DE2552392A1

DE2552392A1 - Supply of heat energy to iron melts - by burning fuel with oxygen in intimate contact with the melt in conventional refining vessels

Info

Publication number: DE2552392A1
Application number: DE19752552392
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Ing Brotmann; Hans-Georg Dr Ing Fassbinder; Helmut Prof Dr Ing Knueppel
Original assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Current assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Priority date: 1975-11-22
Filing date: 1975-11-22
Publication date: 1977-05-26

Abstract

A fuel, pref. (hydro)carbon, is burnt with O and the combustion gases, (partly) of CO2 and H2O, are brought into intimate contact with the Fe bath, of which the C content is 0.10%max. The fuel and O may be led through >=1 nozzle under the bath surface in the refining vessel or introduced into the melt from above by high pulses. The process introduces heat to the melt in a conventional refining vessel with higher combustion efficiency than is predicted from equilibrium conditions.

Description

VERFAHREN ZUM ZUFÜHREN VON WÄRASENERGIE METHOD FOR SUPPLYING HEAT ENERGY

AN EISENSCHMELZEN Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zuführen von Wärmeenergie an Eisenschmelzen, bei dem ein Brennstoff, vorzugsweise Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoffe, zusammen mit Sauerstoff verbrannt wird. OF IRON MELT The invention relates to a method for Supplying thermal energy to iron melts, in which a fuel, preferably Carbon and / or hydrocarbons, is burned together with oxygen.

Im Rahmen der großtechnischen Stahlerzeugung sind heute im wesentlichen zwei Wege bekannt, den Eisenschmelzen Wärme zuzuführen. Die eine Möglichkeit besteht in der Anwendung von elektrischer Energie. Hauptsächlich haben sich der Elektro-Lichtbogen-und Induktionsofen auf diesem Gebiet in der Praxis durchgesetzt.In the context of large-scale steel production today are essentially known two ways of supplying heat to the molten iron. There is one possibility in the application of electrical energy. Mainly used in the electric arc and Induction furnace prevailed in this field in practice.

Der Nachteil dieser Stahlschmelz- und -aufheiztechnik besteht einmal in der relativ langen Chargenfolgezeit- und zum anderen im hohen Preis für elektrische Energie und der damit verbundenen geringeren Wirtschaftlichkeit.The disadvantage of this steel melting and heating technique is on the one hand in the relatively long batch cycle time and, on the other hand, in the high price of electrical ones Energy and the associated lower profitability.

Bei dem zweiten Weg der Wärmezufuhr wird in einem Raum oberhalb des Metallbades in einer oxidierenden Atmosphäre ein Brennstoff verbrannt, und die dabei freiwerdende Wärme durch Wärmestrahlung, Konvektion oder Wärmeleitung dem Stahlbad zugeführt.The second way of supplying heat is in a room above the Metal bath in an oxidizing atmosphere burns a fuel, and the thereby Heat released through thermal radiation, convection or heat conduction in the steel bath fed.

Auf dieser Grundlage arbeiten im wesentlichen die Herdfrisch-Stahlherstellungsverfahren, wie z.B. das Siemens-Martin-Verfahren.This is the basis for the fresh steel production processes, such as the Siemens-Martin process.

Der größte Anteil an der Stahlproduktion wird heute nach den Konverterprozessen erzeugt, bei denen man fast ausschließlich die Wärme ausnutzt, die durch die Verbrennung der im Roheisen vorhandenen Begleitelemente beim Frischen entsteht. Dadurch können, je nach Zusammensetzung des Roheisens und bei Anwendung von reinem Sauerstoff, etwa 20 bis 30 % des Chargengewichtes an Schrott während des Frischprozesses mit eingeschmolzen werden.The largest share of steel production today is after the converter processes in which one uses almost exclusively the heat generated by the combustion the one in pig iron existing accompanying elements when freshening arises. This allows, depending on the composition of the pig iron and when using pure Oxygen, around 20 to 30% of the batch weight of scrap during the refining process to be melted down.

