DE2535207A1

DE2535207A1 - Verfahren zur erzeugung von stahl aus vorreduziertem kleinstueckigem eisenhaltigem material, insbesondere pellets oder stueckerzen bzw. eisenschwamm, in einem elektroofen

Info

Publication number: DE2535207A1
Application number: DE19752535207
Authority: DE
Inventors: Winfried Fettweis
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1975-08-07
Filing date: 1975-08-07
Publication date: 1977-02-24
Also published as: DE2535207B2; NO762747L; NO145202C; NO145202B; DE2535207C3

Description

Verfahren zur erzeugung von Stahl aus vorreduziertem kleinstückigem eisenhaltigem Material, insbesondere Pellets oder Stückerzen bzw. Eisenschwamm, in einen Elektroofen Die erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Stahl aus vorreduziertem kleinstückigem eisenhaltigem Material, insbesondere Pellets oder Stückerzen bzw. isenschwamm, in einem Elektroofen, bei dem das beschickte Material unter Verwendung einer durch eingetauchte slektroden beheizten Schlackenschicht sowie Aufrechterhaltung eines Sumpfes mit aefiniertem Querschnitt geschmolzen und als flüssiger Stahl abgezogen wird.
Zur erzeugung von Stahl aus vorreduziertem ilaterial, insbesondere aus Eisenschwamm, werden Lichtbogenöfen verwendet.
Der Wirkungsgrad der Lichtbogenöfen ist jedoch im allgereinen nicht zufriedenstellend; insbesondere für eine Endreduktion ist der Lichtbogen nicht geeignet. Durch die Begrenzung aer Elektrodendurchmesser ist nämlich die Leistung des Ofens limitiert. Darüber ninaus wird die Ausmauerung durch aen offenen Lichtbogen sowie die Temperaturschwankungen beim cilargenweisen Betrieb außerordentlicil beanspruchs, wobei der Verschleiß der Ausmauerung umso stärker wird, je größer der Anteil des vorreauzierten Lisensdlwamms im Verhältnis zum Stahlschrott in der Beschickung ist.
Durcn die Art der Beschickung entsteht zudem ein hoher Staubanteil, der Fe 0 enthält, welches als Flußmittel auf die Ausmauerung wirkt. Ebenso verursacht der erhöhte Fe 0-Gehalt der Schlacke einen schnellen Verschleiß der Ausmauerung.
Ferner läßt sich in Lichtbogenöfen nur Eisenschwamm verarbeiten, der aus Eisenerzen mit besonderen Eigenschaften hergestellt wurde. Diese Erze müssen einen hohen Fe-Gehalt aufweisen und wenig Gangart enthalten. Solche Erze kommen jedoch nur in wenigen Ländern vor, so daß eine unerwünscnte Abhängigkeit daraus erwächst.
Es sind bereits Verfahren vorgeschlagen worden, die die bekannten iiachteile des Lichtbogenofens vermeiden sollen.
So wird nach einem bekannten Verfahren (US-PS 2 805 930) ein vorreduziertes Material, vornehmlicn Eisenschwamm - evtl. mit Zusatz von Schrott - zu Stahl verarbeitet. Dabei wird teils ein offener Lichtbogen benutzt, der durch die Schlackenschicht auf das Schmelzbad übergeht, teils werden die Elektroden in die Schlackenschicht eingetaucht. Die Wärme wird von der Schlacke durch Wärmeleitung an das Bad übertragen.
Ein für dieses Verfahren verwendeter Ofen ist mit Graphit-Elektroden ausgestattet, die in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind. Der Betrieb erfolgt chargenweise.
Es ist weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen worden (DT-AS 1 914 635), wonach das zu Eisenschwamm vorreduzierte Eisenerz einem mit einer Widerstands heizung arbeitenden Schmelzofen zugeführt wird. Im Boden des trogförmig ausgefünrten Ofens ist eine Rinne mit einem definierten Querschnitt angedrdnet, die während des Betriebes ständig mit einem Bad flüssigen Stahls gefüllt ist. Die Stromzuführungen sind im Bereich der beiden Stirnseiten vorgesehen. Der elektrische Strom wird durch das Schmelzbad geleitet, auf dem sich eine Schlackensclucht befindet.
