DE956514C - Verfahren zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen - Google Patents

Verfahren zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen

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DE956514C
DE956514C DEG8263A DEG0008263A DE956514C DE 956514 C DE956514 C DE 956514C DE G8263 A DEG8263 A DE G8263A DE G0008263 A DEG0008263 A DE G0008263A DE 956514 C DE956514 C DE 956514C
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DE
Germany
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drum
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molten metal
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DEG8263A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Heinrich Huisken
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Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
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Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56Manufacture of steel by other methods
    • C21C5/567Manufacture of steel by other methods operating in a continuous way

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

  • Verfahren zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen Es ist üblich, einen Hochofen von Zeit zu Zeit, und zwar etwa sechsmal in z4 Stunden, abzustechen und das bei jedem Abstich ausfließende Roheisen pfannenweise einem Mischer und von diesem gleichfalls mit Pfannen einem Konverter aufzugeben.
  • Eine solche Arbeitsweise erfordert viele Transportmittel, zahlreiches Bedienungspersonal, umfangreiche Zusatzanlagen sowie große Gebäude. Daraus ergibt sich das Bestreben, das erschmolzene Eisen nicht chargenweise, sondern in ununterbrochenem Fluß dem Schmelzofen zu entnehmen und fortlaufend durch mehrere aufeinanderfolgende Behandlungszonen zu leiten. Stand der Technik ist ein Verfahren dieser Art, bei dem die Metallschmelze in ständigem Strom einem ortsfesten Bessemerofen zugeführt wird und in diesem .eine mit saurem Futter und eine mit basischem Futter ausgekleidete Kammer nacheinander durchläuft. Die Kammern stehen miteinander ständig in Verbindung. In der ersten Kammer sollen Silizium und Kohlenstoff unter Einblasen von Luft verbrennen. Die zweite Kammer ist zum Entphosphoren mit Hilfe von Zuschlägen vorgesehen. Die behandelte Schmelze fließt aus dem Ofen ununterbrochen wieder aus.
  • Die Erfindung 'geht davon aus, daß mit einem solchen Ofen dem Gedanken einer Stahlerzeugung in ununterbrochenem Arbeitsgang zum praktischen Erfolg nicht verholfen, werden kann, weil eine störende gegenseitige Beeinflussung der Kammerinhalte auf den Reaktionsverlauf unvermeidlich ist und dieser sich zeitlich, wenn überhaupt, nur unzulänglich beherrschen läßt.
  • Die Erfindung lehrt, für eine Stufenbehandlung beim Durchlaufen mehrerer aufeinanderfolgender 7,onen oder Abschnitte unterschiedlicher Reaktionen einen liegenden Umlauftrommelkonverter zu verwenden und in diesem die Schmelze einer Zone von jener der benachbarten Zone oder Zonen während der Reaktionsdauer getrennt zu halten. Eine solche Trennung schließt die Möglichkeit einer gegenseitigen Störung aus und schafft die Voraussetzung für eine Beherrschung der sich in den einzelnen Zonen vollziehenden Reaktionen. Dabei bietet ein Umlauftrommelkonverter den Vorzug, daß man mit der Umlaufbewegung den Reaktionsablauf auch zeitlich weitgehend in der Hand hat. Zudem kann durch Ändern der Umlaufgeschwindigkeit die Behandlungsdauer den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden.
  • Zum Stand der Technik ist noch ein Trommelofen zum kontinuierlichen Vor- und Fertigfrischen von Roheisen zu erwähnen, dem Roheisen und Zuschläge ununterbrochen aufgegeben werden. Dieser Ofen ist in drei Räume unterteilt, von denen der mittlere mit Winddüsen versehen ist und die beiden seitlich anschließenden Räume zum Trennen von Metall und Schlacke dienen. Der Ofeninhalt bildet ein zusammenhängendes Schmelzbad, das sich in allen Räumen ausbreitet, also in voneinander getrennte Einzelbäder nicht aufgeteilt ist. Der Ofen bleibt während der Behandlung seines Inhaltes in Ruhe und wird nur zum Beschicken und Entleeren um etwa 9o° gedreht.
