DE2342959B1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl aus Erz - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanmeldung P 22 10 468.3-24 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 zentral angeordneten, den größten Teil des Beschickungsquerschnittes beaufschlagender Lichtbogenerwärmung abgeschmolzen und überhitzt wird.

Durch dieses Verfahren nach der Patentanmeldung P 22 10468.3-24 wird die Aufgabe gelöst, einen herkömmlich in einem Schachtofen erzeugten Eisenschwamm im gleichen Gefäß kontinuierlich einzuschmelzen und als Stahl abzuführen, so daß ein zweistufiges Verfahren vermieden wird, während der Einschmelzprozeß kontinuierlich erfolgen kann. Auch wird dadurch die normalerweise übliche Abkühlung des Eisenschwammes von der Temperatur der Reduktionsstufe und die anschließende Wiedererwärmung auf die Einschmelztemperatur vermieden, wobei außerdem das Problem der Reoxydation umgangen wird, da der Eisenschwamm direkt unter reduzierbaren Bedinungen nach der Reduktion eingeschmolzen wird. Die für die endgültige Stahlzusammensetzung benötigten Zusatzstoffe können teilweise sogar in Form von Oxyden bereits beim Einsatz des Erzes zugesetzt werden. Die Reduktionsgase werden hierbei teilweise peripher der Beschickungssäule zugeführt und teilweise direkt in den sich bildenden Schmelzhohlraum geleitet, um dort zusätzlich überhitzt zu werden.

Dieses Verfahren wird nach der Patentanmeldung P 22 10 468.3-24 in einem Schachtofen mit weitgehend gleichbleibendem bis sich leicht nach unten öffnendem Querschnitt durchgeführt, in dem die Beschickungssäule kontinuierlich unter ihrer Schwerkraft absinkt, während eine Einschmelzelektrode durch den Boden des Schachtofens geführt ist, um die Beschickungssäule mit einer Flamme zum Aufschmelzen von unten her zu beaufschlagen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Patentanmeldung P 22 10 468.3-24 zu entwikkeln, die eine bessere Energieausnutzung, einen größeren Schutz des feuerfesten Materials und eine bessere Gasdurchflutung der Beschickungssäule erlaubt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Führung mit daran am unteren Ende angebrachten Elektroden durch die Beschickungssäule geführt ist, wobei die Elektroden in einem solchen Abstand vom Boden des Schachtofens gehalten sind, daß sich ein etwa kugelförmiger Aufschmelzraum bildet.

Infolge des etwa kugelförmigen Aufschmelzraumes erhält man in der Beschickungssäule von Eisenschwammteilen, die sich im Bereich der Elektroden befindet, einen etwa kugelförmigen Isothermenverlauf, der besonders günstig für die Energieausnutzung ist.

Da die Eisenschwammteile der Beschickungssäule sich ferner bis etwa zum Ablauf im Boden des Schachtofens erstrecken, ist das feuerfeste Material, mit dem das Innere des Schachtofens ausgekleidet ist, praktisch überall sehr gut durch die Beschickungssäule geschützt und kommt allenfalls in der Nähe des Ablaufes mit flüssigem Schmelzgut zusammen, wobei jedoch eine direkte Beaufschlagung des feuerfesten Materials durch den von den Elektroden erzeugten Lichtbogen vermieden wird.

Zweckmäßigerweise wird die Führung, an deren unterem Teil die Elektroden angebracht sind, mit öffnungen zum Zuführen von Reduktionsgas in die Direktreduktionsstufe des Schachtofens versehen. Hierdurch erhält man eine besonders gute Gasdurchflutung der Beschickungssäule, da diese dann sowohl von innen als auch von außen erfolgt, obwohl diese bereits durch die Verminderung des Säulenquerschnittes infolge der Führung verbessert ist. Auch kann Reduktionsgas durch die Spalten, die sich zwischen den Elektroden und der Führung befinden, eingeführt werden, um im Bereich des Lichtbogens überhitzt zu werden.

Um ein einwandfreies Absinken der Beschickungssäule zu gewährleisten, ist es ferner zweckmäßig, daß der Boden des Schachtofens etwa entsprechend dem Isothermenverlauf in der Beschickungssäule ausgebildet wird, d. h., daß er eine etwa halbkugelförmige Form aufweisen soll.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch im Schnitt den unteren Teil eines Schachtofens in erfindungsgemäßer Ausbildung;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I von Fig.l.
Der Schachtofen 1 mit weitgehend gleichbleibendem bis sich leicht nach unten öffnendem Querschnitt besitzt eine feuerfeste Auskleidung, in dessen oberem Teil Erz, Pellets, Sinter od. dgl. zu Eisenschwamm reduziert wird. Die Beschickungssäule 2 wird von unten durch einen von Elektroden 4 erzeugten Lichtbogen 5 aufgeschmolzen. Das aufgeschmolzene Material fließt durch einen Ablauf 7 im Boden des Schachtofens 1 ab.

Die Elektroden 4 werden von einer Führung 3 gehalten, die durch die Beschickungssäule 2 geführt ist Die

Elektroden 4 sind dabei durch einen Ringspalt von der Führung 3 getrennt. Durch diese Ringspalte kann reduzierendes Gas in den Schmelzraum eingeblasen werden, das dort erwärmt und zum Reduzieren in der über der Einschmelzstufe liegenden Direktreduktionsstufe verwendet werden. Am Umfang des Schachtofens 1 sind Ringspalte oder Öffnungen 8 zum Einführen von Reduktionsgas für die Direktreduktionsstufe vorgesehen. Entsprechend ist die Führung 3 mit öffnungen 9 zum Zuführen von Reduktionsgas in die Direktreduktionsstufe ausgestattet, durch die über die Führung 3 zugeführtes Reduktionsgas in den Schachtofen 1 eingeblasen wird, um die Gasdurchflutung zu erhöhen.

Der Boden 6 des Schachtofens 1 ist entsprechend dem isothermen Verlauf in der Beschickungssäule 2 wannenförmig ausgebildet Das Beschickungsmaterial, der vorreduzierte Eisenschwamm, sinkt bis zum Ablauf 7 des Schachtofens 1 am Boden 6 entlang ab, während in seiner Mitte ein etwa kugelförmiger Abschmelzraum gebildet ist. Das durch den Lichtbogen 5 abgeschmolzene Material läuft an den den Abschmelzraum umgebenden Eisenschwammteilen entlang nach unten zum Ablauf 7, unter dem das kontinuierlich abfließende Schmelzgut in einem Auffanggefäß aufgefangen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanmeldung P 22 10 468.3-24 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 zentral angeordneten, den größten Teil des Beschickungsquerschnittes beaufschlagenden Lichtbogenerwärmung abgeschmolzen und überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führung (3) mit daran am unteren Ende angebrachten Elektroden (4) durch die Beschickungssäule (2) geführt ist, wobei die Elektroden (4) in einem solchen Abstand vom Boden des Schachtofens (1) gehalten sind, daß sich ein etwa kugelförmiger Aufschmelzraum bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (3) mit öffnungen (9) zum Zuführen von Reduktionsgas in die Direktreduktionsstufe versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) des Schachtofens (1) etwa entsprechend dem Isothermenverlauf in der Beschickungssäule (2) ausgebildet ist