DE4404313A1 - Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von
Metallen und Metall-Legierungen, insbesondere von Stählen, in Form festen
Chargiermaterials in metallurgischen Gefäßen unter Zufuhr elektrischer
Energie.
Als Chargiermaterial kommt hierbei insbesondere stückiger Schrott in Frage.
Bisher ist man dabei in der Weise vorgegangen, daß das feste
Chargiermaterial in einem Elektro-Lichtbogenofen eingeschmolzen, entkohlt,
entphosphort und grob auflegiert wird. Nach Erreichen der gewünschten
Temperatur wird die Schmelze, die sehr weitgehend schlackenfrei ist, in eine
Pfanne abgestochen. Alsdann wird auf die Schmelze in der Pfanne eine
reaktionsfähige Schlackenmischung aufgegeben, die beispielhaft aus einem
Gemisch aus CaO und CaF₂ bestehen kann. Anschließend wird die Pfanne
zur Kompensation der Temperaturverluste bei der weiteren Behandlung der
Schmelze in einem elektrisch beheizten Pfannenofen aufgeheizt. Falls es
notwendig sein sollte, wird die Schmelze während dieser Aufheizphase zur
Erreichung der gewünschten chemischen Zusammensetzung auflegiert.
Je nach den vorgegebenen Spezifikationen wird die Schmelze in einer
Entgasungsanlage entgast. Bei der Herstellung von niedriggekohlten
hochchromhaltigen Legierungen wird die Schmelze in der Entgasungsanlage
mit Sauerstoff aufgeblasen und unter vermindertem Druck entkohlt
(sogenannter VOD-Prozeß). Beim VOD-Prozeß wird üblicherweise auf das
Aufheizen im Pfannenofen verzichtet, da bei der Entkohlung aufgrund der
exotherm ablaufenden CO-Reaktion genügend Wärme entsteht. Nach
Abschluß der Behandlung wird die Schmelze entweder nach dem
Strangguß- oder Blockguß-Verfahren vergossen.
Die seit langem übliche Verfahrensführung weist jedoch folgende Nachteile
auf: Zunächst einmal wird ein besonderes Einschmelzaggregat, wie ein
Elektro-Lichtbogenofen benötigt. Dieser erfordert hohe Investitionskosten,
einen zusätzlichen Platzbedarf für den Ofen, eine umfangreiche Bevorratung
von Ersatzteilen sowie einen zusätzlichen Verbrauch von Feuerfestmaterial
für die Ofenzustellung bzw. -ausmauerung. Darüber hinaus fallen in
beträchtlichem Umfange Personalkosten für das Ofenpersonal an. Während
der Ofenzustellung bzw. einer Reparatur des Ofens entsteht ein
Produktionsausfall. Beim Abstich vom Ofen in die Pfanne entstehen
zusätzliche Temperaturverluste, die im Pfannenofen kompensiert werden
müssen.
Bisher wurde nicht der Vorschlag unterbreitet, den vollständigen
Aufschmelzprozeß, d. h. das Einsetzen von festem Chargiermaterial, in einer
Pfanne durchzuführen, die auch als Transportpfanne bezeichnet wird.
Transportpfannen wurden in aller Regel mit bereits aufgeschmolzenem
Metall beschickt, und erst danach wurden die verschiedensten
Behandlungsprozesse in der Pfanne durchgeführt.