Man hat auch bereits ein Verfahren zum Erschmelzen von Stahl im geschlossenen Elektrowiderstandsofen unter Verwendung einer das geschmolzene Metall bedeckenden Schlackenschicilt, in die die elektroden eintauchen, vorgeschlagen (deutsche Patentanmelaung P 24 15 967.9-24). Bei diesem Verfahren wird ein Oxydationsnoller verwendet, wie z.B. Lisenschwamm und vorreduzierte Trze oder Agglomerate, wie Pellets, Briketts oder dergleichen. r-S wird mit einer dicken SchlacKendecke gearneitet. Die Schlackenscnicht hat eine entkohlende, entphospllorende und entsciiwefelnde Wirkung. Das Ofengefäß ist so konstruiert, daß ein tiefes Metallbad aufrechterhalten wird, dessen Menge einer längeren Produktion entspricht.
Bei allen bisher bekannten Verfahren zur herstellung von Stahl aus vorreduziertem, eisenhaltigem Material kann ein optimaler Prozeßablauf nicht erreicht weruen,weil die Fiöglichkeiten, die Prozeßbedingungen im Verlauf des Prozesses zu regeln, beschränkt sind. Außerdem erfolgt der Betrieb chargenweise. Aus diesen Gründen sind die bekannten Verfahren hinsichtlich Teclmologie und Wirtschaftlicnkeit nicht befriedigend.
is ist daner Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Stahl aus vorreduziertem Material vorzuschlagen, das günstigere Prozeßbedingungen ermöglicnt.
Line weitere Aufgabe der erfindung besteht darin, eine kontinuierliche Prozeßfüilrung zu erreichen. Die Auswahl der verwendeten vorreduzierten Brze soll in Qualität, Vorreduktionsgrad und Herkunft beträchtlich erweitert werden können.
Schließlich soll der Wirkungsgrad des Prozesses verbessert werden. Der Ofen soll bei einer Erhöhung der Lebensdauer der Zustellung auch eine höhere Leistung bringen als die bisher bekannten Öfen dieser Art.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von der Beschickungsstelle zum A5sich gerichteter, im wesentlicnen waagerechter Materialfluß im Ofen erzeugt wird, in dessen Verlauf die Wärme- und/oder Stoffaustausch-Bedingungen in einzelnen Ofenzonen gezielt beeinflußt werden.
In einer im Bereich der Beschickungsstelle liegenden Ofenzone werden die für das Schmelzen und/oder die Reduktion erforderlicnen thermischen und chemischen Verhältnisse herbeigefüiirt.
acii der Brschmelz- una/oder Reduktionszone folgt eine Ofenzone, in der die für die trennung von Schmelze und Gangart erforderlichen thermischen und/oder chemischen Verhältnisse herbeigeführt werden. Die für die Weiterführung des metallurgischen Prozesses im geschmolzenen Material erforderlichen Bedingungen werden in einer in Richtung des Materialflusses der Schmelz- und Reduktions- bzw. Trennungszone nachfolgenden Zone herbeigeführt.
Wach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das geschmolzene Material im Abstichbereich kontinuierlich abgezogen. Der Abstrich kann aber auch diskontinuierlich erfolgen.
Der erzeugte Materialstrom kann eine geradlinige Form oder eine Kreisform aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Materialfluß von der Beschickungsstelle zum Abstich durch ein Gefälle zwischen der Beschickungsstelle und dem Abstichbereich erzeugt wird.
Um unterschiedliche 'remperaturen in einzelnen Abschnitten aufrechterhalten zu können, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die elektrische Energie in einstellbaron Größen ein zelnen Ofenzonen getrennt zugeführt. Hierzu können an einzelne Elektrodenpaare unterscniedliche Spannungen gelegt und/oder ihnen unterschiedlich starke Ströme zugeführt werden.
Um die stark wärmebeanspruchte Zustellung des Ofens zu schützen, wird das Beschickungematerial zur Kühlung der Ausmauerung entlang den Herdwänden eingegeben. Das Ofengefäß kann im Bereich des Schlackenspiegels verstärkt gekühlt werden.
Die Stoffaustauschbedingungen werden erfindungsgemäß dadurch reguliert, daß die Schlacke an einzelnen Stellen innerhalb des Materialflusses aus dem Ofen abgezogen wird.
nach einem weiteren i-lerkmal der Erfindung wird der Feinanteil des Möllers durch hohle Elektroden zugeführt.
Ebenfalls können worrektur- und/oder Zuschlagstoffe in unterschiedlichen Mengen unã/oder Zusammensetzungen verschiedenen Stellen des Ofens durch nohle Elektroden oder Rohre zugeführt werden.
In den nã»ereich des Materialflusses kann erfindungsgemäß ein sauerstoffhaltiges Gas, im Grenzfall reiner Sauerstoff, in das Metallbad eingeblasen werden, um die Friscllwirkung zu beeinflussen.
