DE2342947B1

DE2342947B1 - Method and device for the continuous production of steel from ore

Info

Publication number: DE2342947B1
Application number: DE2342947A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr-Ing Langhammer
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1973-08-25
Filing date: 1973-08-25
Publication date: 1975-02-13

Description

4545

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl aus Erz, Pellets, Sinter od. dgl. unter Verwendung von Reduktionsgasen in einem Schachtofen mit weitgehend gleichbleibendem Querschnitt, wobei die Beschickungssäule nach der Reduktion durch Reduktionsgase von unten her mit einer den größten Teil des Beschickungsquerschnittes beaufschlagenden Lichtbogenerwärmung abgeschmolzen und überhitzt wird, nach Patentanmeldung P 2210468.3, sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh' rung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for the continuous production of steel from ore, pellets, Sinter or the like using reducing gases in a shaft furnace with a largely constant Cross-section, with the feed column after the reduction by reducing gases from below an arc heating that acts on most of the charging cross-section is melted and is overheated, according to patent application P 2210468.3, as well as a device for implementation ' tion of this procedure.

Gemäß der Patentanmeldung P 22 10 468.3 wird kontinuierlich im Gegenstrom in der eingangs genannten Art mit Hilfe eines zentral liegenden, im wesentlichen tellerförmigen Lichtbogens eingeschmolzen, wobei der Lichtbogen mit Hilfe einer Elektrode erzeugt wird, die innerhalb der Achse des Einschmelzgefäßes von unten durch den Boden geführt ist.According to the patent application P 22 10 468.3 is continuously in countercurrent in the aforementioned Art melted down with the help of a centrally located, essentially plate-shaped arc, the Arc is generated with the help of an electrode which is within the axis of the melting vessel from below is passed through the ground.

Ein tellerförmiger Lichtbogen, der durch eine zentral angeordnete Elektrode erzeugt wird, besitzt jedoch den Nachteil, daß sein Durchmesser nicht belliebig vergrößert werden kann, so daß bei großem Querschnitt des Einschmelzgefäßes die Säule aus Einsatzmaterial nicht auf dem größten Teil ihres Querschnittes durch den Lichtbogen beaufschlagt werden kann. Große Querschnitte des Einschmelzgefäßes sind aber für eine Erhöhung der Durchsatzleistung wichtig.However, a plate-shaped arc, which is generated by a centrally arranged electrode, has the disadvantage that its diameter can not be increased arbitrarily, so that with a large cross-section of the melting pot, the column of feed material does not pass through most of its cross-section the arc can be applied. However, large cross-sections of the melting vessel are for one Increasing throughput is important.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Einschmelzverfahren nach der Patentanmeldung P 2210 468.3 in der Weise zu verb- ern, daß die Durchsatzleistung erhöht werden kann.The object of the present invention is therefore to provide the melting process according to the patent application P 2210 468.3 in such a way that the Throughput can be increased.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren eingangs genannter Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Einsatzmaterial mit einem im wesentlichen schneidbrennerartig ausgebildeten, ringförmigen Lichtbogen abgeschmolzen wird.The invention therefore relates to a method of the type mentioned at the beginning, which is characterized is that the feedstock is formed with a substantially torch-like, annular arc is melted.

Durch die ringförmige Ausbildung des Lichtbogens stützt sich die Erzsäule im Einschmelzgefäß im Gegensatz zur Patentanmeldung P 22 10 468.3 nicht am Rande des Gefäßes, sondern in der Mitte auf. Durch entsprechende Anordnung des ringförmigen Lichtbogens oberhalb des abfließenden Schmelzgutes dient sie gleichzeitig zur Überhitzung des eingeschmolzenen Materials, was beispielsweise vorteilhaft für einen eventuellen Zwischentransport zu einem Konverter, Siemens-Martin-Ofen od. dgl. ist.In contrast, the ore column in the melting vessel is supported by the ring-shaped formation of the arc for patent application P 22 10 468.3 not on the edge of the vessel, but in the middle. Through appropriate It is used to arrange the ring-shaped arc above the melting material flowing off at the same time to overheating of the melted material, which is advantageous for a possible intermediate transport to a converter, Siemens-Martin furnace or the like.

Zweckmäßigerweise wird das Verhältnis des Querschnittes der Einsatzmaterialsäule zum Querschnitt der beim Einschmelzen verbleibenden Stützsäule aus Einsatzmaterial so groß gehalten, daß die Wärmeableitung durch die Einsatzmaterialsäule die Überhitzung des abfließenden Schmelzgutes nur unerheblich beeinflußt.The ratio of the cross section of the feed material column to the cross section of the when melting the remaining support column made of feed material kept so large that the heat dissipation the overheating of the melting material flowing off has only a negligible effect on the feed material column.