Durch die DE-OS 37 22 167 ist es bereits bekannt, in einer Pfanne festes
Material aufzuschmelzen, das allerdings aus einer sogenannten
Abschmelzelektrode besteht. Auch zu diesem Zweck ist es erforderlich, die
Pfanne zunächst mit flüssigem Metall zu beschicken, und das Aufschmelzen
der Abschmelzelektrode geschieht lediglich zu dem Zweck, der Schmelze
bestimmte Stoffe zuzuführen, beispielsweise zusätzliche
Legierungselemente. Der über die Abschmelzelektrode zugeführte
Metallanteil beträgt dabei nur einen Bruchteil der gesamten Metallmenge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
beschriebenen Gattung wesentlich zu vereinfachen hierbei Wärmeenergie
einzusparen und auch die Investitionskosten für die Anlage zur
Durchführung des Verfahrens drastisch zu reduzieren.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen
Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß man das Chargiermaterial in einer
Pfanne aufschmilzt und unter zumindest zeitweiser Durchleitung eines
Gases durch die Schmelze mindestens einen der Behandlungsvorgänge
Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation, Entschwefelung, Auflegieren
und Reinigen von nichtmetallischen Einschlüssen, in der gleichen Pfanne
durchführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen vollständigen Verzicht
auf einen besonderen Einschmelzofen, beispielsweise auf einen Elektro-
Lichtbogenofen. Vielmehr wird gemäß der Erfindung das feste
Chargiermaterial in der Behandlungspfanne selbst durch Energiezufuhr
aufgeschmolzen. Die Einschmelzenergie kann auf verschiedene Weise
zugeführt werden, beispielsweise mittels Elektro-Lichtbogen und/oder
Plasma und/oder Induktionsbeheizung. Auch die metallurgischen
Behandlungsvorgänge wie Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation,
Entschwefelung, Auflegieren und Reinigen von nichtmetallischen
Einschlüssen, die bisher üblicherweise im Einschmelzaggregat
vorgenommen wurden, können erfindungsgemäß in der gleichen Pfanne
durchgeführt werden. Die Weiterbehandlung der Schmelze kann dabei unter
den bisher bekannten Betriebsbedingungen erfolgen. Neben der
Reduzierung von Kosten führt die Erfindung noch zu dem zusätzlichen
Vorteil, daß die Temperaturverluste während der weiteren Behandlung sehr
gering sind, da die Pfannenzustellung bereits während des Aufschmelzens
aufgeheizt wird und mit der Schmelze nahezu im thermischen Gleichgewicht
steht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein
entsprechend ausgerüstetes Stahlwerk hinsichtlich des Materialflusses sehr
rationell gestaltet werden kann.
Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn man das Chargiermaterial in
Teilmengen in die Pfanne eingibt und jede Teilmenge aufschmilzt, bevor die
jeweils nächste Teilmenge zudosiert wird. Das eingesetzte Stückgut ist
nämlich in der Regel sperrig, so daß der endgültige Schmelzenspiegel sehr
viel tiefer liegt, als die obersten Stücke des Chargiermaterials. Durch die
Zugabe des Chargiermaterials in Teilmengen kann ein besonders guter
Füllungsgrad der Pfanne erreicht werden.
Es ist auch besonders vorteilhaft, wenn man die gesamte Menge an
Schlackebildnern für die Durchführung mindestens eines Verfahrensschritts
zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials in die Pfanne
eingibt. Eine Faustregel besagt daß pro Tonne des gesamten
Chargiermaterials etwa 10 kg Schlackebildner benötigt werden. Auch wenn
bei einer 20-Tonnen-Pfanne zunächst nur eine Teilmenge von 10 Tonnen
eingeschmolzen wird, wird die gesamte benötige Menge von 200 kg
Schlackebildnern bereits vor dem Einschmelzen der ersten Teilmenge
zugegeben. Hierdurch wird eine besonders intensive Schlackenreaktion
ermöglicht.
Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn man die Ausmauerung bzw.
Zustellung der Pfanne vor der Eingabe des festen Chargiermaterials auf
eine Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise von mindestens
800°C, vorheizt. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn man die Pfanne
zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials auf die genannte
Temperatur aufheizt, und zwar mit fossilen Brennstoffen, bevor die
Beheizung mit elektrischer Energie begonnen wird. Das feste Stückgut
begünstigt wegen seines großen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen
die Energieaufnahme aus den Brennerflammen und bewirkt gleichzeitig eine
Verteilung der heißen Brenngase, so daß diese die Pfannen-Ausmauerung
besser erreichen können. Auf diese Weise wird mithin der Vorwärmprozeß
erheblich beschleunigt.
