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Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Eisen und Stahl bzw. Eisenlegierungen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren- zur unmittelbaren Herstellung
von Eisen und Stahl bzw. Eisenlegierungen im Elektroofen unter Verwendung von Oxyderzen
und Reduktionsmitteln als Rohstoffe. Unter dem Ausdruck >,Oxy derz<< sollen
in diesem Zusammenhang sowohl gewöhnliche Eisenerze als auch Abfall- und Zwischenerzeugnisse
anderer Verfahren, z. B. Kiesabbrände, metalloxydhaltige Rückstände u. dgl., verstanden
werden. Das Reduktionsmittel besteht zweckmäßig aus Kohle oder kohlenstoffhaltigem
Material,- kann aber ganz oder teilweise- durch andere Reduktionsmittel, wie Manganeisen,
Siliciumeisen, Siliciumalun iiniumeisen oder Aluminium u. dgl., ersetzt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens kann jeder beliebige Elektroofen verwendet werden,
dessen Ofenraum von der äußeren Luft abgeschlossen und in dem somit eine reduzierende
Atmosphäre aufrechterhalten werden kann, und der mit einer oder mehreren sich durch
das obere Gewölbe in den Ofen heruntererstreckenden Elektroden versehen ist, die
in Richtung zum Bade heb- und senkbar sind, wodurch die Wärme in verschiedenen Teilen
des Bades bzw. des Ofens nach Wunsch geregelt werden kann.
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Zur Herstellung von Eisen und Stahl in dieser Weise ist -ein Verfahren
bekannt, gemäß welchem eine aus einem innigen und homogenen Gemisch aus fein verteiltem
Erz und fein verteiltem Reduktionsmittel bestehende Beschickung in Brikett- oder
anderer Stückform in einem Elektroofen des angegebenen Typs auf dem Schlackenbad
schwimmend mit Hilfe von Wärme reduziert und geschmolzen wird, die ganz oder .teilweise
als elektrische Widerstandswärme in der Schlacke entwickelt wird. Zur Herstellung
von Eisen besonders hoher Qualität, z. B. Eisen sehr niedrigen Kohlenstoffgehaltes
von etwa 0,02 bis 0,04 % oder hochlegiertem Eisen und Stahl hoher Qualität sowie
Ferrolegierungen sehr niedrigen Kohlenstoffgehaltes, ist dieses Verfahren sehr geeignet.
Wenn es sich aber um Herstellung von gewöhnlichem Eisen und Stahl oder niedrigprozentigen
legierten Stählen, z. B. gewöhnlicher Handelsqualität von sowohl einfacherer als
besserer Beschaffenheit, handelt, wird das Verfahren unnötig kostspielig, und zwar
zufolge der erforderlichen weitgehenden Feinzerkleinerung von- Erz und Reduktionsmittel,
der überführtuig der Beschickung in Brikett- oder andere Stückform und der nachfolgenden
Behandlung dieser Brikette oder Stücke zwecks Fixierung der gegenseitigen Lagerung
der Körnchen. Dieses bekannte Verfahren ist nämlich auf den an sich richtigen Gedanken
gegründet,
daß jedes kleine Erzkörnchen die für seine Reduktion
erforderliche Menge an Reduktionsmittel unmittelbar bei sich liegen haben soll,
und daß die Brikette bzw. Stücke derart beschaffen sein sollen, daß sie daran gehindert
werden, zu zerfallen, ehe die Reduktion praktisch vollendet ist, da sonst unkontrollierbare
Nebenreaktionen entstehen können und die Reduktionskohle leicht durch die gebildeten
Gase weggeführt wird.
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Es hat sich aber erwiesen, dä.ß sowohl diese weitgehende Feinzerkleinerung
des Erzes und des Reduktionsmittels als auch die nachfolgende Behandlung der Beschickung
zwecks FLYierung der gegenseitigen Lagerung der Körnchen nicht absolut notwendig
sind, indem man auf einem billigeren -l#Wg vorgehen kann und gleichwohl den erstrebten
Zweck: nämlich Flußeisen bzw. -stahl unmittelbar aus Erz herzustellen, erreichen
kann.