Zur Herabsetzung des Liquidus-Punktes kann das flüssige Schmelzgut bereits am Boden des Einschmelzgefäßes beispielsweise durch Einblasen von Kohle aufgekohlt werden, um eine größere Überhitzung des Schmelzgutes zu erreichen. Auch können zusätzliche Mittel zum Überhitzen des Schmelzgutes in Form einer Induktionsspule od. dgl. im Boden des Gefäßes oder in Form eines besonders auf das Schmelzgut gerichteten Lichtbogens vorgesehen sein. Diese können entweder darin bestehen, daß Elektroden vorgesehen sind, die einen schneidbrennerartigen oder tellerförmigen Lichtbogen mit einem nach unten gerichteten Lichtbogenteil erzeugen, oder daß zusätzliche Elektroden angeordnet sind, deren Lichtbogen auf das flüssige Schmelzgut gerichtet sind.To lower the liquidus point, the liquid melt material can already be at the bottom of the melting vessel can be carburized, for example, by blowing in coal to avoid greater overheating of the To achieve melt material. Additional means for overheating the material to be melted can also be in the form of a Induction coil od. The like. In the bottom of the vessel or in the form of a specially directed at the melting material Arc can be provided. These can either consist in the fact that electrodes are provided which a torch-like or plate-shaped arc with a downward-facing arc portion generate, or that additional electrodes are arranged, the arc of which is directed to the liquid melt are.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens, die durch Mittel zum Erzeugen eines im wesentlichen schneidbrennerartig ausgebildeten, ringförmigen Lichtbogens gekennzeichnet ist.The invention also relates to a shaft furnace for performing this method, which by Means for generating an essentially torch-like, annular arc is marked.

Der ringförmige Lichtbogen kann durch mehrere am Umfang des Einschmelzgefäßes in der Nähe des Bodens des Einschmelzgefäßes verteilte Elektroden erzeugt werden, die zum Boden des Einschmelzgefäßes hin geneigt sind, um das Austreten von flüssigem Schmelzgut aus den zwischen den Elektroden und der Wandung des Einschmelzgefäßes befindlichen Spalten zu vermeiden.The annular arc can be formed by several on the circumference of the melting vessel near the bottom of the melting vessel distributed electrodes are produced, which lead to the bottom of the melting vessel are inclined towards the escape of liquid melt from between the electrodes and the Wall of the melting vessel located gaps to avoid.

Diese Elektroden können so ausgebildet werden, daß eine unterschiedliche Beaufschlagung, d. h. eine individuelle Veranlassung des Wärmeangebots in Segmenten ermöglicht wird, was vorteilhaft ist, wenn infolge ungleichmäßiger Einsatzmaterialverteilung oder bei ungleichmäßiger Abschmelzgeschwindigkeit bestimmte Bereiche unterschiedlich beaufschlagt werden sollen. In gleicher Weise können durch Veränderung der Lichtbogenrichtung und der Lichtbogenform Bereiche erfaßt werden, in denen sich langsamer schmelzende An-These electrodes can be designed in such a way that a different application, i. H. an individual Induction of the heat supply in segments is made possible, which is advantageous if as a result of uneven Feed material distribution or in the event of an uneven melting rate Areas should be acted upon differently. In the same way you can change the direction of the arc and the shape of the arc, areas are detected in which more slowly melting

sätze gebildet haben. Auch kann dies zur Wahrung der Kontinuität dienen, indem hierdurch Änderungen des Schmelzprofils hervorgerufen werden. Auch kann eine entsprechende Ausbildung der Lichtbogenform zur Überhitzung des flüssigen Schmelzgutes ausgenutzt werden.have formed sentences. This can also be used to preserve the Serve continuity by causing changes in the melting profile. Can also be a Appropriate design of the arc shape used to overheat the molten material will.

Bei Verwendung von mehreren einzelnen Elektroden darf die Beaufschlagung jedoch nicht zur Bildung einzelner unabhängiger kavernenartiger Hohlräume führen. Die Elektroden müssen so beaufschlagt werden, daß sich in jedem Fall eine im wesentlichen scheibenförmige Gesamtfläche einstellt, die bis auf den inneren Stützbereich keine toten, d. h. ungeschmolzenen Bereiche aufweist, die ein ungehindertes, gleichmäßiges Absinken der Einsatzmaterialsäule verhindern könnten.If several individual electrodes are used, however, the application must not lead to the formation of individual electrodes lead independent cavern-like cavities. The electrodes must be applied in such a way that that in each case a substantially disk-shaped total surface is established, which except for the inner one Support area no dead, d. H. has unmelted areas that allow an unimpeded, even sinking could prevent the feed column.