Bei der Konverterstahlerzeugung ist man daran interessiert, den Schrottsatz, abhängig vom Preis und der Verfügbarkeit'des Schrottes, zu erhöhen. Hierzu haben sich zwei Verfahren in die Betriebspraxis eingeführt. Der Schrott wird vor dem Einfüllen des Roheisens im Konverter vorgeheizt. Hierdurch gelingt es, einerseits den Schrottsatz bis auf maximal ca. 8 96 zu steigern, andererseits ist damit der Nachteil einer verminderten Produktivität und ein höherer Verschleiß an Feuerfest-Material verbunden.In converter steel production, one is interested in the scrap set, depending on the price and availability of the scrap. To have this two procedures were introduced into operational practice. The scrap is before filling of the pig iron is preheated in the converter. This makes it possible, on the one hand, to scrap metal up to a maximum of approx. 8 96, on the other hand this is the disadvantage of a reduced productivity and higher wear and tear on refractory material.

Der zweite Weg besteht in einer Nachverbrennung von Kohlenmonoxid im Konverterraum. Das CO entsteht während des Frischprozesses im Eisenbad. Die-relativ kurze Frischzeit und die zur Schonung der feuerfesten Konverterzustellung einzuhaltende, maximale Abgastemperatur, begrenzen letztlich die Erhöhung des Schrottsatzes auf etwa 3 9'.The second way is post-combustion of carbon monoxide in the converter room. The CO is created during the fresh process in the iron bath. The-relative short fresh time and the time to be observed to protect the refractory converter lining, maximum exhaust gas temperature, ultimately limit the increase in the scrap rate about 3 9 '.

Die Zugabe von Brennstoff, wie z.B. Kohle, in das Eisenbad, den man durch Einleiten von entsprechenden Sauerstoffmengen verbrennt, ergibt keinen Gewinn an ausnutzbarer Wärme, da die Reaktionswärme, die bei der Verbrennung unter den üblichen Bedingungen bei der Stahlherstellung entsteht, gerade ausreicht, um das Reaktionsgas dieser Verbrennung, vorzugsweise CO und H2, auf die Temperatur des flüssigen Stahles im Konverter aufzuheizen.The addition of fuel, such as coal, to the iron bath that one burns by introducing appropriate amounts of oxygen, gives no profit of usable heat, since the heat of reaction that occurs during combustion under the The usual conditions in steel production are just sufficient to achieve the Reaction gas of this combustion, preferably CO and H2, to the temperature of the heat up liquid steel in the converter.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, unter den Bedingungen, wie sie in einem üblichen Frischgefäß für Stahlschmelzen herrschen, dem Eisenbad Wärme durch die Verbrennung von einem Brennstoff, vorzugsweise Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoffe, zusammen mit Sauerstoff, zuzuführen.The invention is now based on the object of providing a method create that makes it possible under the conditions as in a normal fresh vessel For steel melts prevail, the iron bath heat through the combustion of one Fuel, preferably carbon and / or hydrocarbons, together with oxygen, to feed.

Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Verfahren, gemäß der vorliegenden Erfindung, daß kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Substanzen zusammen mit Sauerstoff verbrannt und die Verbrennungsgase, die mindestens teilweise aus C02 und H20 bestehen, in innigen Kontakt mit einem Eisenbad, dessen Kohlenstoffgehalt höchstens ca. 0.10 9' beträgt, gebracht werden. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß es entgegen der bisher allgemeinen Meinung in einem Eisenbad Bedingungen gibt, unter denen ein Verbrennungsgas entsteht, das einen wesentlich höheren Oxidationsgrad besitzt als es dem Gleichgewichtszustand mit der Schmelze entspricht.The solution to this problem is based on the method according to the present invention Invention that carbon-containing and / or hydrocarbon-containing substances together burned with oxygen and the combustion gases, at least partially C02 and H20 exist, in intimate contact with an iron bath, its carbon content is at most approx. 0.10 9 '. It turned out to be surprising shown that contrary to what was previously generally believed, conditions in an iron bath would occur under which a combustion gas arises, which has a much higher degree of oxidation than it corresponds to the state of equilibrium with the melt.

Gemäß dieser erfinderischen Lehre wird es möglich, den Brennstoff, vorzugsweise Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoffe, mit Sauerstoff im Eisenbad zu einem hohen Prozentsatz zu C02 und H20 zu verbrennen, und bei dieser Oxidationsstufe wird über die Wärmemenge zum Aufheizen der Keaktionsgase weitere Wärmeenergie freigesetzt, die zum Aufheizen der Eisenschmelze dient.According to this inventive teaching, it is possible to use the fuel, preferably carbon and / or hydrocarbons, with oxygen in an iron bath to a high percentage to burn to C02 and H20, and at this oxidation level further thermal energy is released via the amount of heat required to heat up the reaction gases, which is used to heat the molten iron.