Bei uem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Oxidationsmöller, Eisenschwamm oder auch ein vorreduziertes Material verwendet werden, dessen Reduktionsgrad niedriger ist als derjenige des lf isenschxJamrns .
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein an sich bekannter Reduktionsofen mit drei oder mehr als drei in einer oder mehreren Reihen angeordneten Elektroden verwendet.
Das vorgesellene geräumige Gefäß weist eine längliche rechteckige Form auf, wobei die Bescnickungseinriclltung im Bereich der Stirnseite des Gefäßes und die Absticheinrichtungen im Bereich der entgegengesetzten Gefäßstirnseite vorgesehen sind und die Elektroden in in einer durch die Längsachse des Gefäßes gelegten senkrechten Ebene liegenden oder einer parallel zu dieser Ebene verlaufenden Reihe angeordnet sind.
Das Gefäß kann erfindungsgemäß einen kreisförmigen oder dreieckigen Grundriß aufweisen, wobei die Elektroden im Kreise oder in mehreren Dreiecken angeordnet sind; es kann auch in Form einer kreisringförmigen Rinne vorgesehen sein, wobei die Elektroden etwa in der Rinnen achse angeordnet sind.
Bei einem kreis- bzw. kreisringförmigen oder dreieckigen Grundriß des Gefäßes sind der Beschickungsbereich und der Abstichbereich einander unmittelbar benachbart, jedoch durch eine vertikale Wand voneinander getrennt.
Erfindungsgemäß vergrößert sich die Tiefe des Gefäßes in Richtung von der Beschickungsstelle zum Abstich allmählich. In einer aoweichenuen erfindungsgemäßen Ausfünrung des Ofengefäßes vergrößert sich die Tiefe stufenweise. Der Boden kann aber auch ohne Neigung ausgeführt sein.
Bei einem länglichen Gefäß können im Ofenraum mehrere quer zur Längsachse des Gefäßes angeordnete Wehre oder Vertikalwände vorgesehen sein; bei einem kreisförmigen Gefäß sind die Wehre oder Wänue radial angeordnet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind entlang des Ofens menrere Zuführungseinrichtungen für Zuschlag- und/oder Korrekturmaterial vorgesehen. In den Seitenwänden können mellrere Schlacke absticheinrichtungen vorgesehen sein, die höher als der Metallabstich angeordnet sind.
Schließlich ist nach einem Erfindungsmerkmal die Leistungsgröße und/oder die Höhenstellung jeder Ele}ctrode bzw. jeaen Elektrodenpaars regelbar.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß in dem von der Beschickungsstelle zum Abstich gerichteten lterialstrom in einzelnen Ofenzonen diejenigen Prozeßbedingungen eingestellt werden können, die für die jeweilige Phase des Prozesses am günstigsten sind. Die Wärme wird dem Materialstrom praktisch über seine ganze Länge durch in einer Reihe angeordnete Elektroden zugeführt, deren Leistungsyrößen einzeln oder paarweise eingestellt werden, so daß in den einzelnen Abschnitten des Materialstromes unterschiedliche Temperaturen aufrechterhalten werden können. Im Eingangsbereich des Materialstromes wird das flatenal durch Widerstandsheizung auf etwa 14000 C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird das Besciiickungsmaterial - wenn notwendig - weiter reduziert. Das Material wird-anscaliegend in der nachfolgenden mittleren Ofenzone behandelt, in der ein Übergang vom Reduktionsbetrieb zum Stahlofenbetrieb erfolgt. i:iementsprechend wird hier mit etwas höheren Temperaturen als im Re duktionsbe reich gearbeitet, In dieser Zone wird die Energie an das Schlackenbad teilweise durch ohmscile Widerstandsheizung und teilweise durch Lichtzogenbildung übertragen. Von der Schlackenschicht wird das Metallbad beheizt. Im Verlauf des Materialstromes wird in diesem Bereich die vorher in der Reduktionszone gebildete Schlacke abgestochen, und durch eine sich im Laufe des Prozesses bildende neue Schlackenschiciit ersetzt, die durch Zugabe von Zuschlagstoffen, wie z.B. Kalk und Quarz, auf die gewünschte Basizität eingestellt wird.