Um beim Aufschmelzen der Teilmengen gleichfalls eine intensive
Energiezufuhr zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn man bei
einer Lichtbogenbeheizung die Lichtbogen-Elektroden und bei einer
Beheizung durch Plasmabrenner den mindestens einen Plasmabrenner
nach Maßgabe des Einschmelzens des Chargiermaterials nachführt. Dies
bedeutet, daß sowohl die Elektroden als auch die Plasmabrenner mit
entsprechend langen Führungen versehen werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist diese Anlage erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transportwege der Pfanne in etwa T-
förmig zueinander ausgerichtet sind, daß im Kopfteil des "T" eine
Vorwärmstation und eine Entschlackungsstation angeordnet sind, daß im
Schnittpunkt von Kopfteil und Stegteil des "T" zwischen Vorwärmstation und
Entschlackungsstation die erste Behandlungsstation mit einer
Heizeinrichtung und am freien Ende des Stegteils eine zweite
Behandlungsstation für die Vakuumbehandlung angeordnet sind.
Es ist dabei wiederum vorteilhaft, wenn zwischen der ersten und der zweiten
Behandlungsstation eine Bunkerstation für Zugabestoffe angeordnet ist, von
der aus Transportmittel zu beiden Behandlungsstationen geführt sind. Es ist
dadurch möglich, aus der Bunkerstation Zuschlagstoffe sowohl der ersten
Behandlungsstation als auch der zweiten Behandlungsstation wahlweise
zuzuführen, so daß die Zuschlagstoffe optimal eingesetzt werden können.
Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn man seitlich des zwischen den
beiden Behandlungsstationen verlaufenden Transportweges einen
Bedienungsstand anordnet. Durch diese Anordnung hat die
Bedienungsperson die Möglichkeit einer sehr genauen visuellen
Überwachung und einer Steuerung des Verfahrensablaufs.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen von Verfahren und Anlage gehen aus
den übrigen Unteransprüchen hervor.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anlage werden
nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Anlage und
Fig. 2 einen Teilausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit
einer anders ausgebildeten Entschlackungsstation.
In Fig. 1 ist eine Anlage mit drei Transportwegen W1, W2 und W3
dargestellt, bei der die Transportwege W1 und W3 durch parallel zueinander
verlaufende Schienenpaare 1 und 2 gebildet werden. Der hierzu senkrecht
verlaufende zweite Transportweg W2 wird durch einen hier nicht
dargestellten Transportkran für die Pfanne gebildet.
Für die Transportbahnen W1 und W3 werden sogenannte Transportwagen 3
benötigt, die mit einer waagrechten Schwenklagerung 4 für jeweils eine
Pfanne 5 versehen sind. Die Pfanne 5 besitzt zwei seitliche Schwenkzapfen
6 und eine Gießlippe 7 für den Abguß des Pfanneninhalts. Fig. 1 zeigt
einen Transportwagen 3 mit einer Pfanne 5 in verschiedenen Stellungen
(strichpunktiert).
Entlang des ersten Transportweges W1 befindet sich zunächst eine
Reparatur- und Wartungsstation 8 und im Anschluß daran eine
Vorwärmstation 9 mit nicht näher bezeichneten Brennern für fossile
Brennstoffe. In der Vorwärmstation 9 wird die Pfanne 5 mit der wesentlichen
Menge des Chargiermaterials und der Schlacke beschickt. In der
Vorwärmstation wird die Pfanne mit Inhalt in der weiter oben angegebenen
Weise vorgeheizt.
