DE2910103A1

DE2910103A1 - Verfahren zur stahlerzeugung

Info

Publication number: DE2910103A1
Application number: DE19792910103
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Chitil
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner CRA Patent GmbH
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1979-03-15
Publication date: 1980-09-25
Also published as: BE882193A; DE2910103C2; JPS55131116A; ZA801497B

Description

Verfahren zur Stahlerzeugung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stahlerzeugung auf der Basis von Einsatzmaterial in Form von Schrott, Eisenschwamm oder anderen im wesentlichen metallischen Eisenträgern, wobei in einem Konverter, der im Bodenbereich angeordnete Düsen aufweist, eine Säule aus dem Einsatzmaterial, in fester Form eingeführt, unter Verbrennung von Brennstoff mit Sauerstoff im Gegenstrom eingeschmolzen und überhitzt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 27 19 981 bekannt, gemäß der Schrott zusammen mit kohlenstoffhaltigen Energieträgern in einen Konverter, bei dem unterhalb des Stahlbadspiegels in der feuerfesten Ausmauerung Sauerstoffeinleitungsdüsen eingebaut sind, chargiert wird, wobei durch gesteuertes Einleiten von Sauerstoff im gleichen Konvertergefäß eine Stahlschmelze erzeugt wird. Bisherige Versuche haben jedoch gezeigt, daß durch starke CO-Bildung während des Überhitzens ein unkontrollierbares Schäumen eintritt, zwar läßt sich das Schäumen eventuell vermindern, indem das Einschmelzen des Schrottes langsamer vorgenommen wird, jedoch wird hierdurch die Wirtschaftlichkeit des -Verfahrens beeinträchtigt. Um die Wirtschaftlichkeit bzw. Durchführbarkeit zu erhalten, ist es daher notwendig, trotz der angestrebten Vermeidung des Zusatzes von flüssigem Roheisen dieses in größerem Umfang einzusetzen.
Zwar ist der Roheisensatz relativ niedrig gegenüber den bekannten Betriebsweisen von Oxygen-Konvertern, jedoch wird hierdurch die Durchführung dieses Verfahrens immer an das Vorhandensein einer Roheisenerzeugungsanlage gebunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das unkontrollierbe Schäumen während des Einschmelzens vermieden wird, so daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhalten bleibt, so daß praktisch auf einen Zusatz von flüssigem Roheisen verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Einsatzmaterial in dem Konverter, in dem Brennstoff-Sauerstoff-Brenner geringfügig oberhalb der sich nach dem Einschmelzen ergebenden Badhöhe am Umfang des Konverters in dessen Wandung angeordnet sind, eingeschmolzen und gleichzeitig mit dem Einschmelzen getrennt voneinander feinteiliger Kohlenstoff und Sauerstoff über die im Bodenbereich angeordneten Düsen der Schmelze zugeführt wird.
Auf diese Weise erfolgt der wesentliche Wärmeumsatz im Gasraum oberhalb der Schmelze, so daß das Schäumen des Bades praktisch vermieden wird. Zusätzlich kann das Einschmelzen selbst durch die Verwendung von Brennstoff-Sauerstoff-Brennern aufgrund der dabei erzeugten hei-ßen Flammen wesentlich effektiver und schneller als über die Verbrennung mit Sauerstoff, der in die Schmelze eingeleitet wird, vorgenommen werden. Der der Schmelze feinteilig zugeführte Kohlenstoff dient sowohl als Dxydationsschutz als auch zum Überhitzen der Schmelze und ferner als Reduktionsmittel für die beim Einschmelzen erzeugte FeO-Schlacke.
Zu Beginn des Überhitzens ist es zweckmäßig, wenn die Sauerstoffzufuhr über die Düsen nach Erreichen des vorbestimmten Kohlenstoffgehaltes .im Bad, der durch die Zufuhr des feinteiligen Kohlenstoffs eingestellt wird, begonnen wiSd. Wenn sich vor den Brennern kein Schrott mehr befindet, der von den durch die Brenner erzeugten Flammen aufgeschmolzen werden kann, was mit oder kurz vor Beendigung des Einschmelzens auftritt, können die Brenner abgeschaltet werden, während die Zufuhr des feinteiligen Kohlenstoffs sowie des Sauerstoffs noch bis zum Erreichen der gewünschten Endtemperatur fortgeführt wird.
