DE3526291A1 - Verfahren zum erschmelzen von stahl in einem koverter mit einer oberen sauerstoffblasform - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Ge­ biet der Eisenmetallurgie und betrifft insbesondere Ver­ fahren zum Erschmelzen von Stahl in einem Konverter mit einer oberen Sauerstoff-Blasform.

Das Stahlschmelzverfahren in Konvertern besteht in dem Frischen von Metall durch das Sauerstoffverblasen eines metallischen Einsatzes, der Schrott, flüssiges Roh­ eisen und Zuschläge enthält. Eine wichtige Besonderheit der Stahlerzeugung in Konvertern ist die Möglichkeit, Schrott zu verarbeiten.

Für die Stahlerzeugung ist Schrott gegenüber dem Roheisen ein kostengünstigeres Rohmaterial. So genügt es, um 1 t Stahl zu erzeugen, 1,1 t Schrott zu haben, während zur Erzeugung von 1 t Stahl aus Roheisen et­ wa 2 t Erz zunächst gewonnen und in einem Hochofen verarbeitet werden müssen, wobei dazu etwa 1 t eines Engpaßmaterials wie verkokbare Kohle zu verbrauchen ist. Der Kostenaufwand für das Sammeln und die Vor­ behandlung einer Tonne Schrott ist 10 bis 12 mal so klein wie die Schmelzkosten für eine Tonne Roheisen. Die Verwendung von Schrott zur Stahlerschmelzung er­ bringt deswegen eine bedeutende Ersparnis an Grund­ und Brennstoffen und setzt den Arbeitsaufwand herab.

Aufgrund niedrigerer Kosten für Schrott wurden in letzter Zeit in der Konverterstahlerzeugung verschiede­ ne Verfahren angewendet, die einen höheren Schrottan­ teil und einen verminderten Verbrauch an flussigem Roheisen im metallischen Einsatz vorsehen. Eine der Möglichkeiten der Schrottanteilerhöhung ist ein Vor­ wärmen des Schrotts im Konverter. So sind in den Ver­ einigten Staaten von Amerika 25% aller Konverterag­ gregate zu diesem Zweck mit Gas- oder Masutdüsen ausgerüstet. Nach Angaben von Steel Times, 1977, 205, No. 11, pp.133-137, 139-140 gestattet es das Vorwär­ men von Schrott auf 800°C, seinen Anteil um 10% an der Masse des metallischen Einsatzes bei einer Vor­ wärmdauer von etwa 10 min zu erhöhen. Die Stahlsch­ melztechnologie mit dem Vorwärmen von Schrott in einem Konverter hat in den USA, England, Belgien, Schweden, Japan, Frankreich eine breite Anwendung gefunden.

Die erstenVersuche, Schrott ohne Zusätze von flüssi­ gem Roheisen in einem herkömmlichen Sauerstoffkon­ verter aufzuwärmen und zu verflüssigen, sind von der Firma "Vest" unternommen worden (Rinesch R.F., J.Me­ talls, 1962,v.14, No.7, pp. 497-501).

ln der US-PS 31 74 847 ist ein Verfahren zur Stahler­ zeugung beschrieben, nach dem man in einen Konverter über die eingebrachten Masselroheisen und Schrott noch Koks in einer Menge von 0,5 bis 1,75%, auf die Masse des metallischen Einsatzes bezogen, aufgibt. Dar­ aufhin wird der Koks mittels eines Gasbrenners entzün­ det, und man beginnt mit dem Verblasen des Einsatzes mit Sauerstoff, dessen Menge mit dem fortschreitenden Herunterschmelzen des Einsatzes vergrößert wird.

Es sind Verfahren zur Herstellung von Stahl in Kon­ vertern bekannt, bei denen ein Konverter mit kalten Einsatzstoffen (Gußeisenscherben, Schrott, Brennstoff, Ferrolegierungen) beschickt wird, diese Stoffe ge­ schmolzen und mit Sauerstoff gefrischt werden. Dabei wird vorgeschlagen, als Brennstoff entflammbare Mate­ rialien zu benutzen (US-PS 28 00 631, Nr. 32 34 011).