In dem Endbereich des Materialstromes wird eine Temperatur von etwa 16000 C aufrechterhalten. Die energie wird an die in diesem Bereich verhältnismäßig dick gehaltene Schlackenschicht über Lichtbögen zugeführt bzw. werden die elektroden in die Schlacke eingetaucht. Die Schlacke erhält durch die Zugabe geeigneter Zuschlagstoffe Frischungseigenscnaften. Das geschmolzene Material wird in Endbereich des Ofens kontinuierlich abgestochen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Aufrechterhaltung eines umfangreichen .letallbades, in dem sich die Unterschiede in der Zusammensetzung des zugeführten Möllers ausgleichen können, so daß der erzeugte Stahl eine gleichmäßige Zusammensetzung aufweist. Aufgrund der das Metallbad im Endbereich des Ilaterial- Stromes bedeckenden dicken Schlackenschicht nimmt der Stahl kaum Stickstoff aus der Luft auf. Durch den hohen Schlacke anteil ist auc£i die erforderliche Schlackenarbeit in diesem Bereich möglich. Um die Frischwirkung in dem Endbereicll zu beeinflussen, kann ein sauerstoffhaltiges Gas, u.U. reiner Sauerstoff, zugeführt werden.
Durch die verringerte Abstrahlung in den Bereichen, in welchen die Elektroden in die Schlackenschicht eintauchen oder durch den auf dem Metallbad liegenden Möller abgedeckt sind, werden die starken tnermischen Belastungen des Ofengefäßes erheblich reduziert.
Bei dem kontinuierlichen Betrieb fallen die wechselnden Wärmebeanspruchungen weg, die bei der diskontinuierlichen Betriebsweise auftreten. Somit ergibt sich für die Zustellung des Ofengefäßes eine wesentlich höhere Lebensdauer. Ebenfalls entfallen aufyrund des kontinuierlichen Betriebes starke Wechsel in der Energieversorgung. Durch den kontinuierlichen Betrieb, der eine gleichmäßigere Belastung der Energiequelle mit sich bringt, wird in den meisten Fällen die Belieferung mit Strom bei Fremdbezug der elektriscnen energie zu einem geringeren Preis als bisher möglich sein. Ls treten keine Belastungsspitzen auf und der Ofenbetrieb kann sic£l besser an die i:lektrizitätsversorgung anpassen. Vor allem entfällt jegliche Totzeit, so daß ein beträchtlich nönerer Nutzungsgrad erreicht wird.
Die kontinuierlicne Arbeitsweise wirkt sich auch günstig auf die nachgeschalteten Weiterbearbeitungsanlagen aus, da deren Betrieb nicht mehr vom intermittierenden Betrieb eines Ofens herkömmlicher Art abhängig ist. Das Ofengefäß wird im Bereich des Schlalikenspiegels verstärkt gekühlt. Hierdurch wird der Schlackenangriff am Nauerwerk des Ofens in dieser besonders beanspruchten Zone erheblich herabgesetzt, weil das Mauerwerk hier dadurch abgekühlte Schlacke geschützt wird.
Schließlich wird gegenüber dem Stahlerschmelzen im Lichtbogenofen die Umgebung weniger mit Verschmutzungen belastet, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Veruampfungen von lletall an den sogenannten "Brennflächen" weitgehend unterbleiben. und der Ofen mit einem gasdicllten Deckel versehen werden kann. Durch die feste Anordnung des Ofendeckels wird eine geschlossene Sbgasleitung verwendet, so daß der Ofen mit Unterdruck gefahren werden kann, um jeglichen Staubaustritt zu vermeiden.
In der Zeichnung ist ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchfilrung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.
Der Reduktionsofen (Fig. 1) weist ein viereckiges, längliches Gefäß auf 1 das mit einem Ofendeckel 2 abgedeckt ist. In der Nähe der Stirnseite la des Gefäßes 1 sind Beschickungsrohre 4 angeordnet. Die Absticheinrichtungen 6, 6' sind im Bereich der entgegengesetzten Gefäßstirnseite ib vorgesehen, wobei der Schlackenabstich 6 höher liegt als der Metallabstich 6'.
Der Boden des Gefäßes 1 ist so geneigtAusgefüilrt, daß die Tiefe des Gefäßes sich in Richtung von der Beschickungsseite la zur Abstichseite ib vergrößert. Dadurch wird die von der Beschickungsseite zur Abstichseite erfolgende Fließbewegung des geschmolzenen IIaterials gefördert.