An die Vorwärmstation 9 schließt sich in Richtung des Transportweges W1
eine erste Behandlungsstation 10 an, zu der ein Pfannendeckel 11 gehört,
durch den drei nicht näher bezeichnete Lichtbogen-Elektroden
hindurchgeführt sind, die mit einer Stromversorgung 12 in Verbindung
stehen. Der Pfannendeckel 11 ist noch mit einer Absaugleitung 13 versehen.
Der Pfannendeckel 11 ist heb- und senkbar aufgehängt und kann
infolgedessen nach dem Darunterfahren eines Transportwagens 3 auf einen
entsprechend ausgebildeten Rand der Pfanne 5 aufgesetzt werden. In
dieser ersten Behandlungsstation 10 erfolgt das Einschmelzen des
Chargiermaterials und dessen weitere Behandlung, soweit diese unter
Atmosphärendruck durchgeführt wird. Zum Nachchargieren weiterer
Teilmengen des Chargiermaterials kann die Pfanne 5 wieder in die
Vorwärmstation 9 zurückgefahren werden, da in dieser Stellung die
Pfannenöffnung von oben besser zugänglich ist.
Nach dem Aufschmelzen und der Durchführung mindestens eines Teils der
einzelnen Verfahrensschritte kann es notwendig werden, einen Austausch
der Schlacke vorzunehmen. Zu diesem Zweck befindet sich im weiteren
Verlauf des ersten Transportweges W1 eine Entschlackungsstation 14, der
ein Schlacke-Aufnahmebehälter 15 zugeordnet ist. In dem in Fig. 1
dargestellten Fall verläuft die Achse A-A der Schwenklagerung 4
rechtwinklig zu dem Schienenpaar 1, so daß die Gießlippe 7 in Laufrichtung
der Schienen ausgerichtet ist. Zum Nachchargieren frischer Schlacke kann
die Pfanne 5 wieder in die Vorwärmstation 9 zurückgefahren werden. Es ist
aber auch möglich, der Entschlackungsstation 14 einen hier nicht gezeigten
Schlacke-Bunker zuzuordnen.
Der erste Transportweg W1 und der zweite Transportweg W2 sind T-förmig
zueinander ausgerichtet, und es ist zu erkennen, daß die erste
Behandlungsstation 10 im Schnittpunkt von Kopfteil und Stegteil des "T"
angeordnet ist. Am Ende des zweiten Transportweges W2 ist eine zweite
Behandlungsstation 16 angeordnet, die im vorliegenden Fall aus einer
Vakuumkammer 17 besteht, in die die Pfanne 5 eingesetzt werden kann. Die
beiden Behandlungsstationen 10 und 16 sind beide mit Sauerstofflanzen
ausgestattet, die der Einfachheit halber jedoch nicht zeichnerisch dargestellt
sind. Anstelle der Vakuumkammer 17 kann auch ein weiterer Pfannendeckel
vorgesehen werden, der über eine Saugleitung an einen Pumpsatz
angeschlossen und vakuumdicht auf den oberen Rand der Pfanne
aufsetzbar ist.
Zwischen der ersten Behandlungsstation 10 und der zweiten
Behandlungsstation 16 ist eine Bunkerstation 18 angeordnet, die aus
zahlreichen Einzelkammern besteht, in denen die unterschiedlichen
Zugabestoffe für die Schmelze untergebracht sind. Von dieser Bunkerstation
18 führen Transportmittel 19 und 20 zu den einzelnen
Behandlungsstationen. Diese Transportmittel können als Förderrinnen oder
Förderrohre ausgebildet sein. Das der Vakuumkammer 17 zugeordnete
Transportmittel 20 ist seitlich ausschwenkbar angeordnet, so daß das
Einsetzen der Pfanne 5 in die Vakuumkammer 7 von oben nicht behindert
wird.
Auf dem Schienenpaar 2 befinden sich noch zwei Transportwagen 3 und 3a,
auf die die Pfanne 5 nach dem Herausheben aus der Vakuumkammer 17
aufgesetzt werden kann. Von hier aus kann die Pfanne dann zum Abgießen
entweder in eine Blockgußstation oder eine Stranggußstation verbracht
werden.
