DE72046C - Verfahren zum Frischen von Roheisen mit geprefstem Gas - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18: Eisenerzeugung.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 16. August 1892 ab.

Um Roheisen in Flufseisen umzuwandeln, frischt man es entweder im Convertor mit Hülfe eines durchgeblasenen Luftstrahles oder man schmilzt es im Martin-Ofen mit einer durch die Praxis bestimmten Menge möglichst kieselsäurefreien Eisenerzes zusammen. Im ersten Falle verbrennt der Sauerstoff der durch das Eisenbad hindurchgeblasenen Luft direct die Beimengungen des Eisens; im zweiten Falle wird dies theilweise durch den Sauerstoff des Erzes, theilweise durch den Sauerstoff der durch den Flammofen geführten Verbrennungsgase bewirkt.

Im zweiten Falle will man gleichzeitig mit der Oxydation des Kohlenstoffes und der anderen Verunreinigungen des Roheisens eine Reduction des Eisens aus dem Erz bewirken. Durch das Zusammenschmelzen des Roheisens mit dem Erz treten nach den bekannten chemischen Formeln folgende Reactionen ein:

Fe₂ O₃ + 3 C = 2 Fe + 3 C O,
2 Fe₂ O₈ + 3 Si = 3 Si O₂ + 4 Fe,
Fe₂ O₃ + 3 Mn = 3 Mn O -f- 2 Fe,
5 Fe₂ O₃ + 6 P= 3 P„ O₅ + 10 Fe.

Damit jedoch diese Reactionen vollständig eintreten, ist es nothwendig, dafs die einzelnen Bestandteile in innige Berührung mit einander kommen.

Bei dem Frischen des Eisens mit Hülfe von oxydischen Erzen im Martin-Ofen stellt sich nun der Uebelstand heraus, dafs das specifisch bedeutend leichtere Eisenerz auf dem Eisenbad schwimmt, wodurch immer nur die Oberfläche des Eisenbades mit dem oxydischen Erz oder der daraus gebildeten Schlacke in Berührung kommt. Es entsteht zwar hier eine Wechselwirkung des Sauerstoffes der Schlacke auf den Kohlenstoff des Eisens, jedoch wird die Schlacke durch Abgabe ihres Sauerstoffes an der Berührungsstelle mit dem Eisenbad zähflüssig, wodurch eine weitere Reaction der Schlacke auf das Eisen verhindert wird.

In der That verlaufen solche Erzchargen im Martin-Ofen sehr langsam und müfste man, um eine Reaction des Erzes bezw. der oxydischen Schlacke auf das Eisen zu erzielen, beides durch . einander rühren; letzteres hat sich jedoch in der Praxis wegen der Zähflüssigkeit der Schlacke und des durch Oeffnen der Arbeitsthür bewirkten kalten Luftstromes nicht bewährt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, um beim Frischen von Roheisen auch bei geschlossenen Ofenthüren und ohne mechanische Rührvorrichtungen eine innige Vermischung der Zuschläge mit dem Erz zu bewirken, und zwar geschieht dies in der Weise, dafs man das flüssige Eisen in dünnem Strahl aus einem Ofen oder einer Pfanne fliefsen läfst, während man senkrecht oder schräg gegen diesen Eisenstrahl einen geprefsten Gasstrom führt; letzterer zerreifst den Eisenstrahl in Kügelchen, welche von dem Gasstrom mitgeführt werden. Gleichzeitig mit dem Gasstrom bläst man reines pulverförmiges oxydisches Erz gegen den Roheisenstrahl, wodurch jedes Roheisentröpfchen mit einer Oxydschicht umgeben wird. Die auf diese Weise mit Oxyd imprägnirten Eisenkügelchen sammelt man in einem geschlossenen Raum, wo sie sich zu einer compacten Masse vereinigen. Das so erhaltene innige Gemisch von Roheisen und oxydischem Erz wird als Rohmaterial für den

Martin-Procefs benutzt, da die dem Eisen innewohnende Wärme nicht genügt, um als Endproduct das Flufseisen im flüssigen Zustande zu erhalten.

Durch die innige Mischung des in Kügelchen zerblasenen Roheisens mit dem gleichzeitig mit dem Gasstrom eingeblasenen oxydischen Erz tritt hier eine vollständige Reaction des Sauerstoffes des Erzes auf die Beimengungen des Roheisens ein und letzteres wird zu Flufseisen gefrischt, weil hier sozusagen jedes Molecül des Roheisens mit dem oxydischen Erz in Berührung kommt.