Bei der Verwirklichung des Stahlschmelzverfahrens, welches das Schmelzen und Frischen eines aus kaltem Schrott und einem festen Brennstoff bestehenden Ein­ satzes durch direktes (unmittelbares) Sauerstoffaufbla­ sen einschließt, sind folgende Nachteile des Verfahrens, wie Schwierigkeiten der Brennstoffentzündung, eine unwirksame Brennstoffausnutzung, ein erhöhter Schwefelrestgehalt des Metalls, eine geringe Standzeit der Konverterauskleidung, ein beträchtlicher Abbrand des Metalls und ein hoher Verbrauch von Schlackenbil­ dern zutage getreten. Deswegen hat dieses Verfahren zum Vorwärmen des metallischen Einsatzes keine gro­ ße Verbreitung gefunden.

Heutzutage erfolgt das Vorwärmen von Schrott in Sauerstoffkonvertern, die im metallischen Einsatz flüssi­ ges Roheisen enthalten, durch die Wärme, die beim Ver­ brennen eines gasförmigen oder flüssigen kohlenstoff­ haltigen Brennstoffes in der Sauerstoffatmosphäre ent­ wickelt wird. Ein solches Verfahren zum Aufwärmen von Schrott wird von der Firma "Willing Pittsburg", die Masut-Sauerstoff-Blasformen einsetzt, sowie von den Stahlwerken "Allan Wood", "Visconsin Steel" und der Firma "Inland Steel Co", die Gas-Sauerstoff-Blasforrnen benutzt, angewendet. Die Firma "Cockerill Ougrce" ver­ wendet als flüssigen Brennstolff Erdöl (Kemner W.F., - Blast Furnace and Steel Plant, 1969, V.57, No. 12, pp. 1007-1012; Onuschek J.W., Holmes R.L.W. -J.Metals, 1972, v.24, No.9, pp. 26-37; Ironmaking and Steelma­ king, 1976, B, No.5, pp. 252-258). In einigen Werken der japanischen Firma "Nippon Steel Corporation" ha­ ben toroidale Kerosin-Sauerstoff-Blasformen Anwen­ dung gefunden (Chatterÿe A. Iron and Steel Institute 1 97 364 No. 4, pp. 325-331).

Die bekannte Technologie des Vorwärmens von Schrott wird wie folgt verwirklicht. Zuerst bringt man in einen Konverter Kalk ein. Dies wird vorgenommen, um den Konverterboden vor den sich während des Vor­ wärmvorganges bildenden Eisenoxiden zu sichern. Da­ nach wird der Konverter mit der erforderlichen Menge an Schrott beschickt und die Sauerstoff-Blasform aus der Öffnung im Konverterkamin herausgeführt wäh­ rend an ihrer Stelle eine Gas-Sauerstoff-Blasform ange­ bracht wird. Der Konverter wird senkrecht aufgestellt und die Gas-Sauerstoff-Blasform wird so lange abge­ senkt, bis die Blasformspitze sich an der Kaminöffnung befindet, und man zündet mit einer von Hand betätigten Gasflamme eine Zündflamme an. Danach senkt man die Blasform in die Stellung für das Aufwärmen des Schrotts. Während des Aufwärmprozesses wird die Blasform in einem Abstand gehalten, der um ein 2- bis 3 faches die Schmelzbadtiefe übersteigt.

Falls ein flüssiger Brennstoff zur Anwendung kommt, wird die Flamme absichtlich nicht angezündet, weil die Temperatur der Konverterauskleidung ausreicht, um den Brennstoff entflammen zu lassen. Beim Einschalten des Schrottaufwärmungssystems senkt man die Blas­ form in den Konverter etwa um 1 m unter den Konver­ terhals. Die Spitze der Blasform fällt schnell aus, wenn sie sich zu nah am Schrott befindet. Wenn sich aber die Blasform zu weit entfernt vom Schrott befindet, geht die Wirksamkeit des Aufwärmprozesses zurück. Bei einem solchen Verfahren wird Schrott ungleichmäßig aufge­ wärmt, und zwar der spezifisch leichtere Schrott schmilzt schnell, während sich der spezifisch schwerere Schrott nicht in genügendem Maße erwärmen kann. Nachdem das Aufwärmen von Schrott innerhalb von 10 bis 12 Minunten beendet ist, wird die Brennstoff-Blas- und an ihrer Stelle wird eine Sauerstoff-Blasform ange­ bracht, der Konverter wird geneigt und mit flüssigem Roheisen gefüllt. Das Frischen von Metall erfolgt durch dessen Sauerstoffverblasen. Die Blasform wird in die Arbeitsstellung gebracht, nachdem der Sauerstoff zu­ mindest zu 15% seiner für den Frischvorgang benötig­ ten Gesamtmenge verbraucht worden ist.

