-
Vorrichtung zum Einschmelzen von Schrott, Eisenschwamm oder dgl.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschmelzen
von Schrott, Eisenschwamm oder dgl.
-
in einem Schachtofen im Gegenstron(nit einer Brennstoff-Sauerstoff-Flamme
von unten und einem Auslauf für das aufgeschmolzene Material im Boden des Schachtofens,
insbesondere zur kontinuierlichen Stahlherstellung mit einem Überhitzungsgefäß.
-
Eine derartige Vorrichtung wurde in der DD-AS 2 325 593 vorgeschlagen,
wobei beim kontinuierlichen Einschmelzen von Schrott, Eisenschwamm oder dgl. Schlacke
und Metall entsteht, die normalerweise kontinuierlich aus dem Einschmelzgefäß abfließen.
Die beim Einschmelzen entstehende Schlacke; richtet sich nach dem Anteil der nicht
metallischen Verunreinigungen im Schrott, bzw. beim Eisenschwamm nach dem Anteil
an Gangart sowie in beiden Fällen nach der Verschlackung, die sich beim Einschmelzen
durch die oxydierenden Blammengase ergeben. Diese Schlacke ist aufgrund ihres hohen
Eisenoxydgehaltes, aber auch bei den üblichen sauren Gangartbestandteilen des Eisenschwamms
sehr aggresiv gegenüber den normalerweise basischen Zustellungen der Stahlerzeugungsgefäße,
die hierdurch einem großen Verschleiß unterliegen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Schlacke ganz
oder zumindest zu einem erheblichen Anteil nach dem Einschmelzen abzuscheiden, um
auf diese Weise die Beanspruchung des Feuerfestmaterials der nachfolgenden Behandlungsgefäße
gering zu halten.
-
Dies gelingt bei der in der DU-AS 2 325 593 vorgeschlagenen Vorrichtung
nur unvollkommen, da die Schlackenabscheidung in dem zum tberhitzen dienenden Auffanggefaß
erfolgt, wobei die aggresive Einschmelzschlacke zum einen die feuerfeste Auskleidung
dieses Gefässes beansprucht und zum anderen zusätzlich mit aufgeheizt wird, bevor
sie nach der Füllung abgeschieden werden kann.
-
Auch die Schlackenabscheidung in einer Zwischenrinne zwischen dem
Einschmelz- und dem Weiterverarbeitungsgefäß ergibt insofern einen hohen zusätzlichen
Aufwand, als das ausfließende Metall normalerweise nur gering überhitzt ist und
die Zwischenrinne sehr stark beheizt werden muß, damit die Schlackenabtrennung ohne
die Gefahr des Einfrierens erfolgen kann.
-
Auch hier ist der Verschlackungsverschleiß durch die zusätzlich aufgeheizte
Schlacke hoch.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei Ausläufe, einer
für Schlacke und der andere für geschmolzenes Metall vorgesehen wird, wobei der
Metallauslauf entsprechend kommunizierender Röhren arbeitet und Metall und Schlacke
voneinander trennt.
-
Auf diese Weise wird die Schlacke bereits im Einschmelzgefäß kontinuierlich
dort abgetrennt, wo sie entsteht und wo durch die spezielle Ausbildung der Eirschmelzflamme
und damit des Einschmelzraunes ein Schutz der Zustellung durch die Beschickmngssaule
gegeben ist. Die Beschickungssäule stützt sich dabei im Randbereich des Einschmelzgefässes
ab, wo sich eine stetig regenerierende metallische2Dauerschale bildet, die die sich
bildende Schlacke von der Zustellung trennt. Die Schlacke hat praktisch nur die
Möglichkeit, korrodierend auf das--Seu-erfeste Material einzuwirken, wenn sie seitlich
kontinuierlich aus dem Gefäß ausfließt.
-
Das Metall läuft unter einem Wehr ab, das durch die "kommunizierenden
Röhren" gebildet wird. Die Vorrichtung läßt sich besonders günstig bei der kontinuierlichen
Stahlerzeugung anwenden. Hier wird das Einschmelzgefäß direkt mit dem Überhitzungsgefäß
verbunden, indem zwischen beiden Gefäßen das Prinzip der "kormunizierenden Röhren"
angewendet und die niveauhöhe durch den überlauf aus dem tiberhitzungsgefäß eingestellt
wird. Der Metallauslauf bildet das eine und das tberhitzungsgefäß das andere kommunizierende
Rohr.
-
Dieses zur Überhitzung dienende Durchlaufgefäß kann, da die Schlacke
bereits abgeschieden ist, induktiv beheizt werden, wobei entweder das Spuleninduktions-oder
Rinneninduktionsprinzip angewandt werden kann.
-
Die tberhitzung kann aber auch mittels Lichtbogen erfolgen, wobei
dann trotz der primär erfolgten Schlackenabscheidung ein Teil dieser Schlacke durch
eine
Gabelrinne dem Durchlaufüberhitzungs-Gefäß wieder zugeführt wird, um eine zusätzliche
Schlackenarbeit unter Zuhilfenahme von Kalk leisten zu können.
-
Es ist aber auch möglich, das eingeschmolzene und von der Schlacke
befreite Metall ohne tberhitzung ablaufen zu lassen und den Ablauf mit einer InduXtiorsspule
zu versehen, um kontinuierlich die tberhitzung bereits im Ablauf vornehmen zu können.