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Bei einem Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Eisen und Stahl
bzw. Eisenlegierungen, bei welchem oxydische Erze mit Reduktionsmittel in der Reduktion
der Erze und dem gewünschten Kohlenstoffgehalt des Produktes abgepaßten Mengen in
einem Elektroofen mit heb- und senkbaren Elektroden reduziert und geschmolzen werden,
wird gemäß der Erfindung der obenerwähnte Zweck dadurch erreicht, daß die Beschaffenheit
der Rohstoffe, ihre Zuführung und die Wärmeverteilung im. Ofen derart geregelt werden;
daß unterhalb der Beschickung eine -,verhältnismäßig steife oder zähe, die Beschickung
tragende Haut auf -der lOberfläche der Schlacke gebildet wird.
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Um die tragende Wirkung der Schlackenhaut zu sichern, soll natürlich
die auf diesar Haut ruhende Beschickungsschicht nicht allzu hoch gehalten werden.
Andererseits soll sie aber nicht allzu dünn sein, weil dabei durch direkte Strahlung
von den Lichtbögen die Temperatur der oberen Schlackenschicht allzu hoch wird, um
die Bildung einer Haut genügender Festigkeit zu gestatten. Die Stärke der Beschickungsschicht
soll somit innerhalb solcher Grenzen gehalten werden, daß einerseits die Haut nicht
einer allzu großen Belastung ausgesetzt wird, andererseits die Beschickungsschicht
eine genügende Isolierwirkung auf die Oberfläche des Schlackenbades ausübt.
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Zufolge der verhältnismäßig zähen Oberfläche der Schlacke wird es
möglich, vergleichweise ;grobstickige Erze sowie grobstückige Kohle zu verwenden,
und deshalb wird eine Feinzerkleinerung der Rohstoffe unnötig. Dies trifft besonders
dann zu, wenn das Raumgewicht des Erzes bzw. der Kohle verhältnismäßig klein ist,
z. B. wenn das Erz in Form von zu Nodulen übergeführtem Erzschlich, gesintertem
oder brikettiertem und gebrannten Schlich, d. h. porösem Produkt, vorliegt. Um aber
sicher zu sein, daß die Schlackenoberfläche die Rohstoffe tragen kann, ist es zweckmäßig,
daß Erz und. etwaigenfalls auch das Reduktionsmittel, z. B. die Kohle, in den Ofen
üi verhältnismäßig kleiner Körnung, z. B. höchstens Erbs- bis Nußgröße, einzuführen.
Je feiner das Erz und das Reduktionsmittel zerkleinert sind, je vollständiger und
schneller findet die Umsetzung im Ofen statt und je geringer wird die Neigung des
Erzes; sich vom kohlenstoffhaltigen Material zu trennen und in die Schlacke herunterzusinken.
Das kohlenstoffhaltige Material wird indessen leichter vom gebildeten Gas mitgerissen,
je feinkörniger und je leichter es ist, und deshalb soll die Feinzerkleinerung bei
der Verwendung von Holzkohle zweckmäßig nur z. B. bis Graupen- oder Sandgröße getrieben
werden. Bei der Verwendung von schwerer Kohle, z. B. Steinkohle und Anthrazit, kann
die Körnung kleiner gewählt werden, ohne Gefahr zu laufen, daß die Kohle von dem
Gas weggeführt wird.
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Unter gewissen Umständen kann es zweckmäßig sein, zusammen mit den
Rohmaterialien oder getrennt von diesen einen oder mehrere Stoffe solcher Beschaffenheit
in den Ofen einzuführen, die das Tragvermögen der Oberfläche der Schlacke erhöhen,
d. h. die Schlacke zähflüssiger oderschwerer schmelzbar machen können.
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Welcher Stoff bzw. welche Stoffe in jedem besonderen Fall zu verwenden
sind, ist von der Natur der im Erz enthaltenen Bestandteile und der Beschaffenheit
der Asche der Kohle abhängig. Als geeignete Stoffe seien Kalk, Dolomit, Quarz, Sand
o. dgl. erwähnt.