Bei der Anwendung der Gas-Sauerstoff- oder Masut- Sauerstoff-Blasformen für das Aufwärmen von Schrott in Konvertern ergeben sich wesentliche Nachteile, wie ihre komplizierte Konstruktion, die Notwendigkeit ei­ ner Sonderausrüstung und deren Bedienung, um den Brennstoff den Blasformen zuzuführen, eine längere Dauer des Aufwärmprozesses sowie das Vorhandensein von nach dem Aufwärmen gebildeten schmelzflüssigen Bereichen einer mit Eisenoxiden gesättigten flüssigen Phase. Außerdem wird der Betrieb der Brennstoff-Sau­ erstoff-Blasformen von der Erzeugung eines schädli­ chen hochfrequenten Geräusches begleitet.

Ein gasförmiger oder ein flüssiger Brennstoff, der in der Sauerstoffatmosphäre verbrennt, hat einem festen kohlenstoffhaltigen Brennstoff gegenüber einen niedri­ geren Wärmeausnutzungsgrad in einem Konverter zum Aufwärmen von Schrott. So beträgt beispielsweise bei einer Durchschnittstemperatur des Konvertergases von 1440°C der Wärmeausnutzungsgrad beim Verbrennen von Erdgas und Masut entsprechend 8,4% und 14,9%, während entsprechende Werte für Anthrazit und festen Kohlenstoff bei 22,5% und 23,2% liegen (V.I. Baptis­ manskÿ, B.M. Bojtchenko, E.V.Tretjakov, - Schrott im Einsatzgut für Sauerstoffkonverter, Moskau, M., 1982, S. 61).

Das Verbrennen eines festen Brennstoffes, im we­ sentlichen von Koks, in einer Sauerstoffatmosphäre zum Aufwärmen von Schrott erfolgt mittels speziell ausgebildeter Blasformen mit einem Ringspalt. Der zer­ kleinerte Brennstoff wird den Blasformen mit einem Fördergas (Argon oder Stickstoff) aus Sonderbehältern über ein Rohrleitungssystem zugeführt, und beim Aus­ tritt aus dem Ringspalt der Blasform vereinigt sich der Strom des festen Brennstoffes mit dem Sauerstoffstrom und verbrennt darin (Rinesch R.F. - Berg- and Hütten­ män. Monatsh., 1960, Bd. 105, Nr. 11, S, 303-309, Ri­ nesch R.F. - J.Metals 1962, v.14, No. 7, pp. 497-501). Dieses Schrottaufwärmungsverfahren wird von der Fir­ ma "Klöckner-Werke AG", BRD beim Erschmelzen von Stahl aus Schrott in Konvertern ohne Einsatz von flüssi­ gem Roheisen angewendet.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht in einem starken reibenden Verschleiß der Fördergut­ leitungen. Zum anderen steht der kohlenstoffhaltige Brennstoff nur in einer beschränkten Auswahl zur Ver­ fügung, weil bei einem Gehalt an flüchtigen Bestandtei­ len von über 8% diese Brennstoffe zur Selbstentzün­ dung fähig sind.

Also läßt sich bei allen bekannten Verfahren zur Stahlerzeugung in Konvertern, die einen festen oder einen Gas-Flüssigkeits-Brennstoff benutzen, das Auf­ wärmen von Schrott schwierig durchführen; es erfor­ dert einen hohen materiellen Aufwand, der mit der zu­ sätzlichen Aufstellung von Einrichtungen für die Aufbe­ reitung und Zuführung von Brennstoff in den Konverter verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein sol­ ches Verfahren zum Erschmelzen von Stahl zu entwik­ keln, bei dem der Schrottvorwärmungsvorgang verein­ facht und verbilligt und ein verfügbarer und kostengün­ stiger Brennstoff benutzt werden kann.

Diese Aufgabe wurde durch ein Verfahren zum Er­ schmelzen von Stahl in einem Konverter mit einer obe­ ren Sauerstoff-Blasform erreicht, welches einschließt:

• - das Beschicken des Konverters mit Schrott,
• - das Aufwärmen des Schrottes durch die Wärme, die beim Verbrennen eines kohlenstoffhaltigen Rohstoffes in der Atmosphäre von Sauerstoff, die dem Konverter zugeführt werden, entwickelt wird,
• - das Eingießen von Roheisen,
• - das Frischen von Metall durch sein Sauerstoff­ verblasen, bei dem man erfindungsgemäß
• - den Schrott durch die Wärme aufwärmt, die durch Verbrennen eines festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffes entsteht, der in Form eines Stromes zugeführt wird, der den Sauerstoffstrom, der aus einer in einer Höhe von 50 bis 100 reduzierten Kali­ bern über der Ebene des Konverterbodens ange­ ordneten Blasform in einer Menge von 8 bis 15 Nm³/min je 1 t Schrott zugeführt wird, kreuzt;
• - auf den aufgewärmten Schrott Kalk aufgibt und daraufhin das Roheisen eingießt;
• - das Frischen von Metall durch dessen Sauer­ stoffverblasen bei einer Blasformstellung in einer Höhe, die um das 1,5- bis 2,5 fache die für den Frischprozeß übliche Arbeitshöhe der Blasform über dem Spiegel des ruhigen Zustands des flüssi­ gen Metalls übersteigt, beginnt mit nachfolgendem Aufstellen der Blasform in der Arbeitsstellung durch deren erschütterungsfreies Absenken, wel­ ches man beim Erreichen eines Sauerstoffver­ brauchs von 5 bis 10% seiner für das Frischen be­ nötigten Gesamtmenge anfängt und beim Errei­ chen eines Sauerstoffverbrauches von 20 bis 25% seiner für das Frischen benötigten Gesamtmenge beendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erschmelzen von Stahl gestattet es, den Schrottaufwärmungsprozeß erheblich zu vereinfachen und zu verbilligen, denn das Aufwärmen von Schrott wird in einem Konverter be­ kannter Bauart ohne irgendwelche konstruktive Ände­ rungen und praktisch ohne zusätzlichen materiellen Aufwand durchgeführt.

Als fester kohlenstoffhaltiger Brennstoff kommt Koh­ le verschiedener Zusammensetzung, darunter auch eine geringwertige, in Frage.

Die Durchführung des Frischprozesses unter den an­ gegebenen Bedingungen macht ihn zu einem wirkungs­ volleren und leistungsstärkeren Prozeß.

Die erwähnten Vorteile des erfindungsgemäßen Stahlschmelzverfahrens werden in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung näher erläutert.

Der Schmelzprozeß wird in einem herkömmlichen Konverter geführt, der mit einer Blasform zum Sauer­ stoffaufblasen ausgerüstet ist.

ln den Konverter wird nach dem Abstich der Schmelzprodukte (Stahl und Schlacke) aus der vorange­ gangenen Schmelze bei einer Temperatur der Ausklei­ dung von mindestens 800°C eine nach der Rezeptur erforderliche Menge an Schrott eingetragen, und der Konverter wird in die Arbeitsstellung gebracht. Die Blasform wird abgesenkt und in einer Höhe aufgestellt, die einem Wert zwischen 50 und 100 reduzierten Kali­ bern über der Ebene des Konverterbodnens entspricht, und anschließend wird Sauerstoff in einer Menge von 8 bis 15 Nm³/min je 1 t Schrott im Strom zugeführt. Unter dem Fachausdruck "Reduziertem Kaliber" der Blasform ist der Durchmesser der Fläche zu verstehen, die dem summarischen Flächeninhalt aller Düsen der Blasform in der Ebene ihres kritischen Durchmessers gleich ist. Gleichzeitig mit dem Sauerstoff wird dem Konverter ein fester kohlenstoffhaltiger Brennstoff in einer Menge von 8 bis 45 kg je 1 t Schrott, bezogen auf Kohlenstoff, mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 2 t/min zugeführt.

Der feste kohlenstoffhaltige Brennstoff wird durch die Rinne des Eintragkanals für das Schüttgut in einem Strom, der den Sauerstoffstrom kreuzt, zugeführt. Der Winkel zwischen dem Sauerstoffstrom und dem Brenn­ stoffstrom beträgt 10 bis 30°. Im Zeitpunkt, wo die bei­ den Ströme sich treffen, erfolgt eine augenblickliche Entflammung des Brennstoffes unter der Wirkung der hohen (mindestens 800°C) Temperatur innerhalb des Konverters unter Freiwerden einer großen Wärme­ menge, die sich infolge der Oxydationsreaktion von Kohlenstoff zu Kohlenstoffdioxid sowie der Verbren­ nung der im Brennstoff enthaltenen flüchtigen Bestand­ teile beispielsweise Kohlenwasserstoffe entwickelt. Da­ bei bildet sich eine Flamme, die den Schrott aufwärmt.