Die periphere Anordnung eines Elektrodensystems erleichtert vorteilhaft die Wartung und die unmittelbare Beobachtung von Defekten. Die einzelnen Elektroden können in Richtung der Gefäßachse oder auch in mehr tangentialer Richtung zur Gefäßwandung brennen. Auch ist eine Kombination beispielsweise mit einer von unten durch den Boden des Einschmelzgefäßes geführten Elektrode möglich, wobei sich dann ein ringförmiger Stützbereich für die Einsatzmaterialsäule ergibt.The peripheral arrangement of an electrode system advantageously facilitates maintenance and immediate Observation of defects. The individual electrodes can be in the direction of the vessel axis or in burn more tangential to the vessel wall. There is also a combination with, for example an electrode guided from below through the bottom of the melting vessel is possible, in which case a annular support area for the feed column results.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment shown in the figures explained in more detail.

F i g. 1 zeigt schematisch den unteren Teil eines Reduktions- und Einschmelzgefäßes in Form eines Schachtofens gemäß der Erfindung im Längsschnitt;F i g. 1 shows schematically the lower part of a reduction and melting vessel in the form of a shaft furnace according to the invention in longitudinal section;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.F i g. FIG. 2 shows a section along the line II-II from FIG Fig. 1.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Reduktions- und Einschmelzgefäß, das einen sich leicht nach unten vergrößernden Innendurchmesser besitzen kann und im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist, wird über die Chargieröffnung beispielsweise mit Hilfe eines Beschickungsbandes mit Erz, Pellets, Sinter od. dgl. kontinuierlich beschickt. Dieses Einsatzmaterial 2 wird nach Reduktion von unten durch eine Reihe von am Umfang des Einschmelzgefäßes angeordneten, zum Boden des Einschmelzgefäßes hin geneigten Elektroden 4, die einen im wesentlichen ringförmigen, schneidbrennerartigen Lichtbogen 6 erzeugen, beaufschlagt. Durch den Lichtbogen 6 wird ein rotationssymmetrischer, scheibenförmiger Hohlraum erzeugt. Das aufgeschmolzene Material 8 fließt zunächst auf den Boden des Gefäßes 1 und dann über einen Abfluß 9 in ein Auffanggefäß.The reduction and melting vessel, generally designated 1, which increases in size slightly downwards May have inner diameter and is essentially cylindrical, is about the charging opening, for example with the help of a feed belt with ore, pellets, sinter or the like loaded. This feedstock 2 is reduced from below by a number of on the circumference of the melting vessel arranged, towards the bottom of the melting vessel inclined electrodes 4, the generate a substantially annular, cutting torch-like arc 6 is applied. Through the Arc 6 creates a rotationally symmetrical, disk-shaped cavity. The melted one Material 8 first flows to the bottom of the vessel 1 and then via a drain 9 into a collecting vessel.

Der Ausfluß 9 ist erhöht in der Wandung 13 des Gefäßes 1 angebracht und bewirkt, daß das flüssige Schmelzgut nicht sofort durch den Ausfluß 9 abfließen kann, sondern eine bestimmte Zeit auf dem Boden des Einschmelzgefäßes 1 verbleibt, um durch den Lichtbogen 6 überhitzt zu werden.The outflow 9 is raised in the wall 13 of the vessel 1 and causes the liquid Melt material can not flow immediately through the outlet 9, but a certain time on the bottom of the Melting vessel 1 remains to be overheated by the arc 6.

Durch ringförmige Schlitze 5 um die Elektroden 4 kann reduzierendes Gas wie Methan od. dgl. eingeführt werden. Über eine Abgasleitung werden die Abgase entfernt.Reducing gas such as methane or the like can be introduced through annular slits 5 around the electrodes 4 will. The exhaust gases are removed via an exhaust pipe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for the continuous production of steel from ore, pellets, sinter or the like. Using of reducing gases in a shaft furnace with a largely constant cross-section, with the feed column after the reduction by reducing gases from below with one of the Most of the charging cross-section acting on the arc heating melted and is overheated, according to patent application P 22104683, characterized in that the feedstock with a substantially Cutting torch-like, annular arc is melted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the cross section of the Feedstock column for the cross section of the feedstock support column remaining during the meltdown is kept so large that the heat dissipation through the feed column prevents overheating of the melting material flowing off is only negligibly influenced.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid melt on the The bottom of the melting vessel is carburized.

4. Shaft furnace with largely constant cross-section, with under the charging column in the Electrodes arranged in the furnace for charging the charging column with an arc of below for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, characterized by am Circumference of the furnace (1) distributed electrodes (4) inclined towards the bottom of the furnace.

5. Shaft furnace according to claim 4, characterized in that the electrodes (4) can be acted upon differently are.

6. Shaft furnace according to claim 4 or 5, characterized in that the electrodes (4) have a change allow the arc shape and expansion.