Zur Ausführung des Processes wird das Roheisen am besten direct flüssig vom Hochofen in einer Giefspfanne geholt. Die Giefspfanne D ist mit Stopfen und Ausgufs versehen, wie sie in Stahlwerken gebräuchlich sind. Aus der Pfanne D läfst man das flüssige Roheisen in einem gleichmäfsigen Strahl in einen darunter befindlichen Gufstrichter A fliefsen, durch dessen Gufsöffnung das Roheisen in einem gleichmäfsigen, dünnen Strahl ausfliefst. Gegen diesen Eisenstrahl bläst man durch das Mundstück C einen geprefsten Luftstrom, während man gleichzeitig dem Luftstrom aus dem Behälter F durch das Schneckengewinde G trockenes pulverförmiges Erz zuführt. Das pulverförmige Erz wird von dem Luftstrom mitgerissen und gegen den Eisenstrahl geschleudert. Das Roheisen wird durch den Luftstrom in Kügelchen zerrissen, die von dem mitgeblasenen Erz umhüllt werden. Um ein zu starkes Zerstreuen des Eisens zu verhindern, bläst man das Gemisch von Eisen und Erz direct in das feuerfeste Rohr B, in welchem durch das Anprallen an die Wände noch ein kräftiges Durcheinandermischen der Eisentropfen und des Erzes bewirkt wird. Aus dem Rohr B wird das Gemisch durch den Luftstrahl in den Ofenraum E gerissen, in welchem durch das Uebereinanderschichten der Masse nochmals eine Mischung von Eisen und Erz vor sich geht.

Durch die innige Mischung des Roheisens mit dem Erz unter gleichzeitiger Einwirkung der mitgeblasenen Luft entsteht nun eine heftige Reaction des Sauerstoffes des Erzes auf den Kohlenstoff-, Mangan-, Silicium- und Phosphorgehalt des Eisens. Der Kohlenstoff oxydirt sich unter Reduction eines Theiles des Eisenoxyds zu Kohlenoxyd, welches durch den Sauerstoff der mitgeblasenen Luft zu Kohlensäure verbrennt.

3 C + Fe₂ O₃ + 3 O = 3 CO₂ + 2 Fe.

Der Silicium-, Mangan- und Phosphorgehalt verbrennt unter gleichzeitiger Reduction des anderen Theiles des miteingeblasenen Erzes zu Kieselsäure, Manganoxydul und Phosphorsäure, welche Verbindungen mit dem Rest des noch vorhandenen Erzes eine leichtflüssige Schlacke bilden. . ...

Um die Reaction des Erzes auf die Beimengungen zu unterstützen, ist der Ofen mit einer Regenerativfeuerung versehen. Nach beendigter Reaction wird die Schlacke abgestochen und das darunter befindliche Flufseisenbad nach bekannten Methoden weiter behandelt. Statt das Gemisch von Roheisen und Erz durch das Rohr in einen Ofen zu blasen, kann es auch in eine beliebige Form geleitet werden, in welcher man die Masse erstarren läfst und den erhaltenen Block als Rohmaterial für den Stahlschmelz- oder für den Puddelprocefs verwendet. Die Zuführung des Gemisches aus flüssigem Eisen und Erzen in einen Feuerungsraum beliebiger Construction kann auch von unten oder von beliebiger Seite geschehen. Anstatt das flüssige Rohmaterial gleichzeitig mit dem fein vertheilten oxydischen Erz durch Prefsluft in den Ofen einzublasen, kann man auch in der Weise verfahren, dafs man das oxydische Erz in einzelnen Portionen in den Ofen einführt und nur das flüssige Roheisen durch den Luftstrom zertheilt und auf das oxydische Erz schleudert, wobei isich die Eisenkügelchen . genau in derselben Weise wie bei dem zuerst angegebenen Verfahren mit einer Schicht von oxydischem. Erz umgeben.

Anstatt die Mischung des Eisens mit dem Erz durch Luft zu bewirken, kann man auch andere geprefste Gase (wie z. B. Dampf, comprimirte Kohlensäure u. s. w.) verwenden, welche auf den Verlauf des Frischprocesses nicht nachtheilig einwirken. Statt der oxydischen Eisenerze können auch andere oxydirende Verbindungen der Metalle und Metalloide verwendet werden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   .i. Verfahren zum Frischen von Roheisen, darin bestehend, dafs ein frei fallender Strahl flüssigen Roheisens durch einen senkrecht oder schräg dagegen gerichteten Strom geprefster Gase, welche oxydisches Erz in Pulverform mit sich führen, gleichzeitig mit dem Erz in den Ofen geblasen wird.
2. 2. Die Abänderung des unter 1. gekennzeichneten Verfahrens in der Weise, dafs zunächst das oxydische Erz (Eisenoxyd) in den Ofen eingetragen und der Strahl Roheisens durch einen senkrecht oder schräg dagegen gerichteten Strom geprefster Gase (Prefsluft, gespannter Wasserdampf) in fein vertheiltem Zustande auf das Erz geblasen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.