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Die Einführung der Beschickung in den Ofen soll zweckmäßig ununterbrochen
oder in kurzen Zwischenräumen stattfinden, - um die Reduktion, die Gasentwicklung
und den Stromverbrauch gleichmäßig zu gestalten. Für diesen Zweck sollen Einfühi-ungsv
orrichtungen für maschinellen Betrieb angeordnet und mit derartigen Reglungsvorrichtungen
versehen sein, daß die in der Zeiteinheit zugeführten Mengen an Erz und Reduktionsmittel
durch Veränderung der Geschwindigkeit wirksam geregelt werden können. Das Erz kann
getrennt vom Reduktionsmittel oder mit diesem gemischt eingeführt werden. Die Einführung
geschieht zweckmäßig derart, daß die Rohmaterialien auf ein im Ofen von Anfang an
befindliches oder während des Verlaufes der Schmelzung gebildetes Schlackenbad in
Mischung herunterkommen, oder auch derart, daß das Reduktionsmittel der Schlacke
zunächst und das Erz über dem Reduktionsmittel zu liegen kommen, etwaigenfalls abwechselnd
in
Inehrerell Schichten. Das Erz soll dagegen zn-@rlan;it.>i@ nicht allein unmittelbar
auf die S@:hlacke eingeführt werden, insofern e, nicht sprziilsch leichter als diese
ist, in welchem halle die IZeihenfol-e zwischen Erz und Kohle von kleinerer hcdeutung
ist.
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hei der \-ertl-elidulig voll kohlenstoffhaltigeni Reduktionsmittel
wird hei der Reduktion im Ofen durch die Reduktion des Erzes Gas geLildet, das gröl;tenteils
aus Kohlenoxyd besteht. Das Gas hat zufolge seiner verhältnismäßig hohen Temperatur
und seilfies großen Kohlenosydgehaltes stark reduzierende Eigenschaften und kann
deshalb zweckmäßig zur Erhitzung und Vorreduktioti des Erzes, elie das Erz in den
Schmelzraum des Ofens eingeführt wird, verwendet werden. Diese Vorerhitzung und
Vorreduktion kann zweckmäßig in den Einführungsvorrichtungen des Erzes oder irgendeinem
anderen für diesen Zweck geeigneten Apparat, den das Gas in unmittelbarer Berührung
mit dem Erz durchströmt, geschehen. Insbesondere, welin das Erz im voraus bis auf
eine ziemlich hohe Temperatur, z. B. Soo-' bis iooo-, vorgewärmt ist, findet dabei
schnell eine teilweise Reduktion des Erzes unter Bildung von Kohlendioxyd aus einem
Teil des Kohlenosvdes des Gases statt. Wenn das Erz sehr fc#iillzörnig ist, werden
zweckmäßig die Einführungsvorrichtunren bzw. Erhitzungsvorrichtungen des Erzes derart
angeordnet, daß das Erz in dünnen Schichten, z. B. auf gegen das Innere des Ofens
geneigten Flächen o. dgl., liegt und dem Gas eine große Oberfläche für Erhitzung
und Reduktion bietet, so daß das Erz ganz -oder teilweise reduziert wird, ehe es
auf das Schlakkenbad herunterkommt und dort geschmolzen wird.
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Es ist einleuchtend, daß, wenn das Erz vorreduziert wird, ehe es in
den eigentlichen Ofenraum hineinkommt, die Menge an Reduktionsmitteln, die dem Ofen
zugeführt werden. muß, entsprechend niedriger- gehalten werden kann.
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Ehe das Reduktionsmittel in den Ofen hineinkommt, kann es, wenn, erforderlich,
dadurch erhitzt werden, daß ein Teil des Gases durch die Einführungsvorrichtungen
des Reduktionsmittels in unmittelbare Berührung mit diesem gebracht wird. Die Gasmenge
wird zweckmäßig derart geregelt, daß nur eüi kleinerer Teil der Gesamtmenge, z.
B. 5 bis diese Einführungsvorrichtungen durchströmt, während der größere Teil durch
die Einführungsvorrichtungen des Erzes geleitet wird. Die Gesamtmenge des Gases
kann aber natürlich auch durch die Erzeinführungsvorrichtungen geleitet werden.
ZVird das Erz sowie das Reduktionsmittel in sehr feinkörniger Form eingeführt, so
kann selbstverständ-1i,:li das Gas dem Ofeu durch einen besonderen Gasauslal3, der
sonst als Sicherheitsventil dienen kann, entnommen «-erden, wenn das Gas aus irgendeüieni
Grund durch die Einführungsvorriclitunge:i nicht ausströmen soll.