In das Ofengefäß 1 ragen sechs Elektroden 3 hinein. Durch die - gegenüber der bei bichtbogenöfen üblichen Elektrodenanzahl -vergrößerte Anzahl der elektroden wird erreicnt, daß die Ofenleistung nicht durch den Elektrodendurchmesser begrenzt ist. Die Elektroden 3 sind in einer geraden Reihe angeordnet, die parallel zur Längsachse des Ofengefäßes verläuft.
Zwischen den Elektroden 3 sind fast in der ganzen Länge des Gefäßes zusätzlicne Rohre 5 vorgesehen, durch die die Beschickung und/oder Zuschlag- und/oder Korrekturstoffe eingegeben werden.
Der Ofen nach dem dargestellten Beispiel hat eine Leistung von 60 bis 70 tS, was einer Tagesproduktion von ca. 1200 t Stahl entspricht. Als Beschickungsmaterial wird ein auf 70 % vorreduzierter Möller mit Zusatz an Kohlenstoff verwendet.
Der Ablauf des Verfanrens ist wie folgt: Das Beschickungsmaterial wird dem Ofen durch die Beschickungsrohre 4 zugeführt. Das zugeführte sslaterial wird in einer Reduktionszone A weiter reduziert, die sich im Eigangsbereich des Ofens befindet. Die Temperatur des Bades in der Reduktionszone beträgt etwa 14000 C. Die Wärmezufuhr erfolgt durch Widerstandserwärmung. Dazu sind im Reduktionsbereich zwei Elektroden 3a, 3b vorgeseüen, die in den i4öller eingetaucht sind. Unterhalb dieser abgedeckten elektroden bilden sich bei 14000 C Schlacke und Metall, die sich aufgrund unterschiedlicher spezifischer Gewichte separieren. An die in den Möller eingetauchen Elektroden 3a, 3b werden niedrigere Spannungen gelegt als an die Elektroden in den nachfolgenden Zonen.
Das Beschickungsmaterial - oder ein Teil davon - kann zur Kühlung der Ausmauerung auch entlang der Ofenwände eingegeben werden. Dazu sind die Beschickungsrohre 14 und die Rohre 15 bzw. 5 - zumindest teilweise - entlang der längswände angeordnet.
In Richtung des Materialflusses, d.h. von der Stirnwand la zur Stirnwand 1b, folgt nach der Reduktionszone eine Ofenzone B, in der der Übergang vom Reduktionsbetrieb zum Stahlofenbetrieb erfolgt. In dieser Zone B kann das bad noch mit einer dünneren Nöllerschicht bedeckt sein. Die Elektroden 3c, 3d sind so eingestellt, daß sie die Schlackenschicht berühren oder in diese eintauchen. In diesem Fall wird ein Teil der energie durch Lichtbogenbildung übertragen. Der größte Teil der Wärme wird jedoch von der Schlackenschicht auf das IIetall durch Konvektion übertragen. Im Verlaufe des Prozesses wird in der Zone B durch die in den Seitenwänden des Gefäßes vorgesellenen Abstichöffnungen 8 die Schlacke bzw. ein Teil der Schlacke abgestochen, die sich vorher in der Reduktionszone A gebildet hat. Durch die Rohre 5 bzw. die Hohlelektrode 3d werden dann Zuschlagstoffe zugeführt, damit sich eine für die Stahlherstellung geeignete Schlackenschicht bildet. Diese Schlacke soll eine Basizität von 1,6 bis 2 aufweisen. Dazu wird Kalk und Quarz in den entsprechenden Verhältnissen eingegeben. In der Zone A kann durch die hohlen elektroden 3a und 3b auch feines Material (unter 5 mm Körnung) eingegeben werden. Somit kann der Feinanteil, der bei der Beschickung durch die Rohre 4 nicht chargiert werden kann, verwenctet weraen. Dies bedeutet weitgehende Ersparnisse, da das Material verwendet wird, ohne esstutig machen zu müssen. Außerdem wird durch die direkte Zuführung von Möller und Zuscnlag-oder Korrekturstoffen in den Naterialstrom über den gesamten Ofenbereich (d.h. durch die Elektroden 3e und 3f) die Analyse direkt beeinflußt, denn das zugeführte Material gelangt sofort zur Reaktion, während bei den bisher üblichen Verfahren es sellr lange dauerte, bis das Material zur Reaktion kommt und den Prozeß beeinflußt.
Das Ofengefäß wircl im ganzen Bereich des Schlackenspiegels stark geoün:t; durch eine sich bildende abgekühlte Schlackenkruste wird das Mauerwerk geschützt.