Besonders vorteilhaft ist es, den Brennstoff und den Sauerstoff durch entsprechende Brenner zuzuführen, die in der feuerfesten Ausmauerung unterhalb der Badoberfläche angebracht sind.It is particularly advantageous to pass the fuel and oxygen through Appropriate burner to be fed into the refractory lining below the Bath surface are attached.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Brenner und ihre Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann auch mit Brennern gearbeitet werden, die das Verbrennungsgas mit hohem Impuls auf das Bad richten, und es damit in die Schmelze eindringen lassen.However, the invention is not limited to these burners and their arrangement limited. For example, it is also possible to work with burners that use the combustion gas aim at the bath with a high impulse, allowing it to penetrate into the melt.

Überraschenderweise ist es beim Einleiten der Brennstoffe und des Sauerstoffs in eine Eisenschmelze mit den genannten Brennern möglich, daß bei einem Eisenoxidgehalt der Schlacke von etwa 10 bis 15 9', der einem Sauerstoffgehalt des Bades von etwa 0.05 96 entspricht, ein Abgas das Stahlbad verläßt, das zu ca.Surprisingly, it is when introducing the fuels and the Oxygen in a molten iron with the said burners possible that with one Iron oxide content of the slag of about 10 to 15 9 ', which is an oxygen content of the Bath of about 0.05 96 corresponds, an exhaust gas leaves the steel bath, which is approx.

50 % aus CO2 besteht. Unter Gleichgewichtsbedingungen entspricht diesem Sauerstoffgehalt der Schlacke und des Bades ein CO2-Gehalt im Abgas von etwa 7 9'.50% consists of CO2. This corresponds to this under equilibrium conditions Oxygen content of the slag and the bath a CO2 content in the exhaust gas of about 7 9 '.

Bei höherem Sauerstoffgehalt in der Schmelze, der mit entsprechend niedrigem Kohlenstoffgehalt verbunden ist, gibt es also Bedingungen, die eine Reduktion der oxidierend wirkenden Abgase weitgehend verhindern, wobei jedoch die Wärme aus dem Verbrennungsprozeß an das Bad übertragen wird.In the case of a higher oxygen content in the melt, the corresponding low carbon, so there are conditions that require a reduction the oxidizing exhaust gases largely prevent, but the heat from the combustion process is transferred to the bath.

Als Brennstoffe können alle kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhaltige Substanzen verwendet werden, wobei jedoch den Brennstoff fen mit hoher Verbrennungswärme der Vorzug zu geben ist. Es können z.B. gemahlene Kohle oder Koks, einschließlich Braunkohle und Braunkohlen-Koks, eingesetzt werden. Als flüssige Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Heizöl, schweres Heizöl oder bei der Raffination von Erdöl anfallende Schwerölfraktionen zu verwenden. Es lassen sich jedoch auch gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Erdgas, Propan, Koksofengas oder ähnliche Substanzen, einsetzen.All fuels containing carbon and hydrocarbons can be used as fuels Substances are used, but the fuel furnace with high heat of combustion the preference is to be given. For example, ground coal or coke, including Lignite and lignite coke can be used. As liquid hydrocarbons are, for example, heating oil, heavy heating oil or those arising from the refining of crude oil To use heavy oil fractions. However, gaseous hydrocarbons can also be used, such as natural gas, propane, coke oven gas or similar substances.

Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Figur 1 den C02-Gehalt im Konverterabgas, in Relation zum Eisenoxidgehalt der Konverterschlacke.For a more detailed explanation of the method according to the invention, FIG 1 the C02 content in the converter exhaust gas in relation to the iron oxide content of the converter slag.

