DE341637C - Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Schmelz- und Reduktionsoefen, namentlich von Eisenhochoefen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Schmelz- und Reduktionsoefen, namentlich von Eisenhochoefen

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DE341637C
DE341637C DE1918341637D DE341637DD DE341637C DE 341637 C DE341637 C DE 341637C DE 1918341637 D DE1918341637 D DE 1918341637D DE 341637D D DE341637D D DE 341637DD DE 341637 C DE341637 C DE 341637C
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/14Discharging devices, e.g. for slag

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

  • Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Schmelz- und Reduktionsöfen, namentlich von Eisenhochöfen. Beim Betriebe von Schmelz- und Reduktionsöfen, besonders der Hochöfen, spielt die Schliackenschicht im Herde des Ofens eine ganz bedeutende, bisher im allgemeinen noch viel zu wenig beachtete Rolle. So kann man annehmen, daß bei der Reduktion des Eisenoxydes im Hochofen 85 Prozent mittelbar und 15 Prozentunmittelbar reduziert werden, und zwar erfolgt die unmittelbare Reduktion durch festen Kohlenstoff fast ausschließlich in der Schlackenschicht, in die große Mengen Kohlernstoff, d. h. Koksstücke und alle Stoffe, die fest sind, eintauchen. So gelangt z. B. der gesamte Schwefel als Schwefeleisen in die Schlacke, ebenso alle Schwermet'allioxyde, soweit sie noch vorhanden sind, und alle Silikate. Unter dem Einfluß der hohen Temperatur wird bei Anwesenheit von Kalk durch den eingetauchten Kokskohlenstoff bezüglich der Güte des zu, erzeugenden Eisens die Hauptarbeit geleistet. Zwischen Schwefeleisen und Kalk findet unter Bildung von Eisenoxyd;ul- ein Austausch statt, wobei sich das gebildete Schwefelkalzium in der Schlacke löst, während das Eisenoxydul sofort reduziert wird; ebenso werden Eisensilikate und Oxyde reduziert, desgleichen die anderen Verbindungen, z. B. die des Mangans. Dabei wird gleichzeitig aus Kieselsäure Silizium frei, und es findet eine weitere Legierung des Eisens statt; dazu regnet dauernd das Roheisen in die Sammelstelle, d. h. den unteren Teil des Hochofengestells, herab.
  • Bei der bisherigen Betriebsweise derartiger Ofen wird diese wertvolle Einwirkung der Schlackenschicht dadurch empfindlich beeinträchtigt, daß bei dem von Zeit zu Zeit erfolgenden Abstich großer Mengen Eisen und Schlacke au-s dem Herde des Hochofens die Oberfläche der Schlacke jedesrn:al stark abgesenkt wird, womit der für die erwähnten Umsetzungen erforderliche Beharrungszustand gestört wird; dieses zeitweilige Absenken der Schlackenoberfläche bedingt damit die Erzeugung eines geringwertigeren Roheisens. Alle in der Schlackenschicht vor sich gehenden Reaktionen sind stark wärmebindend. Durch das Abziehen großer Mengen aus dem Gestell sinkt die feste Beschickung plötzlich bzw. so nach, wie der Abstich erfolgt, dann staut sich die ganze Beschickung und gerät nur langsam wieder in Gang, da die noch .unterhalb der Windformen gesunkenen Massen durch die geschmolzenen Massen wieder nach c,ben drängen.
  • Nach der Erfindung sollen die Bedingungen für diese vorteilhafte Wirkungsweise der Schlackenschicht dadurch aufrechterhalten und sogar noch verbessert werden, idlaß der Schliackenspiegel dauernd in gleicher. Höhe, und zwar in möglichster Nähe der Formen, also der höchsten Temperaturzone, gehalten wird. Es wird dies in der Weise erreicht, daß der Abfluß ides Eisens und der Schlacke aus dem Herde des Ofens nicht mehr absatzweise wie üblich, .sondern stetig vorgenommen wird, und zwar indem die Schtacke durch einen Überlauf unmittelbar unter der 1#ormenebene abfließt, während das Eisen durch eine Art Syphon abfließt, dessen Scheitel so hoch liegt, daß unter Berücksichtigung der verschiedenen spezifischen Gewichte des flüssigen Eisens und der Schlacke jeweilig die Einstellung des Schlackenspiegels in dauernd gleicher Höhe ummittelbar unter den Formen gewährleistet ist.
  • In der Zeichnung ist eine zur Durchführung der gekennzeichneten Arbeitsweise besonders gut geeignete Einrichtung in Fig. i im senkrechten, in Fig. a im wagerechten Schnitt wiedergegeben.