  • Einzelheiten des Verfahrens gemäß der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, die eine nach diesem Verfahren arbeitende Anlage und den. Trommelkonverter selbst veranschaulicht. Es zeigt Abb. i im Längsschnitt einen Kaskaden-Trommelkonverter mit gemischt zylindrisch-konischer Außenfläche -und waagerechter Drehachse einschließlich der zugehörigen Betriebseinrichtungen, Abb. 2 a bis 2 e Teildarstellungen eines Trommelkonverters im Sinne von Abb.i in verschiedenen Ausführungen, Abb. 3 ra, und 3 b Querschnitte durch einen konischen bzw. zylindrischen Trommelkonverter, Abb. 4a bis 4f Teildarstellungen eines Trommelkonverters mit verschiedenen Auslaßformen, Abb. 5 im Längsschnitt einen zweistufigenTrommelkonverter mit zylindrischer Außenfläche und geneigter Drehachse, Abb. 6 im Längsschnitt einen Trommelkonverter, dessen zylindrischer Hohlraum eine schraubenförmig gewundene Innenrippe in mehrere Abschnitte unterteilt, Abb.7 einen Aufriß einer Gesamtanlage zur Stahlherstellung mit einem Hochofen und zwei Trommelkonvertern, Abb. Seinen Schnitt gemäß VIII-VIII der Abb. 7. Ein Hochofen: H (Abb. 7) arbeitet mit dauernd geöffnetem Abstich, also mit kontinuierlichem Roheisenausfluß. Das Roheisen gelangt zum Entschlacken zuerst in eine stationäre Pfanne P, aus der die Schlacke oben abfließt und in einem Schlakkenwagen W aufgefangen wird, wogegen das entschlackteRoheisen über den Siphonausguß und eine Rinne R dem Trommelkonverter T zugeführt wird. Ein zweiter TrommelkonverterT' kann als Reserve vorgesehen sein, so daß eine Neuzustellung ohne Betriebsunterbrechung möglich ist.
  • Der Trommelkonverter hat mehrere Arbeitskammern, in denen der Stahl nacheinander fertiggeblasen wird. Nach Beendigung des Prozesses wird zuerst die Schlacke und dann der Stahl abgelassen. Die Schlacke fließt in eine Schlackenpfanne und der Stahl in die Pfanne eines Roheisenwagens.
  • Da ein Dreikammerkonverter, dessen erste Kammer zum Entsilizieren, zweite, Kammer zum Entkohlen und dritte Kammer zum Entphosphoren dient, bei einer Blasezeit von insgesamt 15 Minuten alle 5 Minuten eine Umdrehung macht und bei jeder Umdrehung die letzte Kammer entleert wird, ist die abfließende Stahlmenge relativ gering. Sie beträgt z. B. bei Verarbeitung des Roheisens eines 6oo-t-Ofens alle 5 Minuten etwa z t Stahl aus flüssigem Roheisen zuzüglich etwa o,5 t Stahl aus der Schrottzugabe, so daß eine 3o-t-Stahlpfanne in i Stunde gefüllt wird. Um ein Abkühlen des Stahles zu vermeiden, sind an der Füllstelle des Stahlpfa=.enwagens stationäre lieb- und senkbare Deckel mit eingebautem Brenner vorgesehen, welche die Pfannen beim Anheizen und Füllen abdecken. Diese Deckel haben eine Öffnung für den in die Pfanne fließenden Stahl. Der Stahl kann auch in einen kleinen, beheizten Mischer oder in einen Mischerwagen laufen oder direkt im Wagenguß oder im Strangguß vergossen werden.
  • Es besteht ferner die Möglichkeit, das Roheisen oder Metall chargenweise in den Trommelkonverter zu füllen und zu behandeln.
  • In Abb. i ist als Beispiel ein Trommelkonverter mit waagerechter Drehachse dargestellt, der außen einen teils zylindrischen, teils. konischen Mantel hat und drei zylindrische Abschnitte i, z, 3 mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist. Zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt ist eine schmale Ringkammer 4 zum Ablassen einer Vorschlacke und hinter dem dritten Abschnitt 3 eine schmale Ringkammer 5 zum Ablassen der gesamten Endschlacke und anschließend des fertiggeblasenen Stahles vorgesehen. Zwischenschlacken können auch über warzenartige, mit einer Abflußbohrung 6 versehene Erhöhungen 7 an der inneren Trommelseite abgezogen werden (Abb. 4a).
  • An beiden Trommelenden sind als Verschlußdeckel dienende Trommelköpfe 8, 9 angeordnet, die ausgefahren werden können. In den Trommelköpfen befinden sich verschließbare Öffnungen zum Entnehmen von Proben und Beobachten der Chargen. Die Blasmittel, z. B. Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft, Sauerstoff oder andere Gase, wie z. B. Kohlensäure, Dampf usw., werden durch Rohre io zugeführt und auf die Oberfläche aufgeblasen oder in das Bad eingeblasen. Diese Rohre sind in ein horizontales Kühlrohr i i eingebettet, dem ausreichende Mengen Kühlmittel zugeführt werden. In dieses Kühlrohr können zusätzlich zum Kühlen besonders temperaturgefährdeter Stellen weitere Kühlleitungen eingeführt werden. Das Hauptkühl.-rohr ist leicht auswechselbar in einem Trommelkopf 9 gelagert und kann sich ungehindert ausdehnen. Die Blasmittel können getrennt, entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Blasleitungen jedes für sich oder gemeinsam gesteuert werden. Den einzelnen Behandlungsabschnitten können verschiedene Blasmittel in verschiedener Konzentration und Menge zugeführt werden.
