind, etwa Wasserglas oder um Überzüge, die erst im Einschmelzgefüß im wesentlichen dicht, das heißt, gasundurchlässig werden, c'-wa Kalk, Silikate, Chromate U-.W., die infolge von Oxydation im Einschmelzgcfäß im wesentlichen gasundurchlässige Überzüge auf dem Einsatzmaterial bilden. Dieses Übcrzugsmatcrial 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 Sauerstoffmcngc der Einscbmelzflanimc gegenüber der Vorwärmung durch Nachverbrennung innerhalb der Schrottsäule oberhalb der Einschmelzzone verringert wird. Unterhalb von 70(1" C" ist die Oxydalionsgcschwindigkcit oxydierender Gase vergleichsweise gering, so daß der bereits weitgehend vorgewärmte und relativ geringfügig oxvdicrte Einsatz heiß in den Bereich des noch saucrslolfhaltigen Hoehtempcraturbrenners gerät und diesen Bereich dann schneller durchläuft, das heißt, schneller einschmilzt.

Eine trotzdem noch erfolgte Oxydation kann spätCi durch Reduktion der FeO-Schlacke rückgängig gemacht werden, indem sauerstoffaffine I.cgicrungselemcnte wie FcSi, FeMn, FeAl usw. zugeführt werden, um durch Ausnutzung der exothermen Reaktionen für die Temperaturerhöhung der .Schmelze im Auffanggefäß die FcO-Vcrschlackung zu reduzieren.

Claims

1 2 Schrotisäulc von im wesentlichen gleichbleibenden Patentansprüche; Querschnitt überstreicht. Die tellerförmige Flamme wird dabei so weit über den Beulen des Einschmelz-

1. Verfahren zum Einschränken der Oxyda- geiäßes gerührt, daß das abfließende, flüssige tion des Einsatzes beim kontinuierlichen Ein- 5 Sehmelzgiil einen Wärmeschutz für die reuerfeste schmelzen von Schrott mit hoher spezifischer Auskleidung bildet. Die Flamme wird mit Hilfe einer Oberfläche wie Späne, Biechabfälle, [.eicht- Brennerlan/e erzeugt, die entweder innerhalb der schrott, sowie von vorreduziertem, unverdichte- Achse des Einselimel/geUißes durch die Schrottsüule tem oder verdichtetem Eisenschwamm, sowie oder von unten durch den Boden geführt ist.
unverdichteten oder verdichteten vorreduzierten io Das abfließende Schmel/gut kann direkt in ein Pellets usw., bei dem eine Schrottsäule von unten Gelaß mit llüssigcm 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, nach Patent 1800 610, dadurch ge- vorzugsweise hinsichtlich ihres Sauerstoff&ntcils und kennzeichnet, daß der Einsatz mit Bei- 15 damit die übrige oxydierende Wirkung entsprechend mengungen an Kohlenstoff in Form von Kohle dem zu verarbeitenden Roheisen eingestellt. Der für oder Kohlenstoßträgern als Zumischungen, die Verschluckung und den Frischvorgang Tforder-Anhaftungen oder Überzüge bis zu 5 Ge- liehe FeO-Anteil kann durch mehr oder minder wichtspro/ent vermischt wird, daß nach dem große Zufuhr von Sauerstoff mi eingestellt werden. Zumischen der KohlenstolTträger der Schrott ao daß die erforderliche Kalk/ugabe /um Roheisen bzw. der vorrcdu/iertc Eisenschwamm b/w. Mi- durch die FeO-7.ufu!ir /11 einer reaktionsfähigen schungcn aus Eisenschwamm und Schrott in Schlacke führt und damit der Raflinicrpro/eß abzusammenhaltcnde 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 lion b/w. die Vcrschlickung oder Verzunderung des verdichtet wird, daß die Gasdurchmischung stark Einsat/es durch den Oxydationsgrad b/w. den Sauerherabgesetzt wird. stoffüber- oder -Unterschuß der Finschmelzllammc

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 Einsät/en die Oxydation des Einsatzes

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

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- Einschmelzen kaum noch einer Raffination, für die kennzeichnet, daß vorredu/icrte Einsat/mate- die Bildung von eiscnoxydreicher Schlacke Voraus- § rialicn wie Eisenschwamm, Pellets usw. mit bei sctzung ist. In anderen Füllen, beispielsweise beim I der Erzeugung eingestellten vergleichsweise 35 Einschmelzen von Schrott mit großer spezifischer

hohen Gehalten an Kohlenstoff als Einsatz vcr- Oberfläche, wie Spane, Feinblcchabfälle, insbcson-

wcndet werden. dcrc von Eisenschwamm und verdichtetem Eiscn-

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 Einschmclz- auf Grund der spezifischen Oherflächcnverhältnisse abgase erfolgt, um den stark oxydierenden Bc- ergeben würde. Diese Einschränkung der Oxydation reich der Einschmelzriammc schneller zu durch- kann bei entsprechender Einstellung des Saucrstofflaufen. anleils der Einschmel/flammc nur teilweise erfolgen,

5. Vcrhhrcn nach einem der Ansprüche I 45 zumal bei SaucrstofTunterschiiß bei der Verbrennung bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz die Einschinelzlcäslung 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 K^hlcnstoffzumi-

50 schung jedoch als I cgierungsträger dient, vgl. bei- ^,

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren spielsweise die britische Patentschrift 126 046, ge- | zum Einschränken der Oxydation des Einsat/es beim maß der l.cichtschrott vor dem Einschmelzen mit kontinuierlichen Einschmelzen von Schrott mit hoher kohlenstoffhaltigem Material /u diesem Zweck verspezifischer Oberfläche wie Späne, Bleehabfällc, mischt wird.

Leichtschrott, sowie von vorredu/iertcm, unvcrdich- 55 Ferner ist aus der britischen Patentschrift 1 205443

tctem 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-

Flammc abgeschmol/en wird und die Schmelze kon- oder Schweröl dem Einsatzmaterial zugeführt wird, tinuierlich in ein Auffanggefäß fließt, wobei das Ein- ^6o um die reduzierende Atmosphäre im Einschmelz-

schmelzverfahren nach dem Patent 1 800 610 durch- bereich zu erzeugen und damit einen Schutz vor

geführt wird. übermäßiger Oxydation zu bewirken- Der Zusatz der

In dem Patent 1 8ÖÖ610 wird ein Verfahren zum Kohlcnstöffträger 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 Ein^ zentral liegende tellerförmige Flamme Verwendet, schmctzbcreich nur noch eine geringe Schutzwirkung die den größten teil des Säulenqüerschnitts einer aus, so daß eine starke Verschickung erfolgen kann.