In der Endzone C, die sich im Bereich des Abstichs erstreckt, wird eine riemperatur von etwa 16000 C aufrechterhalten. Die Ir;rYJärmung des Bades erfolgt hier über Lichtbögen, die von den Elektroden 3e und 3f erzeugt werden. Wenn es der Prozeß erfordert, werden die Elektroden auch in die Schlacke eintauchen. Von der Schlacke wird die Wärme an das fletallbad durch Konvektion übertragen. In dieser Endzone C verläuft eine intensive Reaktion zwischen der Schlacke und dem flüssigen Metall, wobei unerwünschte Retallbegleiter oxydiert werden. Durch die Elektroden 3e und 3f bzw. durch die Rohre 5 werden dieser Zone auch Zuschlagstoffe zugeführt, so daß eine Schlacke mit Frischwirkung eingestellt wird.
Das geschmolzene Material wird im Abs ti chberei ch kontinuierlich abgezogen, und zwar die Schlacke durch den Abstich 6, die Metallschmelze durch den Abstich 6'. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Abstich 6 für die Schlacke höher als der Metallabstich 6' angeordnet ist.
cine abweichende Ausführung des Ofens gemaß Fig. 2 weist ein Gefäß 11 in Form einer kreisringförmigen Rinne auf. Die Blektroden 13a bis 13f sind in der Rinnenachse angeordnet. Im Beschickungsbereich sind mehrere Beschickungsrohre 14 angeordnet; zwischen jeweils zwei benachbarten Elektroden 13 befindet sich ein Rohr 15, durchs das Möller, ZuscJllag- oder Korrekturstoffe in den Materialstrom eingegeben werden. Der Boden 17 des Gefäßes neigt sicii vom Beschickungsbereich zum Abstichbereich, so daß sich die Tiefe des Gefäßes allmählich vergrößert. Zwischen der Besciiickungszone A und der in diesem Falle illr benachbarten Abstichzone C ist eine vertikale Wand 19 angeordnet, die si-ch über den ganzen Querschnitt der Rinne erstreckt. An der seitlichen Gefäßwand sind Schlackenabstiche 18 vorgesehen. Der Schlackenabstich 16 ist höher angeordnet als der Metallabsticil 16'.
Im übrigen erfolgt der Betrieb ei diesem Ofen genauso wie bei dem Ofen gemäß Fig. 1.
Die Ofengefäße können aucii einen anderen, z. B. dreieckigen Grundriß aufweisen.
Der Boden des Gefäßes kann so ausgeführt sein, daß sich die Gefäßtiefe stufenweise vergrößert.
i3ei einem viereckigen Gefäß können im Ofenraum mehrere quer zur Längsachse des Gefäßes angeordnete, nicht bis zum Gefäßboden reichende Wehre oder Vertikalwände vorgesehen 3ein, die die einzelnen Ofenzonen teilweise voneinander trennen. Bei einem kreisringförmigen Ofen sind aie Wehre oder Vertikalwände radial angeordnet.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Gewinnen von Stahl aus vorreduziertem kleinstückigem eisennaltigem Material, insbesondere Pellets oder Stückerzen bzw. Eisenschwamm, in einem Elektroofen, bei dem das beschickte Material unter Verwendung einer durch eingetauchte i:s elektroden Deileizten Schlackenschicht sowie Aufrechternaltung eines Sumpfes mit definiertem Querscnnitt geschmolzen und als flüssiger Stahl abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Beschickungsstelle zum sich gerichteter, im wesentlichen waagerechter Materialfluß im Ofen erzeugt wird, in dessen Verlauf die Warme- und/ocler Stoffaustausch-Bedingungen in einzelnen Ofenzonen gezielt beeinflußt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer im Bereich der Bescllickulc,sstelle liegenden Ofenzone die für das Schmelzen und/ouer die Reduktion erforderlichen thermischen und chemischen Verhältnisse nerbeigeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in Richtung-des Materialflusses der ninschmelzunu/o«er Reduktionszone nachfolgenden Ofenzone die für die Trennung von Schmelze und Gangart erforderlichen thermischen und/ouer clemischen Vernältnisse herbeigeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in Richtung des Materialflusses der Schmelz-und Reuuktions- bzw. Trennungszone nachfolgenden Zone für die Weiterführung des metallurgischen Prozesses im geschmolzenen Material erforderliche thermische und/oder chemische Verhältnisse herbeigeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gesciimolzene Material im Abstichbereich kontinuierlich aDgazogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Material diskontinuierlicll abgestochen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein geradlinig verlaufender Materialstrom erzeugt wira.

