DE851412C

DE851412C - Verfahren fuer die Durchfuehrung metallurgischer Reaktionen in einem Schachtofen

Info

Publication number: DE851412C
Application number: DEP37403A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Koppenberg; Werner Dr Wenzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-03-22
Filing date: 1949-03-22
Publication date: 1952-10-06

Description

Verfahren für die Durchführung metallurgischer Reaktionen in einem Schachtofen In den Schachtöfen der bekannten Bauart dient der Unterofen, das ist der Teil des Ofens unterhalb der Formenebene, den folgenden Zwecken: i. Schlacke und Metall sollen sich voneinander trennen; z. Schlacke und Metall sollen in der durch den zeitlichen Abstand der Abstiche notwendigen Menge gespeichert werden.
Die Tiefe des Unterofens liegt dieser Aufgabenstellung entsprechend bei etwa 3 m, wobei eine Vertiefung des Unterofens über dieses Maß hinaus wegen der Entfernung von der Zone höchster Temperatur (Formenebene) die Schwierigkeit eines kalten Abstiches mit sich bringt.
Die vorstehend gekennzeichneten Verhältnisse haben zur Folge, daß der Unterofen an den metallurgischen Vorgängen im Schachtofen bekannter Bauart praktisch keinen Anteil nimmt. Zum Beispiel sind Berührungszeit, Berührungsfläche und Temperaturlage beim Hindurchtropfen des in der Formenebene eines Eisenhochofens gebildeten Roheisens durch die relativ dünne Schlackenschicht für nennenswerte chemische Einwirkungen unzureichend. Andererseits ist es wünschenswert und ein großer technischer Fortschritt, wenn es gelingt, metallurgische Reaktionen zwischen Metall und Schlacke, die zur Veredlung des im Schachtofen gewonnenen Produktes nach den bekannten Verfahren in besonderen, meist kostspieligen Apparaturen vorgenommen werden, direkt im Schachtofen durchzuführen. Solche Reaktionen sind z. B. die Entschwefelung, die Entphosphorung, die Entkohlung und die Desoxydation.
Die Durchführbarkeit dieser Schlackenoperationen im Schachtofen wird auf Grund vorliegender Erfindung durch die geeignete Kombination der folgenden Maßnahmen ermöglicht: a) Die Dicke der über dem Metall liegenden Schlackenschicht ist ein Vielfaches der normalerweise üblichen, z. B. 2 bis 3 m.
b) Um die erforderliche Schichtdicke der Schlacke zu erzielen, wird bei jedem Abstich jeweils nur ein Teil derselben abgezogen, während der größere Teil im Ofen verbleibt.
c) Die bei den Schlackenoperationen reagierenden Bestandteile der Schlacke werden dem Ofen, soweit sie nicht in der Gangart des Erzes oder in der Kohlenasche enthalten sind, mit dem Möller beigefügt, oder sie werden der Schlackenzone des Ofens direkt, z. B. über einen Vorherd, zugeführt.
d) Die Schlackenoperationen erfordern hohe Schlackentemperaturen. Um diese zu erzielen, werden alle die Maßnahmen angewandt, die einen heißen Ofengang verursachen. Besonders vorteilhaft ist es, einen nach dem Verfahren dieser Erfindung arbeitenden Ofen mit sauerstoffangereichertem Wind oder mit reinem Sauerstoff zu betreiben.
e) Bei einem mehrere Meter tiefen Unterofen ist die Gefahr, daß die Schlacke in den untersten Partien und der Abstich, besonders bei höher schmelzenden. Produkten, zu kalt werden auch dann vorhanden, wenn in der Formenebene extrem hohe Temperaturen herrschen. Es wird deshalb bei vorliegender , Erfindung dafür gesorgt, daß der Temperaturabfall bis zum Abstich reguliert werden kann und ein erwünschtes Höchstmaß nicht überschreitet. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, daß in den Schlackenraum, kurz oberhalb der Metalloberfläche, Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas eingeblasen wird. Dieser Sauerstoff übt auf die durch die Schlacke tropfenden Metallteile eine kräftige Frischwirkung aus, so daß die hierbei frei werdende Verbrennungswärme Schlacke und Metall aufheizt. Diese Aufheizung kann auch so erfolgen, daß der Sauerstoff durch schräg von oben nach unten blasende Düsen auf die Metalloberfläche geblasen wird; schließlich kann durch den eingeblasenen Sauerstoff auch eine besondere gewollte und regelbare Frischwirkung auf das Metall ausgeübt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeübt werden, daß im Schachtofen eine Vorbehandlung in Richtung auf bestimmte Endprodukte ausgeübt wird, die anschließend nach den üblichen Verfahren hergestellt werden. Die beabsichtigten Wirkungen lassen sich auch, wenn allerdings auch mit geringerem Effekt, erzielen, wenn nur ein Teil der unter a bis e genannten Maßnahmen durchgeführt wird.