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Das von den Einführungsvorrichtungen. kommende Gas wird zweckmäßig
ganz oder teilweise zur Erhitzung und etwaigenfalls Rösturi- des Erzes, bevor das
Erz in die Eüiführungsvorrichtungen hineinkommt, verwendet. Für diesen Zweck wird
vorteilhaft ein Drehofen oder eine ähnliche Vorrichtung verwendet, durch welche
das Erz in Berührung mit durch die Verbrennung des Gases mit Luft erzeugten Flammen
bzw. Rauchgasen g eführ t wird. Abhängig von den verwendeten Gas- und - Luftmengen
wird dabei das Erz erhitzt oder außerdem geröstet. Im letzteren Falle wird auch
ein großer Teil des Schwefelgehaltes des Erzes entfernt, was für die Qualität des-
hergestellten 'Metalls von Vorteil ist. Von der Vorrichtung zur Erhitzung und etwaigenfalls
Röstung des Erzes wird das Erz unter möglichstel- Vermeidung von Wärmeverlusten
den Einführungsvorrichtungen des Ofens zugeleitet. Es ist selbstverständlich, daß
zur Erhitzung bzw. Röstung auch anderer Brennstoli als das vom Reduktionsprozei:)
im Ofen oder von den Eüiführungsvorrichtungen oder dem Apparat zur Vorwärmung des
Erzes erhaltene Gas verwendet werden kann. Die Erhitzung kann mit einem Verfahren
zur Überführung des Erzes in \odulen, gegebenenfalls unter Verwendung eines geeigneten
Bindemittels, z; B. Wasserglas oder Kalkmilch o. dgl., gereinigt werden. Die Röstung,
die zweckmäßig mit einer Sinterung des Erzes, falls dieses in feinkörniger Form
vorliegt, vereinigt ist, soll derart durchgeführt werden, daß nicht allzugroße zusammengeballte
Kugeln oder Stücke aus dem Erz gebildet werden. Eine Körnung bis' auf Erbs- oder
\ußgrölie ist für das vorliegende Verfahren die zweckmäßigste.
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Die genannte Vorbehandlung des Erzes durch Erhitzung, Vorreduktion,
Rösten- usw_. hat den Zweck, einerseits das spezifische Gewicht des Erzes zu erniedrigen,
so daß die auf der Oberfläche- des Schlackenbades gebildete. Haut die Erzstücke
leichter tragen kann, andererseits die zur Behandlung der Beschickung auf dieser
Haut erforderliche Zeit zu vermindern.
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Während der Reduktion wird der Ofen zweckmäßig derart betrieben, daß
die Elektrode bzw. Elektroden nur in Berührung mit dem Schlackenbad oder oberhalb
- desselben sich befinden. Die größte Wärmeentwicklung wird dadurch an der Oberfläche
der Schlacke stattfinden, wo der MVärme@#erbrauch
auch zufolge der
dort vor sich gehenden Deduktion aln @tröl@ten ist. Wird die Temperatur des Metalls
und der unuren Schlacken-=chicht hier durch zu niedrig. kann der Ofen. wenigstens
zeitweise, lnit Eintauchen der Elektrode bzxt. der Elektroden ir- die Schlacke betrieben
«erden. Ist der Ofen mit BodencIcktrodc oder mit leitendem Boden versehen, kann
die \V;irme zum Boden dadurch erhöht iterdcti, dal3 diese Bodenelektrode, wenigstens
zc°itweilig, in das J-cisttliigssystem eingeschaltet wird.
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'\Venn eine zum Abstechen ausreichende Menge Metall reduziert und
am Boden des Ofens gesammelt worden ist, kann der Ofen entweder unmittelbar entleert
oder warmgetrieben werden, um etwa zurückgebliebene Erze zu reduzieren und den Eisengehalt
der Schlacke zu vermindern sowie uni eine zum Abstechen genügende Temperatur ton
Metall und Schlacke zu erhalten.
