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Windfrischen von Roheisen Beim Windfrischen von Roheisen, z. B. Thomasroheisen,
wird mit Rücksicht auf die Auswurfneigung während eines erheblichen Teiles der Blasezeit,
insbesondere auch zu Beginn des Blasens, mit gedrosseltem Wind geblasen. Man hat
die Vermutung ausgesprochen, daß der Auswurf geringer werden würde, wenn die Blasluft
mit Sauerstoff angereichert würde. Diese Vermutung, der Auswurf würde schwächer
sein, geht von der Überlegung aus, daß bei Sauerstoffanreicherung des Windes das
Gasvolumen,. welches aus dem Konverter austritt, sich vermindert. Bei Versuchen,
von Anfang an mit sauerstoffangereichertem Wind zu blasen, zeigte sich jedoch völlig
überraschend, daß dann im Gegenteil der Auswurf gerade in den ersten Blaseminuten
bis in die Entkohlung hinein so sehr verstärkt wird, daß die Sauerstoffanreicherung
während dieser Zeit gar nicht möglich ist.
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In dieser aussichtslos erscheinenden Lage zeigte es sich nun, daß
eine Anreicherung der Luft mit Sauerstoff dann nicht zu verstärktem Auswurf führt,
wenn der Konverter zum Blasen so schräg gestellt wird, daß er vom völligen Eintauchen
der Blaslöcher ab gerechnet um seinen Drehpunkt um höchstens 30° weiter hochgedreht
wird. Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Windfrischverfahren, bei dem von
Beginn des Blasens an mit sauerstoffangereichertem Wind geblasen wird, wobei der
Blasprozeß in einem Konverter durchgeführt wird, der in schräger Stellung bläst,
d. h., der vom Eintauchen des ganzen Bodens ab um höchstens 30° um seinen Drehpunkt
weitergedreht ist. Dieser Winkel, bei dem der Boden gerade vollständig
untertaucht,
ist leicht zu erkennen. Beim langsamen Hochstellen des Konverters bläst nämlich
der Blasstrom zunächst das flüssige Metallbad von den zuerst die Badoberfläche berührenden
Blaslöchern des Bodens fort. Der Blasstrom packt das Metallbad noch nicht. Erst
bei weiterem Hochstellen, so daß der Boden etwa zur Hälfte unter die rechnerische
Badoberfläche untertaucht, schlägt das Eisenbad plötzlich über dem nun eintauchenden
Blasstrom zusammen. Es entsteht dann ein starker Auswurfstoß an Funken. Die Größe
dieses Eintauchwinkels ist von Konverter zu Konverter verschieden. Sie ist abhängig
vom Füllgrad des Konverters und von seinem Verschleißzustand. Bei einem 4o-t-Konverter
für ein Füllgewicht von 40t wuchsen diese Winkelwerte im Verlauf der Konv erterreise
mit wachsendem Konverterverschleiß von 2q. bis auf etwa 2g° an.
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Zur Herstellung von Thomas- und Bessemerstahl mit verbesserten Eigenschaften
ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem mit einem Konverter geblasen werden soll,
dessen Blasboden so angeordnet ist, daß bei einem Querschnitt durch das blasende
Bad der von Blasstrom gepackte Badquerschnitt und der blasstromfreie Rückstromquerschnitt
des Bades gegeneinander derart versetzt sind, daß die Berührungslinie der Querschnitte
keine geschlossene Kurve und kürzer ist als der Umfang des Blasquerschnittes. Das
kann beispielsweise auch so geschehen, daß ein normaler Konverter in schräger Stellung
bläst. Zur Erzielung eines insbesondere stickstoffarmen Stahles reicht jedoch, um
nach diesem Verfahren zu arbeiten, bereits eine verhältnismäßig geringe Schrägstellung
aus, die wohl einen niedrigen Stickstoffgehalt erzielen läßt, jedoch ein insbesondere
auswurffreies Blasen nicht gewährleistet. Dieses Verfahren nimmt zudem keinen Bedacht
auf die Schwierigkeiten des Frischens mit sauerstoffreichem Blaswind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren braucht die Windpressung nicht
etwa weiter herabgesetzt zu werden als beim normalen Thomasverfahren; vielmehr kann
sie gesteigert werden, sogar bis zur vollen Windpressung, und zwar von Anfang des
Blasens an.