8. Verfahren nach Anspruch 1 tDis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein kreisförmig verlaufender Materialstrom erzeugt wird.

9. Verfanren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeicnnet, daß der Materialfluß von der Beschickungsstelle zum Abstich durch ein Gefälle zwischen der Beschickungsstelle und dem Abstichbereich erzeugt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energie in einstellbaren Größen einzelnen Ofen zonen getrennt zugeführt wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeicilnet, daß an einzelne ßlektrodenpaare unterschiedliche Spannungen gelegt una/oder ihnen unterschiedlicn starke Ströme zugeführt werden.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofengefäß im Bereich des Schlackenspiegels verstärkt gekühlt wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsmaterial und/oder Zuschlag- und/oder Korrekturstoffe zur ülung der Ausmauerung entlang den Herdwänden eingegebentwird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke an verschiedenen Stellen des Materialflusses aus dem Ofen abgezogen wird.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinanteil des Möllers durch hohle Elektroden zugeführt wird.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Materialflusses Korrektur- und/oder Zuschlagstoffe in unterschiedlichen Mengen und Zusammensetzungen verschiedenen Stellen des Ofens zugeführt werden.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlag- und/oder Norrekturstoffe durch hohle Llektroden zugeführt werden.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein sauerstoffhaltiges Gas, im Grenzfall reiner Sauerstoff in das Metallbad eingeblasen wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oxyaationsmöller, d.h. ein Möller mit Frischwirkung, verwendet wird.