Die in der Figur 1 dargestellten Zusammenhänge sind das Ergebnis der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Konverter mit einem Eisenbad von ca. 1 t. In diesem Konverter sind unterhalb der Eisenbadoberfläche schweres Heizöl und Sauerstoff, im Verhältnis 1.2 Nm3O auf 1 1 01, zugeführt 2 worden. Aus der Abbildung ist zu entnehmen, daß das Verfahren zwar bereits bei einem Eisenoxidgehalt der Schlacke von etwa 5 9', bei dem der Kohlenstoffgehalt im Stahlbad bei etwa 0.10 % liegt, angewendet werden kann, der wärmetechnische Wirkungsgrad dann jedoch erst etwa 20 % beträgt. Eine starke Wärmeausbeute und damit einen optimalen Wirkungsgrad erzielt man erst, wenn der Eisenoxidgehalt der Schlacke im Bereich von etwa 10 96 und darüber liegt. Das bedeutet, daß das Hauptanwendungsgebiet gemäß der vorliegenden Erfindung bei Stahlschmelzen liegt, deren Kohlenstoffgehalt 0.05 96 oder weniger beträgt. Es gehört deshalb auch zum Wesen der vorliegenden Erfindung, für eine optimale Ausnutzung der Wärmeenergie den Kohlenstoffgehalt erst auf niedrige Gehalte im Bereich von etwa 0.05 % abzusenken, bevor die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Zuführung von Wärme angewendet werden.The relationships shown in Figure 1 are the result of Application of the method according to the invention in a converter with an iron bath of approx. 1 t. In this converter there are heavy items below the surface of the iron bath Heating oil and Oxygen, in a ratio of 1.2 Nm3O to 1 1 01, is supplied 2 been. From the figure it can be seen that the method is already at an iron oxide content of the slag of about 5 9 ', at which the carbon content in the steel bath is around 0.10%, the thermal efficiency can be used but then only about 20%. A strong heat yield and thus an optimal one Efficiency is only achieved when the iron oxide content of the slag is in the range of about 10 96 and above. This means that the main area of application according to of the present invention is in steel melts, the carbon content of which is 0.05 96 or less. It is therefore also part of the essence of the present invention, For an optimal utilization of the thermal energy, the carbon content is only reduced to a low level Lower levels in the range of about 0.05% before the measures according to the invention can be used to supply heat.

Es ist für die Erfindung von wesentlicher Bedeutung, daß der Brennstoff und der Sauerstoff zuerst unter weitgehender Oxidation des Brennstoffes reagieren. Aus diesem Grund ist es erforderlich, den Brennstoff und den Sauerstoff über Vorrichtungen einzuleiten, die zuerst eine Reaktion des Brennstoffs mit dem Sauerstoff gewährleisten.It is essential for the invention that the fuel and the oxygen first react with extensive oxidation of the fuel. For this reason it is necessary to have the fuel and the oxygen via devices initiate, which first ensure a reaction of the fuel with the oxygen.

Es kann zweckmäßig sein, unabhängig von der Aufheizung über die in das Metallbad eintauchende Flamme, für metallurgische Reaktionen kohlen- oder kohlenwasserstoffhaltige Medien zusätzlich getrennt in das Eisenbad oder die Schlacke einzuleiten. Diese Maßnahme kann bedeutungsvoll sein, wenn einerseits der oder die Brenner unter Bedingungen betrieben werden, die für den Aufheizvorgang optimal sind, bei denen jedoch eine Veränderung der Zusammensetzung des Stahlbades zu einem höheren Oxidationsgrad vermieden werden soll. Die getrennte Einleitung von kohlenstoffhaltigen Substanzen ermöglicht es, den Oxidationsgrad der Schmelze auf einem definierten Zustand zu halten und trotzdem den Wärmezuführungsprozeß so zu führen, daß er mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden kann.It can be useful, regardless of the heating via the in Flame immersing the metal bath, for metallurgical reactions containing carbon or hydrocarbons In addition, media to be introduced separately into the iron bath or the slag. These Measure can be meaningful if on the one hand the burner or burners under conditions are operated, which are optimal for the heating process, but in which a Avoid changing the composition of the steel bath to a higher degree of oxidation shall be. The separate discharge of carbonaceous substances enables it is necessary to keep the degree of oxidation of the melt at a defined state and nevertheless to lead the heat supply process so that it is with optimal efficiency can be operated.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur hervorragend zur Erhöhung des Schrottsatzes und zum Einschmelzen anderer Kühlmittel, wie beispielsweise Erz und Eisenpellets, bei den üblichen Konverterprozessen, sondern bietet darüber hinaus die Möglichkeit, ein kontinuierliches Stahlerzeugungsverfahren zu betreiben. Dabei kann in einem beliebig gestalteten Frischgefäß zunächst eine Roheisenschmelze auf den erfindungsgemäßen, tiefen Kohlenstoffgehalt von < oder gleich 0.1 % eingestellt werden, der man dann kontinuierlich Eisenträger, beispielsweise Schrott, Pellets, Erz und Mischungen davon, zuführt. Um diese Eisenträger aufzuschmelzen, werden dem Stahlbad entsprechende Mengen von Brennstoff und Sauerstoff zugeleitet.The method according to the invention is not only extremely suitable to increase the scrap rate and to melt down other coolants, such as Ore and iron pellets, in the usual converter processes, but offers about it In addition, the possibility of operating a continuous steelmaking process. In this case, a pig iron melt can first be placed in any freshly designed vessel adjusted to the low carbon content according to the invention of <or equal to 0.1% are then continuously iron carriers, for example scrap, pellets, Ore and mixtures thereof. In order to melt these iron girders, the Appropriate amounts of fuel and oxygen are supplied to the steel bath.