Die Zuführung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes und des Sauerstoffes in der beschriebenen Art hat den Vorteil einer guten Vermischung derselben und einer gleichmäßigen Verteilung der nicht zu Ende verbrann­ ten Brennstoffteilchen über die gesamte Schrottoberflä­ che, wo sie beim Weiterbrennen den Schrott aufwär­ men. Die Dauer des Aufwärmens des Schrotts beträgt 3 bis 8 min.

Die Stellung der Blasform in dem angegebenen Be­ reich ist dadurch bedingt, daß die Flamme die größt­ mögliche, d. h. praktisch die ganze, Oberfläche des Schrottes aufwärmt.

Das Aufstellen der Blasform in einer Höhe von weni­ ger als 50 reduzierten Kalibern über der Ebene des Konverterbodens führt dazu, daß der kohlenstoffhaltige Brennstoffstrom auf den Schaft der Blasform trifft, und dies ist unzulässig, weil dadurch die Bedingung, der Sau­ erstoffstrom solle durch den festen Brennstoff durch­ kreuzt werden, nicht erfüllt wird.

Das Aufstellen der Blasform in einer Höhe von mehr als 100 reduzierten Kalibern führt dazu, daß die Flamme auf die Koverterauskleidung trifft und somit die Stand­ zeit derselben verkürzt.

Die Menge an Sauerstoff in dem angegebenen Be­ reich ist damit begründet, daß bei einem Durchsatz von weniger als 8 Nm³/min je 1 t Schrott der Wärmeüber­ gang von der Flamme zum Schrott vermindert wird, die Nachbrennverhältnisse für die unverbrannten Teilchen des festen Brennstoffes verschlechtert werden und im Endergebnis die Aufwärmung des Schrotts ungenügend ist.

Eine Durchsatzmenge an Sauerstoff von über 15 Nm³/min je 1 t Schrott führt im Schrottinnern zur Bil­ dung von örtlichen flüssigen Bereichen, die mit Eisen­ oxiden gesättigt sind und die nachfolgend beim Eingie­ ßen von Roheisen Ausbrüche von Metall aus dem Kon­ verter hervorrufen können.

Als fester kohlenstoffhaltiger Brennstoff sind Kohle verschiedener Zusammensetzung, Koks, Abfälle der Kokereien u. dgl. geeignet. Das Vorhandensein von Verunreinigungen im kohlenstoffhaltigen Brennstoff hat keinen Einfluß auf den Frischvorgang und ver­ schlechtert die Stahlqualität nicht. Die Stückgröße des zum Einsatz kommenden Brennstoffes darf in einem Bereich von 1 bis 3 cm liegen. Bei einer größeren Frak­ tion bleibt im Konverter nach Beendigung des Aufwär­ mens des Schrotts eine große Menge an nicht zu Ende verbrannten Teilchen des kohlenstoffhaltigen Brenn­ stoffes zurück.

Nachdem der Schrottaufwärmungsvorgang beendet worden ist, beschickt man den Konverter mit Kalk und gießt Roheisen ein.

Nachdem man Roheisen eingegossen und den Kon­ verter in die Arbeitsstellung gebracht hat, wird das Ab­ senken der Blasform vorgenommen, welche in einer Hö­ he aufgestellt wird, die um ein 1,5- bis 2,5 faches ihre für den Frischprozeß übliche Arbeitshöhe übersteigt. Unter dem Fachausdruck "Arbeitshöhe" ist der Abstand des Blasformstirnendes vom Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls im Konverter zu verste­ hen.

Die angegebene Stellung der Blasform ist erforder­ lich, um Ausbrüche von Metall und Schlacke aus dem Konverter infolge einer erhöhten Menge an beim Auf­ wärmen von Schrott sich bildenden Eisenoxiden zu ver­ meiden. Eine solche Stellung der Blasform verkürzt die Dauer ihrer Herausführung in die Arbeitshöhe.

Wenn die Blasform in einer Höhe aufgestellt wird, welche ihre Arbeitshöhe um weniger als das 1,5 fache übersteigt, so kann die Blasformspitze an den Stücken des nicht eingeschmolzenen Schrottes beschädigt wer­ den.

Wenn man die Blasform in einer Höhe aufstellt, wel­ che ihre Arbeitshöhe um mehr als das 2,5 fache über­ steigt, bilden sich in der Schlacke Eisenoxide in großer Menge, so daß es beim Senken der Blasform auf die Arbeitshöhe infolge des Ablaufs der Oxydationsreak­ tion von Kohlenstoff zu einem Ausbruch von Metall und Schlacke aus dem Konverter kommen kann.

