DE2900864C2 - - Google Patents

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.