Die Erfindung wird nun anhand von Anwendungsbeispielen und einer prinzipiellen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.The invention will now be based on application examples and a basic one Device for carrying out the method according to the invention explained in more detail.

Figur 2 zeigt schematisch den Schnitt durch einen 30 t-Konverter zur Durchführung des Verfahrens.Figure 2 shows schematically the section through a 30 t converter for Implementation of the procedure.

Es handelt sich um einen üblichen symmetrischen Konverter mit der Blechummantelung [1] und einer feuerfesten Ausmauerung [2] mit einem auswechselbaren Boden [3], in den Düsen [4] in der feuerfesten Ausmauerung eingebaut sind. Die Düsen [4] sind vorzugsweise aus konzentrischen Rohren aufgebaut. Mindestens bilden zwei Rohre [5, 6] eine Düse [4]. Dabei dient das innere Rohr [5] für die Sauerstoffzufuhr, und durch den Ringspalt zwischen Rohr [5] und [6] strömt während des Frischvorganges ohne Brennstoffzufuhr ein Schutzmedium, und bei genügend tiefem Kohlenstoffgehalt der Schmelze kann dieses Schutzmedium, beispielsweise Propan, durch einen Brennstoff, beispielsweise Heizöl, ersetzt werden.It is a common symmetrical converter with the Sheet metal casing [1] and a refractory lining [2] with an exchangeable one Floor [3], in which nozzles [4] are built into the refractory lining. The nozzles [4] are preferably constructed from concentric tubes. Make at least two Pipes [5, 6] a nozzle [4]. The inner tube [5] is used for the oxygen supply, and flows through the annular gap between pipe [5] and [6] during the refining process A protective medium without a fuel supply, and with a sufficiently low carbon content the This protective medium, for example propane, can melt through a fuel, for example heating oil, can be replaced.

Dieser Düsenaufbau stellt die einfachste Form einer kombinierten Frisch-Brenner-Düse dar. Häufig sind diese Düsen aus mehr als zwei konzentrischen Rohren aufgebaut und weisen, insbesondere bei kontinuierlicher Brennstoffzufuhr, einen gesonderten Ringspalt für die Brennstoffzufuhr auf.This nozzle structure represents the simplest form of a combined fresh-burner nozzle These nozzles are often constructed from more than two concentric tubes and have a separate annular gap, especially when the fuel supply is continuous for the fuel supply.

Ein 30 t-Konverter gemäß Abbildung 2, war mit 6 Düsen [4] ausgerüstet. Wie bereits gesagt, strömte durch das Innenrohr [5] der Düse [4] Sauerstoff und durch den Ringspalt zwischen Innenrohr [5] und Außenrohr [6] während der Frischperiode Propan als Schutzmedium für diese Frischdüse. Die Propanmenge betrug 3 Vol-%, bezogen auf die Sauerstoffmenge.A 30 t converter as shown in Figure 2 was equipped with 6 nozzles [4]. As already mentioned, oxygen and flowed through the inner tube [5] of the nozzle [4] through the annular gap between the inner pipe [5] and the outer pipe [6] during the fresh season Propane as a protective medium for this fresh nozzle. The amount of propane was 3% by volume, based on on the amount of oxygen.