Die Herausführung der Blasform aus ihrer Anfangs­ stellung in die Arbeitsstellung erfolgt durch ihr erschüt­ terungsfreies Senken nachdem der Sauerstoff in einer Menge von 5 bis 10% von seiner für das Frischen von Metall benötigten Gesamtmenge verbraucht worden ist. Das Senken der Blasform wird beendet, nachdem der Sauerstoff zu 20 bis 25% seiner für das Frischen benö­ tigten Gesamtmenge verbraucht worden ist, und diese Stellung gilt als Arbeitsstellung der Blasform. lm weite­ ren wird der Frischprozeß im normalen, für das Er­ schmelzen der jeweiligen Stahlsorte üblichen Betrieb geführt.

Beginnt man mit der Herausführung der Blasform aus ihrer Anfangsstellung zu einem früheren Zeitpunkt, wenn der Sauerstoff noch zu weniger als 5% seiner für das Frischen benötigten Gesamtmenge verbraucht wor­ den ist, erhöht sich die Gefahr einer Beschädigung der Blasformspitze an den Stücken des nicht geschmolzenen Schrottes.

Beginnt man mit der Herausführung der Blasform aus ihrer Anfangsstellung zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Sauerstoff zu mehr als 10% seiner für das Frischen benötigten Gesamtmenge verbraucht worden ist, reichert sich die Schlacke mit grossen Mengen an Eisenoxiden an, was unerwünscht ist.

Entsprechendes geschieht auch beim erschütterungs­ freien Absenken der Blasform und deren Aufstellen in der Arbeitshöhe. Wenn die Blasform schnell abgesenkt und bereits in der Arbeitshöhe nach Verbrauchen von weniger als 20% Sauerstoff aufgestellt wird, kann die Blasform die Schrottstücke streifen. Wenn die Blasform langsamer abgesenkt und erst in der Arbeitshöhe nach Verbrauchen von mehr als 25% Sauerstoff aufgestellt wird, verlängert sich die Dauer des Frischvorganges, was auch unerwünscht ist.

Das erfindungsgemäße Stahlschmelzverfahren bringt eine Reihe von Vorteilen, und zwar gestattet es das Verfahren:

• - praktisch ohne zusätzlichen materiellen Auf­ wand das Aufwärmen von Schrott in Konvertern mit dem Sauerstoffaufblasen oder in Konvertern mit kombiniertem Wind, die das Sauerstoffaufbla­ sen einschließen, zu vereinfachen;
• - vorhandene Ausrüstungen ohne irgendwelche konstruktive Abänderungen zu benutzen;
• - als Wärmeträger verfügbare und kostengünstige feste kohlenstoffhaltige Materialien beispielsweise eine geringwertige Kohle ohne sorgfältige Aufbe­ reitung derselben zu verwenden.

Zu einem besseren Vertändnis der vorliegenden Er­ findung werden des weiteren konkrete Durchführungs­ beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren beschrie­ ben.

Beispiel 1

Nach dem Stahl- und Schlackenabstich beschickt man einen Konverter mit 350 t Fassungsvermögen bei einer Temperatur der Auskleidung von ungefähr 1000°C mit 130 t Schrott und bringt den Konverter in die Arbeits­ stellung. Die Blasform wird abgesenkt und in einer Hö­ he von 8 m über der Ebene des Konverterbodens (85 reduzierte Kaliber) aufgestellt. Durch die Blasform wird Sauerstoff in einer Durchsatzmenge von 1300 Nm³/min (10 Nm³/min je 1 t Schrott) zugeführt. Gleichzeitig mit dem Sauerstoff wird in den Konverter durch die Rinne des Eintragskanals für das Schüttgut eine geringwertige Kohle der Zusammensetzung: brennbarer Teil 54,8%; Asche 37,6%; Feuchte 7,6%; in einer Menge von 3000 kg eingebracht. Dabei kreuzt der Brennstoffstrom den Sauerstoffstrom. Nach Verbrauchen von 6500 Nm³ Sauerstoff (50 Nm³ je 1 t Schrott) wird das Aufwärmen eingestellt. Auf den aufgewärmten Schrott gibt man 15 t Kalk auf. Man hebt die Blasform an, neigt den Konver­ ter und gießt 270 t flüssiges Roheisen welches enthält: C=4,2%, Si=0,7%, Mn=0,25%, S=0,030%, P=0,06% bei einer Temperatur von 1400°C ein. Der Konverter wird in die Arbeitsstellung gebracht, die Blasform auf eine Höhe von 4 m (2,2 mal so hoch wie ihre Arbeitshöhe über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustandes des flüssigen Metalls) gesenkt und die Sauer­ stoffzufuhr eingeschaltet.