  • Durch die Trommelköpfe 8, 9 werden außerdem Schrott, Zuschlagstoffe und gegebenenfalls Kühlmittel am Anfang, während oder am Ende der Behandlung aufgegeben.
  • DieAbb. 2 a bis 2 e veranschaulichen weitereAusführungsbeispiele einer Trommelunterteilung, die noch beliebig vermehrt werden können.
  • Die Ausmauerung der einzelnen Trommelabschnitte kann je nach Bedarf sauer, basisch oder neutral sein, z. B. für das Entsilizieren sauer, für das Entkohlen und Fertigblasen basisch oder neutral. Die Abschnitte sind mit ihren waagerecht verlaufenden Mantellinien kaskadenartig angeordnet. Für den Übertritt des flüssigen Einsatzes aus einem Abschnitt in den folgenden sind die-Abschnitte gegen, einander abgrenzende Rippen oder Wülste 12 bei 13 ausgespart (Abb. 3).
  • Die Aussparungen i3 sind so angeordnet, daß der Inhalt des vorgeschalteten Abschnittes erst weiterfließen kann, wenn die Aussparung des nachgeschalteten, gerade entleerten Abschnittes bereits den unteren Totpunkt genügend überschritten hat.
  • Es können auch mehrere Aussparungen mit verschiedenen Überlaufhöhen in der gleichen Rippe oderWulst angeordnet werden, so daß zunächst nur die Badoberfläche abgezogen und dann beim Weiterdrehen der betreffende Abschnitt ganz entleert wird (Abb. 4c). Do, sich die; Aussparungen: 13 beim Drehen der Trommel in Auslaufstellung von der Badoberfläche aus nach unten bewegen, kann sogar mit derselben Aussparung zuerst die Schlacke und dann das flüssige Metall abgelassen werden.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch eine Trommel nach Abb. 5 mit zylindrischer oder nur schwach konischer Außenfläche, geneigter Umlaufachse, und den entsprechend konischen Innenabschnitten.
  • Die einzelnen Trommelabschnitte können verschiedene axiale Ausdehnung haben, so daß sich unterschiedliche Oberflächen und Badtiefen ergeben. Dadurch und durch Beaufschlagen mit verschiedenen Blasmittelmengen können die Reaktionen in den einzelnen Behandlungsphasen bei gleicher Dauer verschieden schnell verlaufen und aufeinander abgestimmt werden. Gegebenenfalls werden einzelne Behandlungsphasen über mehrere Abschnitte und damit mehrere Konverterumdrehungen ausgedehnt oder auf nur eine Teildrehung beschränkt.
  • Gegebenenfalls wird der Umlauf des Trommelkonverters vorübergehend kurzzeitig unterbrochen, wenn z. B. Schrott oder sonstige feste Zuschlagstoffe zugegeben werden, die während eines Trommelumlaufes noch nicht geschmolzen sind, was für den Durchtritt durch die Aussparungen 13 in den Ringwülsten 12 erforderlich ist.
  • Die Schmelze eines Abschnittes oder einer Zone wird von jener der benachbarten Zone(n) während der Reaktionsdauer auch in einem Trommelkonverter nach Abb. 6 getrennt gehalten, der an Stelle mehrerer Ringwülste eine schrauben- oder wendelförmige Wulst i2' aufweist. Diese fördert die an einem Trommelende zufließende Schmelze durch die ganze Trommel langsam zum Auslauf und unterteilt die Trommel nach Maßgabe der Windungszahl in mehrere Abschnitte oder Zonen, in denen die Schmelze beim Durchgang durch die Trommel nacheinander behandelt wird. Gibt man den Windungen auf der Trommellänge verschie dene Steigungen, so werden die einzelnen Behandlungsabschnitte verschieden lang, so daß sie verschiedene Badoberflächen, verschiedene Badtiefen und verschiedene Blaszeiten haben. In diesem- Falle können Schlacken entweder durch die bereits erwähnten warzenartigen Erhöhungen 7 mit Ausflußbohrung 6. (Abb.. 4a) oder über, die an der Schlakkenabzugsstelle niedriger gehaltene Wulst abgezogen. werden, so daß sie überfließen und durch ein an dieser Stelle im Trommelmantel befindliches Loch abfließen. Im Abstand; von. dieseirn Loch ist die zulaufseitig benachbarte Windung der Wendel unterbrochen. Auf der anderen Seite des Abflußloches beginnt mit einer etwa der Breite des Badspiegels entsprechenden Überlappung eine neue Windung (Abb. 4e, 4f).
