DE2900864C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einblasen von pulver
förmigem Material in eine metallurgische Schmelze gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1. Das Verfahren dient zum Raffinieren und/
oder Frischen der Schmelze, wie beispielsweise die Reduktion eines
Metalloxyds.
Solche Einblasverfahren sind bekannt. Ihr Nachteil besteht darin,
daß sie viel Energie erfordern. Man hat versucht, den Energiebe
darf bei diesem Verfahren auf verschiedene Weise bereitzustellen,
wie beispielsweise durch Verbrennung von Kohlenstoff mit Sauer
stoff oder auf elektrischem Wege.
Beispielsweise hat man Konverter oder Reaktoren mit induktiver
Beheizung gebaut und verwendet (DE-PS 25 15 494), bei denen Pulver durch Düsen
(Blasöffnungen), die unter der Schmelzenoberfläche liegen, in
die Schmelze geblasen wird. Dieses Verfahren hat sich bewährt,
Schwierigkeiten bereitet jedoch die Konstruktion der Düse.
Außerdem möchte man die Schmelze gern auf andere Weise heizen.
Man hat auch kippbare Gießpfannen (DE-PS 24 52 611) oder Öfen gebaut, bei denen
Düsen oder Lanzen verwendet werden, die zu Beginn des Verfahrens
oberhalb der zu raffinierenden und/oder zu frischenden Schmelze
münden, worauf man unter gleichzeitigem Einblasen von Gas durch
die Düse oder Lanze die Gießpfanne oder den Ofen derart gekippt
hat, daß die Düse oder Lanze unter der Schmelzenoberfläche mün
det, worauf trägergashaltiges, pulverförmiges Material unter
gleichzeitigem Rühren von einem an geeigneter Stelle angebrach
ten Umrührer in die Schmelze geblasen wird. Abhängig von einer
verfügbaren Energiequelle hat sich auch dieses Verfahren bewährt.
Man möchte jedoch häufig mit einer leicht zu regelnden Energie
quelle von relativ hoher Leistung arbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art zu entwickeln, welches bei guter Ein
blaswirkung mit einer leistungsstarken und leicht regelbaren
Energiezufuhr arbeitet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbe
griff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß
die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale
hat. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen genannt.
Durch die Erfindung erhält man eine gute Einblaswirkung und
die Möglichkeit einer guten und regelbaren Energiezufuhr. Es
ist leicht zu erreichen, daß die Lichtbögen richtig brennen. Man
braucht keine Düse, Blasöffnung oder Lanze in die Schmelze zu
tauchen und vermeidet die dadurch bedingten Materialbean
spruchungen. Man verwendet die Lichtbogenelektroden als Ein
blaslanze, ohne diese einzutauchen. Der richtige Zufuhrdruck
kann durch den Trägergasdruck eingestellt werden, und die Zufuhr
kann beispielsweise durch Ejektorwirkung geschehen. Das pulver
förmige Material, bei dem es sich um Kohlenstoff, Kalk oder Alu
minium (Desoxydationsmittel, Mischmetall, Chromoxyd, Ferrooxyde,
verschiedene Legierungszusätze usw.) handeln kann, wird auf eine
Geschwindigkeit beschleunigt, die die durch die Schwerkraft erzeug
te Geschwindigkeit bei weitem überschreitet und die das Eindringen
des Pulvers in die Schmelze bewirkt, wobei die erforderliche Re
aktion, z. B. das Frischen von Stahl, zustande kommt.
Das Verfahren nach der Erfindung darf nicht mit dem bekannten Ver
fahren zur Schmelzreduktion von Eisenoxyd verwechselt werden, bei
dem Pulver aus Eisenoxyd sowie eventuelle Reduktions- und/oder
Raffinierungsmittel einem Ofen oder Behälter über ein feuerfestes
Rohr zugeführt werden, das in der Mitte einer Elektrode mündet,
wobei die Elektrode an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist
und als Kathode geschaltet ist, während das Bad Anode ist und
zwischen Kathode und Anode ein Lichtbogen entsteht. Hier wird das Oxyd
einem Fleck unter dem Lichtbogen zugeführt, wo die Reduktion
stattfinden soll, doch handelt es sich hierbei nicht um ein
Einblasen in die Schmelze.