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Beim Warmtreiben des Ofens können die Elektroden sich in derselben
Stellung wie bei .der Reduktion befinden, oder sie können gehoben bzw. gesenkt werden,
je nachdem ob der obere oder untere Teil des Schlackenbades stärker erhitzt werden
soll. Werden die Elektroden in das Schlackenbad heruntergesenkt, so wird der in
Berührung mit dem Metall sich befindende Teil des Schlackenbades am stärksten erhitzt
und die Temperatur des Metalls ebenfalls erhöht. Werden die Elektroden in. Berührung
mit oder oberhalb der Oberfläche der Schlacke gehalten, wird der obere Teil des
Schlackenbades am stärksten erhitzt, wobei in der Schlacke vorhandene Eisenoxyde
durch oben im Schlackenbad etwaigenfalls vorhandenes oder besonders zugeführtes
Reduktionsmittel reduziert «-erden. Vor dem Warmtreiben kann selbstverständlich
ein Teil der Schlacke abgestochen werden. Um zu verhindern, da13 bei Verwendung
von Kohlenelektroden das Metall Kohlenstoff von diesen aufnimmt, soll während der
Reduktion die Einführung der Beschickung derart stattfinden, daß das Erz möglichst
wenig mit den Elektroden in Berührung kommt.
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wenn die Schmelzung und Reduktion des Erzes beendigt ist, kann das
Eisen entweder unmittelbar abgestochen werden, oder eskann in bekannter Weise raffiniert,
z. B. einem Entphosphorungs- und Entschwefelungsprozeß unterworfen, desoxydiert
oder durch zweckniäßige Zusätze legiert werden. Dies kann in einem anderen Elektroofen
geschehen, der hierfür geeigneter als der Reduktionsofen ist, durch Überführung
des Metalls in diesen Ofen entweder unmittelbar oder über eine Guf.ipfanne o. dgl.
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Beim Abstechen kann entweder ein Teil dc#i- Schlacke im Ofen gelassen
«-erden, der beim Beginn der nächsten Schmelzung ein Schlackenbad bildet, oder der
Ofen kann auch vollständi- entleert werden, so daß der Boden für etwaige Ausbesserungen
zugänglich wird. Im letzteren Falle wird zweckvor der nächsten Schmelzung eine geeignete
Menge ilüssiger Schlacke, z. B. vom torhergehenden Abstich, zur Bildung eines Schlackenbades
in den Ofen eingeführt. Hierdurch wird auch der Boden beim Anfang der Schmelzung
geschützt.
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Bei der Herstellung ton schmiedbarem Eisen. und Stahl in getrennten
Schmelzungen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Erz und kohlenstoffhaltigem
Material und etwaigenfalls anderem Reduktionsmittel in Fonii einzelner Stücke oder
Körnchen ist es zweckmäßig, daß während des ersten Teiles jeder Schmelzung die \len-c
des zugeführten - Reduktionsmittels, e auz oder teilweise aus kohlenstoft-haltigem
Material bestehend, kleiner als die für vollständige Reduktion der gleichzeitig
eingeführten Erzmenge theoretisch erforderliche -Menge und während des zweiten Teiles
der Schmelzung die Menge zugeführten Reduktionsmittels höher als die zur vollständigen
Reduktion der gleichzeitig -eingeführten Erzmenge theoretisch erforderliche Menge
gehahen#wird.
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arbeitet man nämlich mit - loser Beschikkung, wobei die Erz- und Kohlenkörnchen
während der Reduktion nicht miteinanderfest verbunden sind, unter Verwendung von
dem erwünschten Kohlenstoffgehalt des Erzeugnisses - theoretisch entsprechender
'Mengen während der ganzen Schmelzungszeit, so besteht die Gefahr, daß der Kohlenstoffgehalt
der Erzeugnisse .schwankt und eisenreiche Schlacken entstehen. Bei der Verwendung
einer Beschickung aus grobstückigem Erz und grobstückigem Reduktionsmittel ist die
Berührung zwischen den Stoffen unvollständig, so daß am Boden -des Ofens ein Eisen
oder Stahl höheren Kohlenstoffgehaltes als beabsichtigt sich sammelt und darüber
eine eisenoxydreiche Schlacke, die einen Teil des Kohlenstoffüberschusses nur langsam
wegzufrischen vermag.' Liegt die Beschickung als ein feinkörniges, inniges, loses
Gemisch aus Erz und Reduktionsmittel vor, sind freilich die Bedingungen einer vollständigen
Umsetzung günstiger, aber iii solchem Falle besteht die Gefahr, daß ein erheblicher
und, was noch schlimmer ist, nicht kontrollierbarer Teil der leichten Kohlenkörnchen
von den bei der Reduktion gebildeten Gasen weg0'eführt wird, so daß ebenfalls ein
Erzeugnis mit im voraus nicht bestimmbarem Kohlenstoffgehalt und- eine eisenreiche
Schlacke entstellt. Ferner kann man in solchem Falle
die Wärme und
die reduzierenden Eigenschaften der Gase zur Vorwärinung der Rollstoffe und zur
Vorreduktion des Erzes kaum ausnutzen, da es für die Gase si-iiwierig ist, sich
durch die zur Einführung des Erzes und der Kohle dienenden Vorrichtungen einen '\Veg
zu baluien.