Die Zeichnung erläutert das erfindungsgemäße Verfahren.
i ist der eiserne Mantel des Schachtofens, 2 seine feuerfeste Ausmauerung, 3 die Windeinblasedüsen und 4 der Abstich; 5 sind die zusätzlichen Düsen für die Einblasung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas in die Schlacke; 6 ist die dicke Schlackenschicht, 7 das am Boden des Ofens befindliche flüssige Metall.
Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen lassen sich vorteilhaft auch bei anderen gleichartigen Operationen in einem Schachtofen verwenden. Ein weiterer Anwendungsfall ist z. B. der folgende: Verhüttet man in einem Schachtofen Eisenerze mit hochkonzentriertem Sauerstoff, so ist bei hoher Durchsatzleistung, d. h. bei großen Mengen Sauerstoff pro Quadratmeter Schachtquerschnitt, das Wärmeangebot in der Formenebene so groß, daß die Schmelzigeschwirndigkeit für das Erz die Reduktionsgeschwindigkeit zwischen Erz und Kohle übertrifft. Ein großer Teil des Erzes gelangt bei dieser Betriebsweise nur teilweise reduziert in flüssiger Form als Schlacke in den Unterofen. Die Ausreduktion dieser Schlacke ist deshalb ein weiteres wichtiges Schachtofenproblem. Erfindungsgemäß wird dieses mit der beschriebenen Einrichtung dadurch gelöst, daß durch die Hilfsdüsen im Unterofen reduzierende Substanzen, z. B. CO, H2 oder beides enthaltende Gemische, oder Kohlenstaub oder Mischungen reduzierender Gase mit reduzierenden Festkörpern eingeblasen werden. Ist eine zusätzliche Wärmezufuhr vonnöten, so kann abwechselnd (zeitlich und/oder räumlich) Sauerstoff und Reduktionsmittel eingeblasen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren für die Durchführung metallurgischer Reaktionen in einem Schachtofen, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Einblasedüsen für die Hauptmenge des Windes eine mehrere Meter hohe Zone aufrechterhalten wird, in der die in der Formenebene hocherhitzten Reaktionsbestandteile miteinander reagieren, ehe sie sich als flüssige Phasen zu verschiedenen übereinanderliegenden Flüssigkeitsschichten trennen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Formenebene eines eisenproduzierenden Schachtofens eine Schlackenschicht aufrechterhalten wird, die mehr als 1,5 m dick ist. '
3. Verfahren nach Anspruch i ünd 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Abstich nur ein Teil der Schlacke abgezogen wird, während der andere Teil im Ofen bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackenschicht durch den Möller oder auf direktem Wege, z. B. über einen Vorherd, Bestandteile für die Durchführung metallurgischer Reaktionen zugeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb der Düsenebene gelegenen Reaktionszone des Ofens durch Hilfsdüsen gasförmige oder in gasförmiger Suspension befindliche Reaktionskomponenten zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung von Hilfsdüsen in der Nähe der Oberfläche des flüssigen :Metalls, deren Einblaserichtung so beschaffen ist, daß die Oberfläche des Metalls von dem eingeblasenen Gasstrom getroffen wird, eine zusätzliche Aufheizung in der Schlackenschicht erfolgt.
7. Verfahren nach .Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, claß durch die Hilfsdüsen Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas eingeblasen wird. B. Verfahren nach :Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Hilfsdüsen reduzierende Substanzen eingeblasen werden. g. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Hilfsdüsen zeitlich und/oder räumlich abwechselnd reduzierende Substanzen und freien Sauerstoff enthaltende Gase eingeblasen werden.