Um eine kontinuierliche Zufuhr von feinteiligem Kohlenstoff sowie von Sauerstoff vornehmen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Konverter nach der Fertigstellung einer Charge nur bis auf einen Stahlrest entleert und gleichzeitig mit dem Beginn einer nachfolgenden Charge das Zuführen des feintei ligen Kohlenstoffs und des Sauerstoffs über die Düsen vorgenommen wird.
Der über die im Bodenbereich des Konverters angeordneten Düsen zugeführte Sauerstoff kann in bekannter Weise von einem gasförmigen Kohlenwasserstoff ummantelt sein, der außerdem gleichzeitig als Trägergas für den festen Kohlenstoff dienen kann. Jedoch können für die Zuführung des feinteiligen festen Kohlenstoffs auch getrennte Düsen angeordnet sein. Als -Brennstoff für die Brennstoff-Sauerstoff-Brenner eignet sich beispielsweise öl oder feinteiliger Kohlenstoff und insbesondere Erdgas.
Die Brennstoff-Sauerstoff-Brenner sind über den Umfang gesehen vorzugsweise im Bereich der Kippachse des Konverters angeordnet, damit sie beim Entleeren des Konverters nicht mit dem Bad in Berührung gelangen, jedoch- kann man auch während des Entleerens des Konverters ein Schutzgas für die Brenner aus diesen- ausströmen lassen.
Insbesondere ist der bei dem Verfahren verwendete Konverter schlank ausgeführt und besitzt eine Höhe von- mindestens dem 1,5-fachen des Durchmessers des Konverters, damit eine gute Schachtwirkung beim Einschmelzen durch die Brennstoff-Sauerstoff-Brenner erzielt wird. Hierbei muß gegebenenfalls dann mehrfach das Einsatzmaterial f-ür eine Konvertercharge chargiert werden.
Das Gichtgas, das beim Einschmelzen und beim Umsatz im Bad entsteht, kann im oberen Teil des Konverters durch Zufuhr von Sauerstoff oder Wind nachverbrannt werden, da sich jedoch von Anfang bis Ende des Einschmelzens ein verbrennungsfähiges Abgas ergibt, ist auch eine andere Abgasnutzung ausserhalb des Konverters möglich, wobei gegebenenfalls der Heizwert des Gichtgases durch Nachverbrennung steuerbar ist.
Gegebenenfalls kann fester Kohlenstoff zusammen mit dem Einsatzmaterial zugegeben werden.
@ür bestimmte Zwecke, beispielsweise zur Erstellung spurenelement@rmer Analysen, kann es zweckmäßig sein, festes oder gegelenenfalls auch flüssiges R@heisen einzusetzen.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Stahlerzeugung auf der Basis von Einsatzmaterial in Form von Schrott, Eisenschwamm oder anderen im wesentlichen metallischen Eisenträgern, wobei in einem Konverter, der im Bodenbereich angeordnete Düsen aufweist, eine Säule aus dem Einsatzmaterial, in fester Form eingeführt, unter Verbrennung von Brennstoff mit Sauerstoff im Gegenstrom eingeschmolzen und überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzmaterial in dem Konverter, in dem Brennstoff-Sauerstoff-Brenner geringfügig oberhalb der sich nach dem Einschmelzen ergebenden Bauhöhe am Umfang des Konverters in dessen Wandung angeordnet sind, eingeschmolzen und gleichzeitig mit dem Einschmelzen getrennt voneinander feinteiliger Kohlenstoff und Sauerstoff über die im Bodenbereich angeordneten Düsen der Schmelze zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter nur bis auf einen Stahlrest entleert und gleichzeitig mit dem Einschmelzen einer nachfolgenden Charge das Zuführen des feinteiligen Kohlenstoffs und Sauerstoffs über die Düsen vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzufuhr über die Düsen nach Erreichen eines vorbestimmten Kohlenstoffgehaltes im Bad begonnen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einsatzmaterial stückige Kohlenstoffträger zugesetzt werden.
5. Konverter mit im Bodenbereich angeordneten Düsen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß geringfügig oberhalb der sich nach dem Einschmelzen ergebenden Badhöhe am Umfang des Konverters in dessen Wandung Brennstoff-Sauerstoff-Brenner angeordnet sind, während die Düsen zur getrennten Zufuhr von feinteiligem Kohlenstoff sowie von Sauerstoff ausgebildet sind.
6. Konverter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Sau-erstoff-Brenner über den Umfang gesehen im Bereich der Kippachse des Konverters angeordnet sind.
7. Konverter nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Höhe, die mindestens das 1,5-fache des Durchmessers des Konverters beträgt.