Die Versorgung der Düsen mit Propan erfolgte in bekannter Weise mit einem nicht-dargestellten Regelventil, das je Düse einen separaten Ausgang hat und so in der Lage ist, an jede Düse die gleiche Propanmenge zu liefern. Für die nach dem Frischen einsetzende Aufheizperiode wurde der Eingang des gleichen Regelventiles von der Propanversorgung abgesperrt und an die Ölversorgung angeschlossen. Es wurde beispielsweise leichtes Heizöl mit einem Heizwert von 10 000 kcal/kg und einem C/H-Verhältnis von 12:2 eingesetzt. Der Vordruck des Öls wurde so gewählt, daß bei dem gewünschten Öldurchsatz von 60 kg/min das Ventil im günstigsten Regelbereich arbeitete und eine Gleichverteilung des Öls auf die einzelnen Düsen gewährleistete. Der Vordruck des Öls betrug 12 atü vor und 5 atü hinter dem Regelventil.The nozzles were supplied with propane in a known manner a control valve, not shown, which has a separate output for each nozzle and so is able to deliver the same amount of propane to each nozzle. For the after The warm-up period that started fresh became the input of the same control valve shut off from the propane supply and connected to the oil supply. It was For example, light heating oil with a calorific value of 10,000 kcal / kg and a C / H ratio of 12: 2 used. The pre-pressure of the oil was chosen so that with the desired Oil throughput of 60 kg / min, the valve worked in the most favorable control range and one Guaranteed equal distribution of the oil to the individual nozzles. The form of the Oil was 12 atmospheres upstream and 5 atmospheres downstream of the control valve.

20 Sekunden vor dem Ende der Aufheizperiode wurde die Öl zufuhr abgesperrt und wieder Propan von 8 atü auf das Regelventil gegeben. Es dauerte etwa 20 sek bis das Öl aus den Leitungen verdrängt und damit quantitativ verbraucht war. Das eingesetzte Öl war auf 600C vorgewärmt, damit die Propanrohrleitungen nicht abkühlten. Mit dieser Maßnahme wurde einer eventuellen Propangaskondensation vorgebeugt.The oil supply was shut off 20 seconds before the end of the heating period and again put propane at 8 atm on the control valve. It took about 20 seconds until the oil was displaced from the lines and thus used up quantitatively. That used oil was preheated to 600C so the propane piping did not cool down. With this measure a possible propane gas condensation was bent forward.

Mit der beschriebenen Brennstoffzugabetechnik sind in dem genannten 30 t-Konverter beispielsweise die im folgenden beschriebenen zwei Chargen erzeugt worden.With the fuel addition technique described are in the above 30 t converter, for example, produces the two batches described below been.

Bei der ersten Schmelze hat man den Schrottsatz gegenüber der üblichen Betriebspraxis bei der Stahlerzeugung, um 4 % höher gewählt. Die Endtemperatur der Charge lag bei einer Analyse von C = 0.03 % und P = 0.040 % = erwartungsgemäß zu niedrig 0 und betrug nur 1550 C. Die Charge wurde abgeschlackt und danach gemäß der vorliegenden Erfindung aufgeheizt. Während dieser Nachbehandlung, die 3 min dauerte, wurden durch im Konverter angebrachte Bodendüsen 120 kg Heizöl und 180 Nu302 zu-2 sammen mit 300 kg Kalk zugegeben. Am Ende dieser Nachbehandlung war die Temperatur der Charge von 1550 auf 16500C gestiegen, was der gewünschten Abstichtemperatur entsprach. Der Eisengehalt der Restschlacke war nur von 14 % auf 17 % gestiegen.With the first melt you have the scrap set compared to the usual Operating practice in steel production, selected 4% higher. The final temperature of the Batch was as expected with an analysis of C = 0.03% and P = 0.040% low 0 and was only 1550 C. The batch was slagged off and then according to of the present invention heated. During this post-treatment, the 3 min lasted, 120 kg of heating oil and 180 Nu302 zu-2 added together with 300 kg of lime. At the end of this aftercare was the Temperature of the batch increased from 1550 to 16500C, which is the desired tapping temperature corresponded. The iron content of the residual slag had only increased from 14% to 17%.

Die Aufheizung der Charge war also fast ausschließlich auf die Ausnützung der Verbrennungswärme des eingesetzten Reizöls zurückzuführen. Das bestätigten auch die während der Nachbehandlung aus dem Konverter entnommenen Gasproben, die auswiesen, daß das Verhältnis von C02/CO+C02 im Abgas im Durchschnitt etwa 0.5 % betrug. Daraus errechnet sich, unter Berücksichtigung der Abgasverluste, ein Wärmewirkungsgrad von mehr als 50 9', was mit der erreichten Temperaturerhöhung gut übereinstimmt.The heating of the batch was therefore almost exclusively due to its utilization the heat of combustion of the irritant oil used. That also confirmed the gas samples taken from the converter during the aftertreatment that show that the ratio of C02 / CO + C02 in the exhaust gas was on average about 0.5%. From it a thermal efficiency is calculated taking into account the exhaust gas losses of more than 50 9 ', which agrees well with the temperature increase achieved.