Nachdem 1,3. 10 ³Nm³ Sauerstoff (8% seiner für das Frischen benötigten Gesamtmenge) verbraucht worden sind, beginnt man mit dem erschütterungsfreien Absen­ ken der Blasform und stellt sie nach Verbrauchen von 3,6×10³Nm³ Sauerstoff (22% seiner gesamten Menge) in derArbeitshöhe von 1,8 m über dem Spiegel des be­ dingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls auf. Bis zum Ende des Frischvorganges bleibt die Aufstellhöhe der Blasform praktisch unverändert. Im weiteren wird der Frischvorgang im Konverter nach der bekannten (herkömmlichen) Technologie geführt. Die Dauer des Frischvorganges beträgt 12,5 min. Nach dem Frischen liegt die Temperatur des gewonnenen Stahles bei 1640°C und der Kohlenstoffgehalt des Stahles bei 0,08%. Diese Angaben über die Temperatur und den Kohlenstoffgehalt des gewonnenen Stahls sprechen für normale Wärmeverhältnisse in der Schmelze.

Beispiel 2

Der Prozeß wird analog dem im Beispiel 1 geführt, mit dem Unterschied, daß die Einsatzmengen an Schrott und flüssiggem Roheisen sowie die Prozeßgrößen des Aufwärmens von Schrott und des Frischens von Metall geändert werden.

Die Einsatzmengen an Schrott und flüssigem Rohei­ sen betragen entsprechend 100 t und 230 t. Die Blasform für das Aufwärmen von Schrott wird in einer Höhe von 4,5 m (50 reduzierten Kalibern) aufgestellt. Die Durch­ satzmenge an Sauerstoff für das Aufwärmen liegt bei 1500 Nm³/min (15 Nm³/min je 1 t Schrott). Die gesamte Einsatzmenge an Kohle beträgt 1920 kg. Das Aufwär­ men des Schrotts wird beendet, nachdem 4500 Nm³ Sau­ erstoff verbraucht worden sind. Auf den aufgewärmten Schrott gibt man 10 t Kalk auf und gießt Roheisen ein. Das Frischen beginnt bei der Blasformstellung in einer Höhe von 2,5 m über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls, welche die Arbeitshöhe der Blasform um das 1,5 fache übersteigt, und nachdem 865 Nm³ Sauerstoff (5% der gesamten, für das Frischen erforderlichen Sauerstoffmenge) verbraucht worden sind, senkt man die Blasform gleichmäßig ab. Beim Ver­ brauch von 3,46×10³ Nm³ Sauerstoff (20% seiner für das Frischen benötigten Gesamtmenge) wird die Blas­ form in der Arbeitshöhe von 1,7 m über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls aufge­ stellt. die Temperatur des gewonnenen Stahls nach dem Frischen beträgt 1635°C, der Kohlenstoffgehalt des Stahls 0,07%. Die Dauer des Frischprozesses beträgt 11,5 min.

Beispiel 3

Der Prozeß wird analog dem im Beispiel 1 geführt, mit dem Unterschied, daß die Einsatzmenge an Schrott und flüssigem Roheisen sowie die Prozeßgrößen des Aufwärmens von Schrott und des Frischens von Metall geändert werden.

Die in den Konverter eingesetzte Menge an Schrott und Roheisen beträgt entsprechend 140 t und 260 t. Die Blasform zum Aufwärmen von Schrott wird in einer Höhe von 9,3 m (100 reduzierten Kalibern) aufgestellt. Die Durchsatzmenge an Sauerstoff für das Aufwärmen liegt bei 1120 Nm³/min (8 Nm³/min je 1 t Schrott). Die gesamte Menge an in den Konverter eingebrachter Kohle beträgt 4200 kg. Das Aufwärmen von Schrott wird beendet, nachdem 8960 Nm³ Sauerstoff (64 Nm³ je 1 t Schrott) verbraucht worden sind. Auf den aufge­ wärmten Schrott werden 15 t Kalk eingebracht und Ro­ heisen eingegossen. Das Frischen von Metall wird bei der Blasformaufstellung in einer Höhe von 4,5 m über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls, welche um das 2,5 fache ihre Arbeitshöhe über­ steigt, begonnen. Nachdem 1,52×10³Nm³ Sauerstoff (10% seiner für das Frischen benötigten Gesamtmenge) verbraucht worden sind, wird die Blasform gleichmäßig abgesenkt. Nach dem Verbrauchen von 3,8×10³Nm³ Sauerstoff (25% seiner für das Frischen benötigten Ge­ samtmenge) wird die Blasform in der Arbeitshöhe von 1,8 m über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls aufgestellt.