Seitlich des zweiten Transportweges W2 bzw. seitlich der Bunkerstation 18
befindet sich ein Bedienungsstand 21, und es ist erkennbar, daß die
Bedienungsperson von hier aus einen vollständigen Überblick über die
Anlage und den Verfahrensablauf hat, lediglich mit Ausnahme der
Entschlackungsstation 14, die aber ohnehin von einer zusätzlichen
Bedienungsperson betreut werden muß.
Es sei noch erwähnt, daß die hier für einen neuen Zweck verwendete und an
sich bekannte Pfanne üblicherweise in ihrem Boden oder Bodenbereich
einen oder mehrere Spülsteine für die Durchleitung von Spülgas durch die
Schmelze aufweist. Bei diesem Spülgas handelt es sich üblicherweise um
Argon und/oder Stickstoff. Es ist dabei von Bedeutung, daß die Spülsteine
von Anfang an von Spülgas durchströmt werden, um ein Zusetzen durch
Schmelze oder Verunreinigungen aus der Schmelz zu vermeiden.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab etwa die rechte Hälfte von Fig. 1,
jedoch mit dem maßgeblichen Unterschied, daß die Achse A-A der
Schwenklagerung 4 derjenigen Transportwagen, die auf dem Schienenpaar
1 verfahrbar sind, um 90 Grad um eine senkrechte Achse gedreht wurde, so
daß die Schwenkachse A-A nunmehr parallel zu den Schienen 1 verläuft. Je
nach dem, auf welcher Seite die Gießlippe 7 angeordnet ist, ist es möglich
auf der einen oder anderen Seite einen Schlacken-Aufnahmebehälter 15
oder 15a vorzusehen. Dadurch kann der Stellflächenbedarf für die gesamte
Anlage entsprechend verringert werden.
In einer Anlage nach Fig. 1 wurde eine Pfanne mit einem
Fassungsvermögen von 20 Tonnen mit einer ersten Teilmenge von 10
Tonnen Stahlschrott aus geschredderten Teilen mit Abmessungen zwischen
etwa 10 und 20 cm und der Gesamtmenge von 200 kg Schlackebildner aus
CaO gefüllt, und Pfanne mit Inhalt wurden in der Vorwärmstation durch
Gasbrenner auf eine Temperatur von etwa 950°C aufgeheizt. Nachfolgend
wurde die Pfanne in die erste Behandlungsstation verfahren, und der Inhalt
wurde dort mittels dreier Lichtbogenelektroden aufgeschmolzen und auf ca.
1600°C überhitzt. Nacheinander wurden zwei weitere, auf ca. 500°C
vorgewärmte, Teilmengen von je 5 Tonnen eingegeben und jeweils restlos
aufgeschmolzen. Eine Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 1, angegebene
Zusammensetzung der Schmelze.
Anschließend wurde die Schmelze während einer Dauer von 10 Minuten
zum Entkohlen und zur Entphosphorung mit einer Sauerstofflanze von oben
beblasen. Eine Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 2, angegebenen Werte.
Danach wurde die Schlacke in der Entschlackungsstation abgezogen und
durch 200 kg frische Schlacke aus 80 Gewichtsprozent CaO und 20
Gewichtsprozent CaF₂ ersetzt. In der ersten Behandlungsstation wurden der
Schmelze aus der Bunkerstation Legierungs- und Desoxidationsmittel wie C,
Si, Mn und Al zugesetzt, und die Beheizung durch Lichtbogenelektroden
wurde für die Dauer von 10 Minuten wieder aufgenommen. Eine erneute
Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 3, angegebenen Werte.