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Geschieht dagegen die Einführung der Beschickung mit einem Unterschuß
an Kohle vii -end des ersten Teiles der Schmelzung % hi und t'berscliuß an hohle
während des zweiten Teiles derselben, so wird das Ergebnis ein besseres. Während
des ersten Teiles der Schmelzung- wird am Boden des Ofens ein kohlenstoffannes Eisen
erhalten und darüber eine eisenoxydreiche Schlacke. Während des zweiten Teiles der
Schmelzung wird infolge des i@berschusses an Kohle in der Beschikkung ein Eisen
mit höherem Kohlenstoffgehalt gebildet, das einen Teil des Sauerstoffes des etwas
überoxydierten Eisens vom ersten Teil der Schmelzung wegnimmt, gleichzeitig wird
der Kohlenstofigehalt dieses Eisens erhöht, wobei außerdem ein großer Teil der in
der Schlacke vorhandenen Eisensauerstoffverbindungen durch den überschußkohlenstoff
der Besclückung reduziert wird. -Besonders wenn als Schlußbeschickung; etwaigenfalls
nach der kohlenstoffreicheren Beschickung, Kohle oder kohlenstoffhaltiges Material,
z. B. Holzkohle, Koks, Anthrazit, Torfkoks, Steinkohle o. dgl., allein verwendet
wird, wird eine Schlacke -mit niedrigem Gehalt an Metalloxyden erhalten. Durch richtige
Zusammensetzung der verschiedenen Beschickungen sowie deren Mengen kann .des-. halb
gemäß der Erfindung ein wenig Sauerstoff enthaltendes Eisen bzw. Stahl unmittelbar
aus Erzen hergestellt werden, ohne daß der Metallverlust in der Schlacke von besonderer
Bedeutung zu sein braucht. Der gewünschte Kohlenstoffgehalt im Enderzeugnis wird
dadurch erhalten, - daß man die Menge der einzuführenden kohlenstoffreichen Beschickung
und,%oder des kohlenstoffhaltigen Materials der Metallmenge im Ofen anpaßt. Während
des Verlaufes der Schmelzung ist durch Proben festzustellen, wieviel Kohlenstoff
in der einen oder anderen Form noch zuzusetzen ist.
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Die Größe des während des ersten Teiles der Schmelzung zu verwendenden
Kohlenstoftunterschusseshängt u. a. von der Reduzierfähigkeit des Erzes sowie der
Stückgröße dec Erzes und des Reduktionsmittels ab. Auch die Bauart des Ofens kann
in diesem Falle einwirken. Ein Unterschuß von bis zu ioo,'o, zweckm'il:,ig etwa
5())iä, ist in der Regel. ausreichend, aber für gewisse Erze, z. B. schwer zii reduzierende,
titanhaltige Eisenerze, kann ein Unterschuh bis zu a5(#u oder noch höher zweckmäßig
sein. Wenn das Erz leicht z reduzieren ist und wenigstens das Reduktions mittel
in feinkörnigem Zustand vorliegt, kani jedoch der Unterschuh, in der eingeführte
Beschickung bis auf praktisch genommen -Nu] heruntergehen, da dann während der Re
duktion tatsächlich ein Unterschuß dadurcl auftritt, daß ein Teil der Kohle durch
da: Gag mitgerissen wird.