Die Dauer des Frischens beträgt 14 min. Die Tempe­ ratur des gewonnenen Stahls liegt bei 1635°C, der Koh­ lenstoffgehalt des Stahls bei 0,09%.

Beispiel 4

Der Prozeß wird analog dem im Beispiel 1 geführt, mit dem Unterschied, daß an Stelle einer geringwerti­ gen Kohle zum Aufwärmen von Schrott Koks mit einem 92%igen Kohlenstoffgehalt zum Einsatz kommt.

Die in der Konverter eingesetzte Menge an Schrott und Roheisen beträgt entsprechend 130 t und 270 t. Die Blasform für das Aufwärmen von Schrott wird in einer Höhe von 8 m (85 reduzierten Kalibern) aufgestellt. Die Durchsatzmenge an Sauerstoff für das Aufwärmen be­ trägt 1300 Nm³/min (10 Nm³/min je 1 t Schrott). Die gesamte Menge an in den Konverter eingebrachten Koks beträgt 2000 kg. Das Aufwärmen von Schrott wird beendet, nachdem 6500 Nm³h Sauerstoff ver­ braucht worden sind. Auf den aufgewärmten Schrott gibt man 15 t Kalk auf und gießt daraufhin Roheisen ein. Das Frischen beginnt bei der Blasformaufstellung in ei­ ner Höhe von 4 m über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls, welche ihre Arbeitshöhe um das 2,2 fache übersteigt, und nachdem 1,3×10 Nm³ Sauerstoff (8% seiner gesamten für das Frischen erfor­ derlichen Menge) verbraucht worden sind, beginnt man die Blasform gleichmäßig abzusenken. Nach dem Ver­ brauch von 3,6×10³Nm³ Sauerstoff (22% seiner Ge­ samtmenge) wird die Blasform in der Arbeitshöhe von 1,8 m über dem Spiegel des bedingt ruhigen Zustands des flüssigen Metalls aufgestellt. Die Dauer des Fri­ schens beträgt 11,5 min. Die Temperatur des gewonne­ nen Stahls liegt nach dem Abschluß des Frischens bei 1620°C, der Kohlenstoffgehalt des Stahls beträgt 0,06%.

Claims (2)

1. Verfahren zum Erschmelzen von Stahl in einem Konverter mit einer oberen Sauerstoff-Blasform, das einschließt;

   • - das Beschicken des Konverters mit Schrott;
   • - das Aufwärmen des Schrottes durch die Wärme, die beim Verbrennen eines kohlen­ stoffhaltigen Brennstoffes in der Atmosphäre von Sauerstoff, die dem Konverter zugeführt werden, entwickelt wird;
   • - das Eingießen von Roheisen;
   • - das Frischen von Metall durch sein Sauer­ stoffverblasen;
2. dadurch gekennzeichnet, daß man

   • - den Schrott durch die Wärme aufwärmt, die durch Verbrennen eines festen kohlenstoffhal­ tigen Brennstoffes entsteht, der in Form eines Stromes zugeführt wird, der den Saustoff­ strom, der aus einer in einer Höhe von 50 bis 100 reduzierten Kalibern über die Ebene des Konverterbodens angeordneten Blasform in einer Menge von 8 bis 15 Nm³/min je t Schrott zugeführt wird, kreuzt;
   • - auf den aufgewärmten Schrott Kalk aufgibt und daraufhin das Roheisen eingießt;
   • - das Frischen von Metall bei einer Blasform­ stellung in einer Höhe, die um das 1,5-2,5 fa­ che die für den Frischprozeß übliche Arbeits­ höhe der Blasform über dem Spiegel des ruhi­ gen Zustands des flüssigen Metalls übersteigt, beginnt mit nachfolgendem Aufstellen der Blasform in der Arbeitsstellung durch deren erschütterungsfreies Absenken, welches man beim Erreichen eines Sauerstoffverbrauchs von 5 bis 10% seiner für das Frischen benötig­ ten Gesamtmenge anfängt und beim Erreichen eines Sauerstoffverbrauchs von 20 bis 25% seiner für das Frischen benötigten Gesamt­ menge beendet.