Danach wurde die Pfanne in die Vakuumkammer der zweiten
Behandlungsstation eingesetzt und während einer Dauer von 20 Minuten
einem Druck kleiner als 5 mbar ausgesetzt, worauf das Vakuum aufgehoben,
die Behandlung aber noch durch Hindurchleiten von Spülgas während
weiterer 10 Minuten fortgesetzt wurde. Die Temperatur der Schmelze betrug
zuletzt 1570°C. Eine Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 4, angegebenen
Werte. Die Schmelze wurde danach direkt aus der Pfanne zu Blöcken
vergossen. Die Endanalyse ist in Tabelle I, Zeile 5, zu finden.
Während der gesamten Einschmelz- und Behandlungsdauer wurde durch im
Pfannenboden angeordnete Spülsteine ständig Spülgas durch die Schmelze
hindurchgeleitet.
In einer Anlage nach Fig. 1 wurde zum Herstellen eines 18/8-Chrom-
Nickel-Stahls (AISI 304) eine Pfanne mit einem Fassungsvermögen von
20 Tonnen mit einer ersten Teilmenge von 10 Tonnen entsprechenden
Schrotts aus geschredderten Teilen mit Abmessungen zwischen etwa 10
und 20 cm und der Gesamtmenge von 200 kg Schlackebildner aus CaO
gefüllt, und Pfanne mit Inhalt wurden in der Vorwärmstation durch
Gasbrenner auf eine Temperatur von etwa 950°C aufgeheizt. Nachfolgend
wurde die Pfanne in die erste Behandlungsstation verfahren, und der Inhalt
wurde dort mittels dreier Lichtbogenelektroden aufgeschmolzen und auf ca.
1580°C überhitzt. Nacheinander wurden zwei weitere, auf ca. 500°C
vorgewärmte, Teilmengen von je 5 Tonnen eingegeben und jeweils restlos
aufgeschmolzen und auf die Temperatur von gleichfalls ca. 1580 °C
gebracht. Eine Analyse ergab die in Tabelle II, Zeile 1, angegebene
Zusammensetzung der Schmelze.
Anschließend wurde die Schmelze während einer Dauer von 10 Minuten
zum teilweisen Entkohlen mit einer Sauerstofflanze von oben beblasen,
wobei die Temperatur auf 1620°C anstieg. Eine Analyse ergab die in
Tabelle II, Zeile 2, angegebenen Werte.
Danach wurde die Schlacke in der Entschlackungsstation abgezogen und
durch 200 kg frische Schlacke aus 80 Gewichtsprozent CaO und 20
Gewichtsprozent CaF₂ ersetzt. In der zweiten Behandlungsstation wurden
der Schmelze aus der Bunkerstation noch fehlende Legierungskomponenten
zugesetzt, und die Schmelze wurde unter einem Vakuum zwischen 60 und
80 mbar und unter Aufblasen von Sauerstoff mittels einer Lanze während
einer Dauer von 20 Minuten einer sogenannten VOD-Behandlung
ausgesetzt, wobei die Temperatur wegen des exothermen Verfahrensablaufs
auf 1700°C anstieg. Eine erneute Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 3,
angegebenen Werte. Danach wurde der Schmelze in der Vakuumkammer
der zweiten Behandlungsstation mindestens ein Reduktionsmittel aus der
Gruppe Al, Si und Mn zugesetzt und während einer Dauer von 20 Minuten
einem Druck kleiner als 5 mbar ausgesetzt (sogenannte VD-Behandlung).
Die Temperatur sank hierbei auf 1650°C, die Analysenwerte sind in Tabelle
II, Zeile 4, zu finden.
Daraufhin wurde das Vakuum aufgehoben, die Behandlung aber noch durch
Hindurchgleiten von Argon als Spülgas während weiterer 10 Minuten
fortgesetzt, wobei gleichzeitig etwaige Korrekturen an den
Legierungselementen vorgenommen wurden. Die Temperatur der Schmelze
betrug zuletzt 1610°C. Eine Analyse ergab die in Tabelle II, Zeile 5,
angegebenen Werte. Die Schmelze wurde danach direkt aus der Pfanne zu
Blöcken vergossen. Die Endanalyse ist in Tabelle II, Zeile 6, zu finden.