  • D'as Gestell des Hochofens a wird durch den Herd b abgeschlossen, der mit einer Vorkammer c in Verbindung steht, und zwar durch einen unterhalb der Windformen d vorgesehenen Überlaufkanal f und durch einen .nach Art eines Siphons ausgebildeten Kanal g; das geschlossene Gefäß c besitzt einen wassergekühlten Drosselhahn e. Nimmt man das spezifische Gewicht der Schlacke zu a, das des flüssigen Eisens zu 7 an, so beträgt die Scheitelhöhe y des Siphons g im Verhältnis zu der Höhe a der Schlackenschicht und der Höhe ß des Eisenbades über dem Anschluß des Siphons g: y = ß -I- =.l7 a.
  • Auf diese Weise ist ein Gleichgewichtszustand bezüglich der Flüssigkeitssäulen hergestellt, unter dein sowohl alles weitere Eisen durch den Siphon g und alle weitere Schlacke durch den Überlauf f frei in den Behälter c. abfließen, kann.
  • Da nun in dem Raum a, ein gewisser Vberdruck herrscht, der auch zeitlichen Schwankungen unterworfen ist, so wird in dem Behälter c der gleiche Gegendruck aufrechterhalten, um auch in dieser Beziehung immer den erforderlichen Beharrungszustand zu sichern. Dies wird am besten dadurch erreicht, daß man durch entsprechende Bemessung des Kanals f jeweilig immer einen Teil der Gase aus dem Hochofen in das Gefäß c übertreten läßt, womit gleichzeitig ein Offenhalten des Kanals f gewährleistet ist, wie dies an sich bereits für Schl.ackenabstichgaser durch die deutsche Patentschrift a895go des Erfinders vorgeschlagen ist. Durch entsprechende Einstellung des Drosselhahnes e kann dabei eine ständige Strömiung heißer Gase- durch den Kanal f hindurch erzielt werden.
  • Idas Gefäß c ist tiefer gelagert als der Herd b des Hochofens, so daß die sich darin einstellenden Flüssigkeitsspiegel keine Rückwirkung auf die Einstellung der Schlackenschicht und des Eisenbades im Herde b ausüben. Aus dem Gefäß c wird das Eisen und die Schlacke von Zeit zu Zeit abgestochen, so daß äußerlich die Betriebsweise eines derartigen Hochofens eine absatzweise bleibt wie bisher - worauf sich natürlich die Weiterverarbeitung eingestellt hat -, während aber doch im Herde des Hochofens die zur Aufrechterhaltung des Beharrungszustandes erforderlichen Verhältnisse gewahrt bleiben. Der Behälter c kann gewissermaßen als .Mischer au.fgefaßt und demgemäß mit mehreren Hochöfen in Verbindung gesetzt werden, zu welchen Zweck dann auch eine besondere Beheizung vorgesehen werden kann.
  • Die gekennzeichnete Arbeitsweise gestattet noch eine weitere Vervollkommnung: Bei der bisherigen Herstellung von Eisenmangan--legierungen wird das Manganerz in fester Form zugesetzt, wobei große Verluste durch Fortblasen der feineren Anteile eintreten. Im vorliegenden Falle kann man das Mangan zunächst außerhalb des Hochofens durch Silikate binden und den so erzeugten Schmelzfluß in die Schlackenschicht des Hochofens eingießen. Durch das ständige Hochhalten der Schlackenoberfläche in der ,Nähe der Formen wird durch die Einwirkung der hohen Temperatur und des eintauchenden Kokskohlenstoffes das Mangan in kurzer Zeit und vollständig, d. h. ohne Verluste, reduziert.
  • Man hat bereits zur Vermeidung der 'lästigen Arbeit des absatzweisen Abstechens ein stetiges Abziehen des Eisens: und der Schlacke aus Hochöfen vorgeschlagen, indem man in derEbene derEisen- undder Schlackenschicht siphonartige Überläufe vorgesehen hat. Die praktische Anwendung derartiger nach außen mündender Überläufe erscheint aber unüunlich, einmal deshalb, weil die erforderliche Widerstandshöhe für die heutigen hoben Windpressungen nicht gut geschaffen werden kann, zum anderen auch natürlich eine Abhängigkeit von den Schwankungen im Winddruck erhalten bleibt. Demgegenüber geht die Erfindung von einem ganz anderen Leitgedanken aus,- indem für die Reduktion in der Schlackenschicht ein Beharrungszustand gewährleistet werden soll, und zwar dadurch, daß dauernd das Eintauchen großer Mengen glühenden Kohlenstoffs in die Schlacke vermittelt wird, wodurch sowohl eine uiunittelbare Reduktion des Eisenoxyds wie auch eine Befreiung von Schwefel erzielt wird. Dies wird natürlich nur dadurch möglich, daß das Abfließen des Roheisens und der Schlacke in ein besonderes Ausgleichsgefäß erfolgt, das seinerseits .unter den im Gestell herrschenden Winddruck gesetzt wird, um eine völlige Unabhängigkeit sowohl von der absoluten Höhe des, Winddruckes als auch von Schwankungen desselben zu erzielen.