Bei dem zweiten Anwendungsbeispiel wurde im gleichen Konverter bei den gleichen Startbedingungen eine Steigerung des Schrottsatzes um 12 96 erreicht. Vorab wurde, wie im Beispiel zuvor, ein um 4 96 erhöhter Schrottsatz eingestellt und die Charge wie zuvor bei einer Temperatur von 15500C umgelegt und abgeschlackt. Abweichend von der zuvor beschriebenen Praxis, wurde diese Charge 6 min derart nachbehandelt, daß während dieser Nachbehandlung insgesamt 360 kg Heizöl, 540 Nu302 und 300 kg 2 Staubkalk durch die Bodendüsen eingeblasen wurden. Etwa 1 min nach Beginn der Nachbehandlung wurden zusätzlich 2.5 t Schrott in Form von Blockabschnitten in den Konverter chargiert. Nach der 6-minütigen Nachbehandlung war der zusätzlich eingesetzte Schrott vollständig aufgeschmolzen und eine Endtemperatur von 16500C erreicht. Die Schlackenanalyse war mit der des vorigen Beispiels vergleichbar. Das Nachchargieren des Schrotts, wie hier beschrieben, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.In the second application example, in the same converter at an increase in the scrap rate by 12,96 was achieved under the same starting conditions. As in the previous example, a scrap rate increased by 496 was set in advance and the batch as before put down at a temperature of 15500C and slagged. Deviating from the practice described above, this batch was 6 min after-treated in such a way that during this after-treatment a total of 360 kg of heating oil, 540 Nu302 and 300 kg 2 dust lime were blown through the floor nozzles. About 1 Min after the start of the aftertreatment, an additional 2.5 t of scrap was produced in the form of block sections charged into the converter. After the 6-minute follow-up treatment, that was additional used scrap completely melted and a final temperature of 16500C achieved. The slag analysis was comparable to that of the previous example. That Reloading the scrap, as described here, is not absolutely necessary, however.

Die gesamte Schrottmenge kann bereits vor Beginn des Frischens zugesetzt werden. Das erfindungsgemäße Aufheizen erfolgt jedoch erst, wenn gegen Ende des Frischprozesses der für das Verfahren erforderliche, höhere Sauerstoffgehalt in der Schmelze erreicht ist.The entire amount of scrap can be added before the start of the freshening process will. However, the heating according to the invention only takes place when towards the end of the Fresh process, the higher oxygen content in the melt is reached.

Die weiteren Beispiele, die die Fortentwicklung der beschriebenen Erfindung betreffen, zeigen, wie vielfältig das Verfahren eingesetzt werden kann. Das folgende Beispiel betrifft die Anwendung des Verfahrens zum kontinuierlichen Einschmelzen von Schrott.The other examples that follow the development of the described Invention relate to show how diverse the method can be used. The following example relates to the application of the method for continuous Melting down scrap.

In einem Eisenbad mit der erfindungsgemäßen Zuführung von Wärme werden weitgehend kontinuierlich Schrott oder reduzierte Pellets chargiert. Der Schrott oder die Pellets können zum Teil durch die Abgase vorgewärmt werden. Das Verfahren läßt sich in zwei Varianten betreiben. Von einem gewissen Eisensumpf ausgehend, den man beim Abstich einer Charge im Konverter beläßt, kann jeweils so viel Schrott eingeschmolzen werden, bis in einem Schmelzgefäß1 beispielsweise einem Konverter, so viel Stahl eingeschmolzen ist, wie für den Abstich einer Schmelze erforderlich.In an iron bath with the supply of heat according to the invention largely continuously charged scrap or reduced pellets. The scrap or the pellets can be partially preheated by the exhaust gases. The procedure can be operated in two variants. Starting from a certain iron swamp, that one leaves in the converter when tapping a batch can be so much scrap melted down until in a melting vessel1, for example a converter, as much steel is melted down as is necessary for tapping a melt.