Während der gesamten Einschmelz- und Behandlungsdauer wurde durch im
Pfannenboden angeordnete Spülsteine ständig Spülgas durch die Schmelze
hindurchgeleitet.
Claims (22)
1. Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und
Metall-Legierungen, insbesondere von Stählen, in Form festen
Chargiermaterials in metallurgischen Gefäßen unter Zufuhr
elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Chargiermaterial in einer Pfanne aufschmilzt und unter zumindest
zeitweiser Durchleitung eines Gases durch die Schmelze mindestens
einen der Behandlungsvorgänge Entkohlung, Entphosphorung,
Desoxidation, Entschwefelung, Auflegieren und Reinigen von
nichtmetallischen Einschlüssen, in der gleichen Pfanne durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
mindestens die Behandlungsvorgänge Entkohlung, Entphosphorung,
Auflegieren unter Atmosphärendruck durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Chargiermaterial in Teilmengen in die Pfanne eingibt und jede
Teilmenge aufschmilzt, bevor die jeweils nächste Teilmenge zudosiert
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in
der gleichen Pfanne eine Behandlung durch Zugabe von
reaktionsfähiger Schlacke durchführt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man die gesamte Schlackenmenge für die Durchführung
mindestens eines Verfahrensschritts zusammen mit der ersten
Teilmenge des Chargiermaterials in die Pfanne eingibt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Behandlung zwischen einzelnen Verfahrensschritten mindestens
einmal durch Entfernen der Schlacke ("Abschlacken") und Ersatz der
Schlacke durch frische Schlacke unterbricht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Ausmauerung der Pfanne vor der Eingabe festen Chargiermaterials
auf eine Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise von
mindestens 800°C, vorheizt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Pfanne zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials
auf eine Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise von
mindestens 800°C, mit fossilen Brennstoffen vorheizt, bevor die
Beheizung mit elektrischer Energie begonnen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Pfanne nach Abschluß des Aufschmelzens und der Behandlung unter
Atmosphärendruck einer Vakuumbehandlung unterzieht, um dadurch
gasförmige Bestandteile wie Wasserstoff und Stickstoff und Schwefel
aus der Schmelze zu entfernen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man auf
die Schmelze während der Vakuumbehandlung zum Zwecke einer
Entkohlung mittels einer Lanze von oben Sauerstoff oder ein
sauerstoffhaltiges Gas aufbläst.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Vakuumbehandlung unter einer Schicht aus reaktionsfähiger
Schlacke durchführt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Inhalt der Pfanne während
des Aufschmelzens und/oder während mindestens eines der
nachfolgenden Verfahrensschritte in der Pfanne einer
Spülgasbehandlung unter Gaszufuhr durch mindestens einen
Spülstein aussetzt.
13 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der
Pfanne die Energie durch Lichtbogenbeheizung zuführt und daß man
die Lichtbogen-Elektroden nach Maßgabe des Einschmelzens des
Chargiermaterials nachführt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der
Pfanne die Energie durch mindestens einen Plasmabrenner zuführt
und daß man den mindestens einen Plasmabrenner nach Maßgabe
des Einschmelzens des Chargiermaterials nachführt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der
Pfanne die Energie durch Induktionsbeheizung zuführt.
16. Verwendung einer Pfanne zum Aufschmelzen und Behandeln von
Metallen und Metall-Legierungen, insbesondere von Stählen, und zur
Durchführung mindestens eines Behandlungsvorgangs wie
Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation, Entschwefelung,
Auflegieren und Reinigen von nichtmetallischen Einschlüssen.
17. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Transportwege (W1, W2) der Pfanne (5) in etwa T-förmig zueinander
ausgerichtet sind, und daß im Kopfteil des "T" eine Vorwärmstation
(9) und eine Entschlackungsstation (14) angeordnet sind, daß im
Schnittpunkt von Kopfteil und einem Stegteil des "T" zwischen
Vorwärmstation (9) und Entschlackungsstation (14) die erste
Behandlungsstation (10) mit einer Heizeinrichtung und am freien
Ende des Stegteils eine zweite Behandlungsstation (16) für die
Vakuumbehandlung angeordnet sind.
18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
der ersten (10) und der zweiten Behandlungsstation (16) eine
Bunkerstation (18) für Zugabestoffe angeordnet ist, von der aus
Transportmittel (19, 20) zu beiden Behandlungsstationen (10, 16)
geführt sind.
19. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich
des zwischen den beiden Behandlungsstationen (10, 16)
verlaufenden Transportweges (W2) ein Bedienungsstand (21)
angeordnet ist.
20. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für den
Transport der Pfanne (5) auf Schienen (1, 2) ein Transportwagen (3)
mit einer waagrechten Schwenklagerung (4) für die Pfanne (5)
vorgesehen ist.
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse
(A-A) der Schwenklagerung (4) für die Pfanne (5) rechtwinklig zu den
Schienen (1) verläuft, und daß in Laufrichtung der Schienen ein
Schlacke-Aufnahmebehälter (15) angeordnet ist.
22. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse
(A-A) der Schwenklagerung (4) für die Pfanne (5) parallel zu den
Schienen (1) verläuft, und daß auf mindestens einer Seite der
Schienen ein Schlacke-Aufnahmebehälter (15, 15a) angeordnet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4404313A DE4404313C2 (de) | 1994-02-11 | 1994-02-11 | Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
US08/347,958 US5480127A (en) | 1994-02-11 | 1994-12-01 | Apparatus for the melting and treatment of metal |
JP7022115A JPH07224312A (ja) | 1994-02-11 | 1995-02-09 | 金属および金属合金を溶融および処理する方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4404313A DE4404313C2 (de) | 1994-02-11 | 1994-02-11 | Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4404313A1 true DE4404313A1 (de) | 1995-08-17 |
DE4404313C2 DE4404313C2 (de) | 2002-08-01 |
Family
ID=6510005
Family Applications (1)
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
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US3467167A (en) * | 1966-09-19 | 1969-09-16 | Kaiser Ind Corp | Process for continuously casting oxidizable metals |
GB1206062A (en) * | 1967-10-18 | 1970-09-23 | Nippon Kokan Kk | Deoxidation method |
BE795333A (fr) * | 1972-03-01 | 1973-05-29 | Thyssen Niederrhein Ag | Procede de desulfuration de l'acier en fusion et poche pour sa mise en oeuvre |
US3885956A (en) * | 1974-05-21 | 1975-05-27 | Rheinische Kalksteinwerke | Method and composition for the treatment of ferrous melts and process for making the treating composition |
JPS5652962A (en) * | 1979-10-08 | 1981-05-12 | Ricoh Co Ltd | Picture information communication system |
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JPS6031884A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-18 | Hajime Nakato | 水洗水からの含有物質回収方法 |
AT389324B (de) * | 1987-01-09 | 1989-11-27 | Inteco Int Techn Beratung | Verfahren zur elektroschlacke-behandlung von metallschmelzen in einem ausgemauerten metallurgischen gefaess |
JPH02145716A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-05 | Nkk Corp | アーク・プラズマ溶解炉の溶解進捗診断方法 |
JPH02290912A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Daido Steel Co Ltd | 溶解装置及び溶解方法 |
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Patent Citations (1)
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CIGNETTI, Nick P.: Develop- ment of a small sized ladle metallurgy system. In: Metallurgical Plant and Technology Interna- tional 5/1990, S. 64-73 * |
SWANEY, Richard U. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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