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Nährend des ersten Teiles der Schmelzung kann phosphorhaltiges bzw.
phosphorreiche Erz verwendet werden, wenn das Kohlenstoff defizit derart abgepaßt
wird, daß ein Eisen von einem Kohlenstoffgehalt von letwa o,ioo,ö erhalten wird
und .eine lhinreichende Menge 'Kalk in der Schlacke vorhanden ist. Der Phosphor
wird dann nicht mit dem Eisen reduziert, sondern wird als Phosphorsäure von der
Schlacke aufgenommen. - Die s9 erhaltene phosphorreiche Schlacke wird vom Eisen
getrennt, dem darauf in demselben soder einem anderen Ofen, gegebenenfalls nachdem
eine neue Schlacke über dem Eisenbad gebildet worden ist, die kohlenstoffreiche
Beschickung oder nur kohlenstoffhaltiges Material = zugesetzt . wird. Wenn Eisen
oder Stahl mit niedrigem Phosphorgehalt herzustellen ist, soll in der kohlenstöffreicheren
Beschickung; zweckmäßig phosphorarmes Erz verwendet werden.
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Während des ersten Teiles.der Schmelzung wird die Schlacke leicht
verhältnismäßig dünnflüssig, und zwar zufolge ihres relativ großen Eisenoxy dulgehaltes,
so- daß sie die auf ihre Öberfläche eingeführte Beschickung schwierig tragen kann.
Besonders haben die Erzkörnchen bzw. -stücke die Neigung, in die Schlacke herunterzusinken.
Es ist deshalb zweckmäßig, während dieser Periode, die Schlacke dadurch zäher zu
machen, daß an zusammen mit der Beschickung oder getrennt von dieser geeignete,
!die Schlacke. zähflüssiger machende Stoffe einführt.
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Die im folgenden beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
in dessen vollständigster Form, mit Vorerhitzen, Rösten, Überführen der Erze in
Nodulen und Vorreduktion derselben, soll als Beispiel dienen, ohne daß natürlich
das Verfahren hieran gebunden wäre. Die Vorrichtung besteht aus einem Drehofen,
in dem das Erz geröstet oder aggloineriert oder nur erhitzt wird, und zwar mit Hilfe
von Gas aus dem Reduktionsofen, und von dem das Erz durch eine Fördervorrichtung,
z. B. eine Förderschnecke, einem Apparat zugeführt wird,'in dem es durch vom Reduktionsofen
kommendes Gas vorreduziert wird. Dieser Apparat -kann ein Schachtofen oder auch
die Einführungsvorrichtung des Elektroofens sein. Wird ein besonderer Apparat zur
Vorreduktion verwendet, wird das Erz durch eine zweckmäßige Vorrichtung,
z.
B. eine geschlossene Förderschnecke, den Erzeinführungsvorrichtungen zugeführt.
Diese letzteren können aus einem oder mehreren Schächten bestehen, die unten reit
einer oder mehreren Förderschnecken versehen sind, welclie das Erz in den Schrneliraum
des Ofens einführen. als Schmelz- und Reduktionsofen wird vorteilhaft-ein Elektroofen
mit heb- und senkbaren Elektroden verwendet, dessen arbeitsraurn gegen -die äußere
Luft abgeschlossen werden kann. Der Ofen kann auch mit. einem oder mehreren Bodenelektroden
oder einem leitenden Boden bekannter Art versehen sein. außer mit Erzeinfüh- -rungsvorrichtungen
muli der Ofen, wenn das Reduktionsmittel nicht gemischt mit dem Erz eingeführt wird,
mit einer oder mehreren Einführungsvorrichtungen für Reduktionsmittel versehen sein,
die z. B. entsprechend den Erzeinführungsvorrichtungen ausgeführt werden können.
Sämtliche Einführungsvorrichtungen sollen mit regelbaren, mechanischen Fördervorrichtungen
zur Einfülirung der Beschikkungsstoffe in den Ofen versehen sein, so daß die Mengen
zugeführten Materials jeder Art geregelt werden können.
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Zur Regelung des durch jede Einführungsvorrichtung strömenden Gases
kann ein mit regelbarem Ventil o. dgl. versehener Gasauslaß am oberen Teil jeder
solcher Vorrichtung vorgesehen sein. Einer oder mehrere dieser Gasauslässe können
mit einer Verbrennungskammer des Drehofens verbunden sein, in der die Gase durch
Verbrennung mit Luft die für Erhitzung, Röstung oder Agglomerierung des Erzes erforderliche
Wärme abgeben.