Dies ist beispielsweise bei besonders reinen und gleichmäßigen Einsatzmaterialien,
wie beispielsweise Eisenschwamm zweckmäßig, bei denen nach der Schlackentrennung
ausser der notwendigen tterhitzung und Auflegierung keine metallurgische Arbeit
mehr notwendig ist.
-
Mittels dieser Vorrichtung erreicht man eine geringst mögliche Verschlackung
des Feuerfestmaterials zusammen mit einer optimalen Beeinflußung des entschlackten
Metalls in den Weiterverarbeitungsgefäßen. Auf diese Weise ist es sogar möglich,
normalerweise unwirtschaftliche, gangartreiche Erze oder stark verunreinigten Schrott
wirtschaftlich einzuschmelzen, da die entstehenden relativ großen Schlackenmengen
bei vorheriger Abscheidung nicht wie sonst üblich den notwendigen Kalkeinsatz und
damit die Gesantschlackenmenge und daraus folgernd das Ausbringen negativ beeinflußen.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Fig. 1 zeigt die Kombination eines Einschmelzgefässes mit einem Durchlaufüberhitzungs-Gefäß.
-
Fig. 2 zeigt einen Schnitt von Fig. 1 längs der Linie A-A.
-
Fig. 3 zeigt eine weitere Kombination eines Einschmelzgefässes mit
einem Durchlaufüberhitzungs-Gefäß .
-
Fig. 4 u. 5 zeigen zwei weitere Ausführungsformen für die Schlackenabtrennung.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur kontinuierlichen Stahl
erzeugung besteht aus einem Einschmelzgefäß in Form eines Schachtofens 1 und eines
damit verbundenen Burchlaufüberhitzungs-Gefässes 2. Der Schachtofen 1 weist einen
im wesentlichen gleichbleibenden, sich nach unten etwas erweiternden Querschnitt
auf, in den mittels einer Chargiereinrichtung 3 Einsatzmaterial chargiert wird,
das eine Einsatzmaterialsäule 4 im Innern des Schachtofens 1 bildet. Oberhalb des
Bodens 5 des Schachtofens 1 ist durch die Seitenwandungen des Schachtofens eine
Anzahl von Brennern 6 geführt, die Sauerstoff und Brennstoff über entsprechende
Zuführungsleitungen 7 zuführen. Durch die von diesen Brennern 6 erzeugten Flammen
8 wird ein Aufschmelzraum 9 unterhalb der Einsatzmaterialsäule 4 gebildet, wobei
die Flammen 8 die Einsatzmaterialsäule 4 von unten. beaufschlagen und kontinuierlich
im Gegenstrom abschmelzen. Die beim Einschmelzen entstehenden Abgase werden mit
einer Abgasabführung 9a abgeführt.
-
Zweckmäßigerweise werden als Brenner Doppel rohre verwendet, wobei
das Innenrohr Sauerstoff und das äußere Rohr Brennstoff führt, so daß wallartige
Anwachsungen 10 um die Brenner herum entstehen, auf denen sich
die
Einsatzmaterialsäule 4 abstützt. Diese wallartigen Anwachsungen schützen das feuerfeste
Material vor dem Angriff der Schlacke.
-
Es ist aber auch möglich, zentral einen Brenner durch den Boden bzw.
durch die Einsatzmaterialseule zu führen, um auf diese Weise eine zentrale Flamme
zu erzeugen, wobei sich die Einsatzmaterialsäule dann am Boden 5 des Schachtofens
abstützt.
-
Im Boden des Schachtofens 1 befindet sich ein Ablauf 11 für flüssiges
Metall, wobei der Boden 5 des Schachtofens 1 bu diesem Ablauf 11 hin geneigt ist.
In der Seitenwand des Schachtofens 1 befindet sich ein Schlackenablauf 12, durch
den die beim Einschmelzen entstandene Schlacke 14 abläuft. Das durch den Metall
ablauf 11 ablaufende Metall 13 gelangt in das Durchlaufüberhitzungs-GefäR 2, das
mit einem ueberlauf 15 versehen ist. Der tberlauf 15 befindet sich geringfügig unterhalb
der Höhe des Schlackenauslaufs 12., damit durch den Schlackenauslauf 12 kein Metall
13 abfließen kann.
-
Im dargestellten Falle wird die oberhitzung im tterhitzungsgefäß 2
mittels Elektroden 16 vorgenommen, zu welchem Zweck ein Teil der aus dem Schlackenauslauf
12 austretenden Schlacke 14 über eine Gabelrinne 17 dem Uberhitzungsgefäß 2 zugeführt
wird.
-
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht das Durchlaufüberhitzungs-Gefäß
2 aus einem Induktionsgefäß mit einer Induktionsspule 18, Bei der in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsform wird kein Durchlaufgefäß 2 verwendet, sondern lediglich
ein
Netallauslauf 11 entsprechend kommunizierender Röhren, wobei ein Überlauf 15 etwas
unterhalb der Höhe des Schlackenauslaufs 12 vorgesehen ist. Hierbei ist ein Rinneninduktionsdurchlauf-tberhitzer
19 vorgesehen, wobei der Metallablauf 11 als Induktionskanal dient.
-
Gemäß Fig. 5 wird der Metallauslauf 11 mittels einer Induktionsspule
20 beheizt, um eine tberhitzung des aufgeschmolzenen Metalls zu erzeugen.
-
Der Schlackenauslauf 12 wird zweckmäßigerweise in solcher Höhe angebracht,
daß der Boden 5 des Schachtofens 1 normalerweise von flüssigem Metall 13 bedeckt
und so vor Korrosion durch die Schlacke 14 geschützt ist.
-
Ansprüche