Anhand der schematischen Darstellung in der Figur soll das Ver
fahren nach der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Pulverförmiges Material, wie beispielsweise Kalk und/oder Kohlen
stoff und/oder Aluminiumoxyd und/oder Legierungszusätze und/oder
sonstige Raffinierungszusätze, werden von einem oder mehreren
schematisch dargestellten Behältern 1 in Richtung des Pfeils 2 einem
Rohr 10 zugeführt, durch das in Richtung des Pfeiles 3 Trägergas
geleitet wird. Dabei erhält man im Pulver eine Ejektorwirkung,
und durch geeigneten Druck wird das Pulver einer oder mehreren
hohlen Lichtbogenelektroden 4 zugeführt, die einen zentralen
Kanal 5 haben, durch den das Pulver hindurchströmt. Es können
auch Elektroden mit mehreren Kanälen verwendet werden. Es können
auch mehrere Eletroden verwendet werden, wobei den verschiedenen
Kanälen ein und derselben Elektrode oder mehrerer Elektroden
dasselbe oder verschiedene Pulver zugeführt wird/werden. Die
Elektroden werden aus geeignetem Material, z. B. Graphit, amorphem
Kohlenstoff oder Metall, hergestellt. Durch die Kanäle 5 in den
Elektroden wird das Material - wie vorstehend beschrieben - auf
pneumatischem Wege mit Trägergas, beispielsweise mittels eines
Ejektorverfahrens, transportiert. Als geeignetes Trägergas kom
men beispielsweise in Betracht Argon, ein anderes Edelgas, Luft,
Stickstoff oder Sauerstoff. Die Elektrode kann auch einen zen
tralen Kanal haben, in welchem in der Mitte in axialer Richtung
ein möglichst feuerfestes Rohr angeordnet ist, durch welches das
Pulver zugeführt wird. Das Gas wird in diesem Falle durch den
ringförmigen Spalt zwischen dem Rohr und der Wand des zentralen
Kanals der Elektrode zugeführt, wobei es am schmelzenseitigen
Ende von Rohr und Kanal zu einer Ejektorwirkung kommt. Der
Transport geschieht so, daß das pulverförmige Material eine genü
gend hohe Geschwindigkeit annimmt, um in die im Ofen befindliche
Metallschmelze 6 einzudringen, die raffiniert und/oder gefrischt
und eventuell reduziert werden soll. Der Lichtbogen 7 wird während
des Einblasverfahrens mittels einer zwischen Elektrode und
Schmelze angelegten elektrischen Wechselspannung oder Gleich
spannung, aufrechterhalten. Man erhält also zusammen mit dem
Einblasen ins Bad an der Stelle 8 gleichzeitig eine Wärmezu
fuhr, und zweckmäßigerweise soll das Einblasen mit einer sol
chen Geschwindigkeit geschehen, daß das pulverförmige Material
mindestens 5 mm, zweckmäßigerweise mehr als 1 cm, bispielsweise
10 bis 30 cm, in die Schmelze eindringt, wobei in der Schmelze
eine Frischung durch das Pulver stattfindet. Eventuell kann der
Ofen auf an sich bekannte Weise durch einen nicht dargestellten
Umrührer zur Homogenisierung der behandelten Schmelze ergänzt
werden. Es ist also zu beachten, daß die Elektrode 4 nicht in die
Schmelze eintaucht, sondern in einem solchen Abstand von der
Schmelze endet, daß sich ein zweckmäßig verlaufender Lichtbogen 7
ausbildet. Dasselbe gilt, wenn mehrere Elektroden verwendet wer
den. Eventuell kann bei Verwendung von Gleichstrom in an sich be
kannter Weise eine Bodenelektrode vorgesehen werden.
Während des Einblasverlaufes steht die Elektrode unter Spannung.
Der Lichtbogen brennt also zur selben Zeit, in der das Einblasen
stattfindet. Abgase, wie beispielsweise Verbrennungsgase und/oder
verbrauchtes Trägergas, werden in geeigneter Weise, beispiels
weise mittels einer Gasabsauganordnung, bei 9 abgeleitet.
Natürlich kann der für das Ausführungsbeispiel beschriebene Ofen
außer der Elektrode noch mit anderen Einblasvorrichtungen ausge
rüstet sein.
Claims (4)
1. Verfahren zum Einblasen von pulverförmigem Material in
eine metallurgische Schmelze zum Raffinieren und/oder Fri
schen der Schmelze, wobei das Material der Schmelze durch in
einer oder mehreren Lichtbogenelektroden angeordneten Kanäle
zugeführt wird, die oberhalb der Schmelzenoberfläche enden,
wo ein Lichtbogen zwischen Elektrode und Schmelze aufrecht
erhalten wird, während das pulverförmige Material gleichzei
tig kontinuierlich mit Hilfe eines Trägergases hinzugefügt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hinzufügung des pulverförmigen Materials mit Hilfe des Trä
gergases mit einem solchen Druck erfolgt, daß dem pul
verförmigen Material eine solche Geschwindigkeit vermittelt
wird, daß es mindestens 10 cm unter die Oberfläche der
Schmelze dringt, wobei die gewünschte Reaktion in der
Schmelze erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Trägergas Argon, ein anderes Edel
gas, Stickstoff, Sauerstoff, Luft verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das pulverför
mige Material vom Trägergas auf eine solche Geschwindigkeit
beschleunigt wird, daß es bis zu 30 cm in die Schmelze ein
dringt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
der Schmelze um eine Stahlschmelze handelt.
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