  • Werden bei der Herstellung von Ferromangan im Hochofen die in der Natur vorkomirnenden Manganerze, die aus M"02 bestehen, mit der anderen Beschickung in den Hochofen eingeführt, so ergibt sich leicht die Möglichkeit von Oberfeuer, da die Hälfte des Sauerstoffes von Mangan M"0, sehr locker sitzt und leicht .mit dem Kokis in Reaktion tritt. Anderseits ist damit auch ein großer Manganverlust bedingt, wie denn auch die Gase des Hochofens bei der Herstellung von Ferromangan immer ganz braun von Manganoxyd sind. Es ist nun schon der Vorschlag gemacht worden, die mit Einführung von Manganerzen in den. Hochofen bedingten Schwierigkeiten und störenden Nebenerscheinungen dadurch zu beseitigen, da:ß die sauerstoffreichen Manganerze fein gepulvert und gegebenenfalls mit Kohle und Kalk gemischt durch die Windformen in den Hochofen eingeblasen werden. Auf diese Weise gelangen tatsächlich die Erze unmittelbar in die Schmelzzone des Hochofens, so daß die erwähnten Mißstände beseitigt erscheinen.
  • Nach der vorliegenden Arbeitsweise soll aber das Manganerz als Silikat, d. h. unter vörheriger Verschlackung, zugesetzt werden, so daß es unmittelbar in die Schlackenschicht des Ofens gelangt und dort reduziert wird. und zwar in der Zone unterhalb der Wind düsen, so,daß eine Wiederoxydation -in der Zone oberhalb der Winddüsen, bei der das entstandene Manganoxyd im Gichtgas bleibt und verloren geht, ausgeschlossen ist. Das zweite wichtige Merkmal der neuen Arbeitsweise besteht darin, daß durch Einfließenlassen dieses. Mangansilikates in die nach der Erfindung gleichmäßig erhaltene Schlackenschicht eine vollständige Reduktion durch den eintauchenden Kohlenstoff vor sich geht, so daß man .die Gewähr erhält, daß die zugesetzten Manganverbind'ungen auch restlos zur Erfüllung ihrer Aufgabe herangezogen werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum tetriebe von Schmelz-und Reduktionsöfen, namentlich der Eisenhochöfen, dadurch gekennzeichnet, daß durch dauernd gleichmäßige Erhaltung des Schlackenspiegels in möglichster Nähe der Windformen--ein Beharrungszustand für die in der Schlackenschicht vorsich gehenden Umsetzungen, und zwar unter Einwirkung der höchsten Temperatur, gesichert wird; indem das an sich bekannte dauernde Abfließen des Roheisens und der Schlacke in ein besonderes Ausgleichsgefäß erfolgt, das unter den im Gestell herrschenden Gasdruck gesetzt wird, um eine völlige Unabhängigkeit sowohl von der absoluten Höhe als auch von Schwankungen des Gasdruckes zu erzielen.
  2. 2. Einrichtung für das Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schlacke ein steter Abfluß unterhalb der Formenebene in Gestalt eines ein fachen Überlaufes vorgesehen ist, durch den gleichzeitig die Gase mit in das Ausgleichsgefäß übertreten können, während das Eisen ebenso dauernd durch einen Siphon abgezogen wird, dessen Scheitelhöhe so hoch liegt, daß auch hier ein Ausgleich unter Berücksichtigung des spezifischen Gewichtes der Schlacke und des flüssigen Eisens erzielt wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgefäß so tief gelagert ist, daß auch bei absatzweiser Entnahme von Eisen und Schlacke aus diesem Gefäß keine Störung des stetigen Überlaufes durch Rückdruck eintreten kann. q.. Verfahren nach Anspruch i zur Herstellung von Eisenmanganlegierungen durch Einführung von Manganverbindungen in die Schmelzzone des Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß das Mangan zuerst durch Silikate gebunden und dieser Schmelzfluß in die Schlackenschicht des Hochofens eingegossen wird, um durch die Einwirkung,-der hohen Temperatur und des eintauchenden Kohlenstoffes das Mangan in kurzer Zeit vollständig zu reduzieren.
DE1918341637D 1918-04-28 1918-04-28 Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Schmelz- und Reduktionsoefen, namentlich von Eisenhochoefen Expired DE341637C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE747029C (de) * 1939-06-20 1944-09-04 Thyssen Huette Ag Verfahren zur Entschwefelung von Roheisenbaedern
DE1132293B (de) * 1952-05-15 1962-06-28 Rheinstahl Eisenwerke Muelheim Verfahren zum fortlaufenden Schmelzen von Metallen und/oder Erzen in einem mit Heisswind betriebenen Kupolofen und zur Durchfuehrung dieses Verfahrens dienender Kupolofen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE747029C (de) * 1939-06-20 1944-09-04 Thyssen Huette Ag Verfahren zur Entschwefelung von Roheisenbaedern
DE1132293B (de) * 1952-05-15 1962-06-28 Rheinstahl Eisenwerke Muelheim Verfahren zum fortlaufenden Schmelzen von Metallen und/oder Erzen in einem mit Heisswind betriebenen Kupolofen und zur Durchfuehrung dieses Verfahrens dienender Kupolofen

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