20. Verfahren nach linsprucn 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorreduziertes Material verwendet wird, dessen Reduktionsgrad niedriger ist als derjenige des Eisenschwamms.

21. Vorrichtung zur burcllfünrung des Verfailrens nacil den Ansprüchen 1 bis 20, gekennzeichnet durch die Anwendung eines an sich bekannten Reduktionsofens mit drei oder mehr als drei in einer oder meiireren Reihen angeordneten Dlektroden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein geräumiges Gefäß vorgesehen ist, das eine längliche recnteckige Form aufweist, wobei die Beschickungseinrichtungen im Bereich der Stirnseite des Gefäßes und die Absticheinrichtungen im Bereich der entgegengesetzten Gefäßstirnseite vorgesehen sind und die Elektroden in in einer durch die Längswachse des Gefäßes gelegten senkrechten Ebene liegenden oder einer parallel zu dieser Ebene verlaufenden stiche angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach sulspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein geräumiges Gefäß mit kreisförmigem oder dreieckigem Grunariß vorgesehen ist, wobei die Elektroden im preise oder in mehreren Dreiecken angeordnet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, aadurc!l gekennzeichnet, da.3 ein geräumiger Gefäß in Form einer kreisringförmigen Rinne vorgesehen ist, wobei die Elektroden etwa in der Rinnen achse angeordnet sind.

25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsbereich und der Abstichbereich unntittelear benachbart sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsbereich von dem Abstichbereich durch eine vertikale Wand getrennt ist.

27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Gefäßes sich in Richtung von der Beschickungsstelle zum Abstich allmählich vergrößert.

28. Vorrichtung nacii den Ansprüchen 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Gefäßes sich stufenweise vergrößert.

29. Vorrichtung nach Ansprucil 21, dadurch gekennzeictulet, daß im Ofenraum mehrere quer zur Längsachse des Gefäßes angeordnete Wehre oder Vertikalwände vorgesehen sind.

30. Vorrichtung nacn den Ansprüchen 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofenraum menrere radial angeordnete Wehre oder Vertikalwände vorgesehen sind.

31. Voíridltung nacil den Ansprüchen 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Ofens mehrere Zuführungseinrichtungen für Zuschlag- und/oder Korrekturmaterial vorgesehen sind.

32. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Ofens mehrere Schlackenabsticheinrichtungen (8> in den Seitenwänden vorgesehen sind.

33. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenabsticheinrichtungen höner als der itetallabstich angeordnet sind.

34. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsgröße und/oder die Höhenstellung jeweils einer Elektrode bzw. eines Elektrodenpaares regelbar ist.

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