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Um einen stärkeren Verschleiß des Konverters über dem Blassprudel
zu vermeiden, empfiehlt es sich, das Gefäß auch im Rücken auszubauchen, wie es auch
zweckmäßig ist, die Mündung in Anpassung an die doppelt gebauchte Gefäßform und
die schräge Betriebsstellung des Konverters zur Konverterachse symmetrisch bzw.
annähernd symmetrisch aufzusetzen. Der Konverter erhält mithin vorzugsweise länglichen
Querschnitt (wobei die längere Achse senkrecht zur Drehachse des Konverters liegt),
z. B. einen ovalen, rechteckigen oder elliptischen Querschnitt.
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Die Höhe der Sauerstoffanreicherung richtet sich nach wirtschaftlich
bedingten Gesichtspunkten, insbesondere der Leistungsfähigkeit der Sauerstoffanlage.
In der Praxis wird im allgemeinen eine Anreicherung zwischen etwa 25 und 6o % in
Frage kommen. Es kann zweckmäßig sein, die Sauerstoffzugabe zum Wind während der
Entphosphorungsperiode zu beenden, um das Ende des Blasens und die richtige Badtemperatur
sicherer zu treffen.
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Bei dem bekannten Arbeiten mit sauerstoffangereichertem Wind in einem
späteren Abschnitt der Blasezeit wird der erzielte Wärmeüberschuß durch Zugabe von
Schrott verwertet. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der nutzbare Wärmeüberschuß
noch erheblich größer und dementsprechend der Schrottsatz erhöht. Der Schrott kann
aber auch ganz oder zum Teil durch Erz ersetzt werden. Das hat zur Folge, daß die
Kühlung rascher bewirkt wird, das Angebot an Sauerstoff durch den Erzsauerstoff
sich erhöht, die Blasezeit weiter verkürzt wird und der Zubrand an Eisen steigt.
Es empfiehlt sich, den Erzzuschlag erst während des Blasens, vor allem im Verlauf
der Entkohlung zuzugeben, um damit die Reduktionswirkung des Kohlenstoffes auszunutzen.
Es gelingt so, bei Anreicherung des Blaswindes mit Sauerstoff und zusätzlicher Zugabe
von Erz die Blasezeiten auf bisher unbekannt kurze Zeiten von 6 bis 8 Minuten herabzudrücken
und dabei infolge des geringen Auswurfes und des Zubrandes aus dem Erz zu sehr hohen
Ausbringezahlen zu kommen. Zudem erhöht sich die Haltbarkeit von Konverter und Boden
infolge des nur kurzzeitigen Angriffs der Schlacke bei solch raschem Blasen. Es
führt so das erfindungsgemäße Verfahren zu bisher unbekannt hoher Leistung beim
Windfrischen und zugleich Zu qualitativ sehr hochwertidem gasarmem Stahl. Mit dem
Verfahren gemäß der Erfindung lassen sich auch Stähle mit geringem Stickstoffgehalt
herstellen, insbesondere solche Stähle, die auf Grund ihrer niedrigen Stickstoff-
und Phosphorgehalte Siemens-Martin-Stahlähnliche Eigenschaften besitzen. Um zu besonders
niedrigen Stickstoffgehalten hierbei zu gelangen, empfiehlt es sich, die Blaslöcher
im Konverterboden so zu versetzen, daß die blasende Fläche sich nur unterhalb des
Teiles des Bades befindet, der beim schräg gestellten Konverter geringere Badhöhe
hat. Dabei vergrößert man zweckmäßig den Durchmesser der Blaslöcher, um auch die
Zahl der Blaslöcher herabzusetzen und den Boden nicht zu stark zu schwächen, beispielsweise
bis auf Blaslochdurchmesser von 2o bis 30 mm. Man kann aber auch statt dessen
oder in Vereinigung damit eine verstärkte Kühlung des Bades während der Entphosphorung
vornehmen. Eine solche verstärkte Kühlung wirkt bekanntlich der Stickstoffaufnahme
entgegen und fördert die Entphosphorung, wenngleich sie zum Unterschied gegenüber
der vorher genannten Maßnahme zu niedrigeren Gießtemperaturen führt.