Das Verfahren kann jedoch auch kontinuierlich betrieben werden, indem in einem vorzugsweise beheizten Zwischenbehälter der Stahl aus dem Aufheizgefäß in dem Maße abfließt, wie Schrott zuchargiert wird. Zusammen mit dem Sauerstoff bläst man bei beiden Verfahrensvarianten den für die Schlackenbildung benötigten Kalk pulverförmig ein. Das Verfahren eignet sich besonders zum Einschmelzen von reduzierten Pellets, weil durch die mit dem Einleiten der Verbrennungsgase verbundene kräftige Badbewegung die Pellets sehr schnell aufschmilzt.However, the process can also be operated continuously by the steel from the heating vessel in a preferably heated intermediate container flows off to the extent that scrap is charged. Along with the oxygen In both process variants, the one required for slag formation is blown Powdered lime. The process is particularly suitable for melting down reduced pellets because of the associated with the introduction of the combustion gases vigorous bath movement melts the pellets very quickly.

Auch der als Gangart bei den Pellets vorhandene oxidische Anteil, der im wesentlichen aus Kieselsäure besteht, stört bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht, da sich durch das Einblasen von staubförmigem Kalk in.einfacher Weise die richtige Schlackenzusammenstellung einstellen läßt.Also the oxidic part present as gangue in the pellets, which consists essentially of silica, interferes with the process according to the invention not, because by blowing in powdered lime the correct slag composition can be set.

Das nächste Beispiel betrifft die Anwendung des neuen Verfahrens zur direkten Herstellung von Stahl aus Erz. In diesem Fall wird in ein Eisenbad, das erfindungsgemäß aufgeheizt wird, Erz kontinuierlich zugegeben. Dieses Erz kann vorgewärmt oder zum Teil auch vorreduziert sein, um den Wirkungsgrad des Prozesses noch weiter zu steigern. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Abgase dieses Prozesses verwendet werden. Auch die für die metallurgischen Reaktionen erforderlichen Schlackenbildner werden über die Düsen, eventuell über die Brenner, dem Bad zugeführt. Um eine Überoxidation des Bades zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, kohlenstoffhaltige Substanzen unabhängig von dem Brenner getrennt dem Bad oder der Schlacke zuzuführen. Es ist jedoch auch bei dieser Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich, daß der Sauerstoffgehalt im Bad selbst für die Anwendung zur Reduktion von Erzen in einem Bereich von etwa 0.05 % eingestellt wird.The next example concerns the application of the new method for direct manufacture of steel from ore. In this case, in an iron bath that is heated according to the invention, ore is continuously added. This ore can be preheated or in some cases also be pre-reduced in order to increase the efficiency of the process even further to increase. For example, the exhaust gases from this process can be used for this purpose will. Also the slag formers required for the metallurgical reactions are fed to the bath via the nozzles, possibly via the burners. About over-oxidation To prevent the bath, it may be useful to use carbonaceous substances to be fed separately to the bath or the slag independently of the burner. It is however, even with this application of the method according to the invention, it is necessary that the oxygen content in the bath itself for the application for the reduction of ores in within a range of about 0.05%.

Das Verfahren wurde bisher für die Anwendung bei Eisenschmelzen beschrieben. Es ist jedoch nicht auf diese Anwendungen beschränkt. Es kann auch bei anderen Metallen sinngemäß angewendet werden.-The process has so far been described for use in iron smelting. However, it is not limited to these uses. It can also be used for other metals can be used accordingly.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Process for supplying thermal energy to iron melts, in which a fuel, preferably carbon and / or hydrocarbons, together is burned with oxygen, characterized in that the at least partially Combustion gases consisting of CO2 and H20 in intimate contact with an iron bath, the carbon content of which is at most approx. 0.10%.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fuel and the oxygen through one or more nozzles that are below the bath surface are arranged in the refractory masonry of the fresh vessel, introduced into the molten iron will.

3. The method according to claim 1, characterized in that the combustion gases by high impulse burners located above the metal bath surface into the Melt are introduced.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that in addition to the combustion gases, but locally of them separately, carbonaceous substances are added to the melt.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the thermal energy introduced into an iron melt for melting and reducing iron ore is exploited.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that an iron melt by adding fuel and oxygen Sufficient thermal energy is supplied to continuously iron girders, for example Scrap, pellets, ore individually or mixtures thereof, to be melted.

7. Device for performing the method according to the claims 1 to 6, characterized in that below the iron bath surface in a fresh vessel [1] Nozzles [4] are built into the refractory lining [2, 3] at least are made up of two concentric tubes [5, 6].