  • Die Wendel 12 erstreckt sich bis kurz vor_das Trommelende. Die Charge fließt an der Badoberfläche beginnend aus, so daß auch hier Schlacke und Schmelze getrennt abgezogen werden können. Durch Formgebung des Endes der Wendel kann das Abfließen von Schlacke und flüssigem Metall zeitlich verlängert oder getrennt werden. Auch ein solcher Trommelkonverter kann auf der ganzen Länge mit verschiedenen Futtern ausgekleidet werden.
  • Um das Anblasen der Windungswulst beim Durchlaufen unter einer Blasöffnung zu vermeiden, kann das Blasmittel beim Durchlaufen selbsttätig abgeschaltet werden, indem das Blasmittelventil durch Gestänge oder Nocken zwangläufig vom Trommelantrieb oder von der Trommel aus vorübergehend geschlossen wird. Hierzu sei bemerkt, daß der Stand der Technik eine Frischtrommel mit Düsengruppen ist; die mit verschiedenen Blasmitteln arbeiten und sich je nach Umlauf der Trommel ein- und ausschalten.
  • Zuschlagstoffe werden, wie beim Kaskaden-Konverter eingangs beschrieben, aufgegeben.
  • Die erfindungsgemäße Stufenbehandlung in einem Trommelkonverter eignet sich für die verschiedensten Metallschmelzen, z. B. solche, die aus Hochöfen, Kupolöfen, Schachtöfen, Niederschachtöfen, Flammöfen, Trommelöfen, Drehtrommelöfen, Schaukelöfen kommen, um einen Vor-- oder Fertigstahl oder ein Metall oder Mineral oder sonstiges, z. B. chemisches Produkt zu erzeugen.
  • Im Vergleich zu einem normalen Konverter wird die Ausmauerung weniger beansprucht, da sich die Schmelze im Konverter bei dessen Umlauf ständig verlagert, die Abgastemperatur niedriger als die Badtemperatur ist, Ansätze hei jeder Umdrehung wieder abschmelzen und die Futterdurchschnittstemperatur wenig schwankt.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen, beim Durchlaufen mehrerer aufeinanderfolgender Zonen oder Abschnitte einer Kammer, in denen die Schmelze nacheinander unterschiedliche Reaktionen (z. B. Entsilizierung, Entkohlung, Entphosphorung) erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß für eine solche Stufenbehandlung der aus einem Ofen (Hochofen) ständig zufließenden Schmelze ein liegender Umlauftrommelkonverter verwendet und in diesem die Schmelze einer Zone von jener der benachbarten Zone oder Zonen während der Reaktionsdauer getrennt gehalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungszeit in den einzelnen Abschnitten durch Ändern der Umlaufgeschwindigkeit desTrommelkonverters,vorübergehendes Stillsetzen desselben, unterschiedliche Bemessung, gegebenenfalls in Verbindung mit unterschiedlichen Zu- bzw. Ablaufperioden der Abschnitte, oder eine beliebige Kombination der vorstehenden Möglichkeiten den jeweiligen Verhältnissen angepaßt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Einsatz in den einzelnen Abschnitten des Trommelkonverters nacheinander verschiedenartigen Behandlungen unterzogen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Teilmengen des flüssigen Einsatzes vor der letzten Behandlung aus dem Trommelkonverter abgezogen werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Einsatz an einer oder mehreren Stellen des Trommelkonverters entschlackt wird
  6. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen Behandlungsmittel in einer den verschiedenen Behandlungsphasen angepaßten Konzentration und Menge an den betreffenden Stellen auf den flüssigen Einsatz auf- oder in denselben eingeblasen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 148 536, 443 350, 697839.
DEG8263A 1952-02-26 1952-02-26 Verfahren zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen Expired DE956514C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770257A (en) * 1970-07-08 1973-11-06 Int Nickel Co Level control for rotating furnaces

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE148536C (de) *
DE443350C (de) * 1925-02-10 1927-04-26 Eisen Und Stahlwerk Hoesch Akt Konverter und Verfahren zum Betrieb desselben
DE697839C (de) * 1937-01-29 1940-10-24 Roechlingsche Eisen & Stahl Vorrichtung zum kontinuierlichen Vor- und Fertigfrischen von Roheisen

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