Verfahren und Konverter zur Herstellung von Stahl nach dem Windfrischverfahren
Das Verblasen des Roheisens in den üblichen Konvertern, bei denen der Wind durch
den Boden dem Bad zugeführt wird, weist den großen Nachteil auf, daß während der
Reaktion des Windes mit den Eisenbegleitern, und zwar hauptsächlich während derVerbrennung
des Kohlenstoffs, ein starkes Kochen des Bades einsetzt, wobei, unterstützt durch
den von unten nach oben durch das Bad streichenden Wind, erhebliche Mengen des Einsatzes
aus der Birne herausgeschleudert werden. Dieser Auswurf ist für das Verfahren zunächst
verloren und setzt somit seine Wirtschaftlichkeit herab. Er beeinflußt aber auch
im wesentlic$en Maße die Güte des erblasenen Stahls. Es ist nämlich bekannt, daß
das Thomasverfahren hinsichtlich der Entphosphoru.ng, Entschwefelung und Eisenverschlackung
sowie eines niedrigen Manganverbrauchs dann die besten Ergebnisse zeigt, wenn in
der anfallenden Schlacke ein bestimmter Kalküberschuß vorhanden ist. Der für ein
Roheisen bestimmter Zusammensetzung erforderliche Kalkzuschlag läßt sich zwar auf
Grund der chemischen Zusammensetzung der in der Schlacke vorhandenen Komponenten
errechnen, der so bestimmten Menge ist aber die Menge an Kalk zuzuschlagen, die
mit dem Auswurf die Birne verläßt und für das Reaktionsgeschehen nicht mehr in Betracht
kommt. Da der Auswurf sowohl hinsichtlich seiner Menge als auch seiner Zusammensetzung
starken, nicht beeinflußbaren Schwankungen ausgesetzt ist, kann der wirklich erforderliche
Kalkzusatz niemals genau bestimmt werden. Das Erblasen eines Stahls von hoher, stets
gleichbleibender Güte ist daher in den üblichen Konvertern nicht möglich.
Dieser
Nachteil wird dadurch behoben, daß der Wind nicht von unten in den Konverter eingeführt
wird, sondern von der Seite, und zwar derart, daß dem Bad eine drehende Bewegung
erteilt wird. Auf Grund dieser Drehbewegung ist jedes Teilchen der Schmelze, welches
etwa beim Kochen des Bades über den Badspiegel hinausgeschleudert wird, bestrebt,
seinen Weg in Richtung auf die Konverterwand zu nehmen und nicht nach oben. Von
der Konverterwand fallen aber die Teilchen wieder in das Bad zurück und gehen so
für das Verfahren nicht verloren. Ein weiterer Umstand wirkt in der gleichen Richtung.
Da durch die vorgeschlagene Art der Windeinführung keine Durchwirbelung von Bad
und Schlacke hervorgerufen wird, haben die durch die Reaktion des Windes mit dem
Eisenbad entstehenden Oxyde, soweit sie nicht in Gasform den Konverter verlassen,
die Möglichkeit, im Bad hochzusteigen und sich auf dessen Oberfläche anzusammeln,
wo sie unter sich und mit dem zugegebenen Kalk eine Schlacke bilden, die das Bad
dauernd bedeckt. Diese Schlakkendecke hält nun die aus dem Badinnern hochgeschleuderten
Teilchen auf bzw. verringert deren Geschwindigkeit dermaßen, daß sie nur eine kurze
Strecke über der Schlackendecke zurücklegen können, worauf sie wieder in das Bad
zurückfallen. Durch diese Art der Windeinführung werden also Verluste des Einsatzes
sicher vermieden, so daß die in den Konverter eingebrachten Stoffe mit den ursprünglichen
Mengen an den Reaktionen teilnehmen.Process and converter for the production of steel by the wind-fresh process
The blowing of the pig iron in the usual converters where the wind blows through
the soil is fed to the bath, has the major disadvantage that during the
Reaction of the wind with the iron companions, mainly during the combustion
of the carbon, a strong boiling of the bath sets in, being supported by
the wind blowing through the bathroom from bottom to top, considerable amounts of effort
be thrown out of the pear. This ejection is for the procedure initially
lost and thus reduces its profitability. But it also influences
essentially the quality of the blown steel. It is known that
the Thomas process with regard to dephosphorus, desulphurisation and iron slagging
as well as a low manganese consumption then shows the best results when in
the resulting slag has a certain excess of lime. The one for one
Pig iron of a certain composition required lime addition can be admittedly
Reason for the chemical composition of the components present in the slag
calculate, but the amount of lime must be added to the amount determined in this way
leaves the pear with the expectoration and is no longer considered for the reaction process
comes. As the sputum, both in terms of its quantity and its composition
is exposed to strong fluctuations that cannot be influenced, the really necessary
Lime addition can never be precisely determined. The blowing of a steel of high, always
Consistent quality is therefore not possible in the usual converters.
This
The disadvantage is eliminated by the fact that the wind is not introduced into the converter from below
is, but from the side, in such a way that the bath a rotating movement
is granted. Because of this rotating movement, each particle of the melt is which
is thrown out over the bathroom mirror when cooking, for example, endeavors to
to make its way towards the converter wall and not upwards. from
the converter wall, however, the particles fall back into the bath and go like that
not lost for the process. Another fact works in the same direction.
Since the proposed type of wind introduction prevents the bath from being swirled through
and slag caused by the reaction of the wind with the
Oxides formed in the iron bath, provided they do not leave the converter in gaseous form,
the possibility of going up in the bathroom and accumulating on its surface,
where they form a slag under themselves and with the added lime, which forms the bath
permanently covered. This sluggish blanket now holds the one that was thrown up from inside the bathroom
Particles on or reduced their speed so that they are only a short
Stretch over the cinder cover, whereupon they go back to the bathroom
fall behind. This type of wind introduction therefore results in losses in use
safely avoided, so that the substances introduced into the converter with the original
Crowds take part in the reactions.
Durch die angestrebte Drehbewegung des Bades wird eine Durchwirbelung
des Einsatzes nicht erzielt, ein Wärmeaustausch zwischen dem Bad und dem aufgegebenen
Kalk, wie er etwa bei den Konvertern mit Bodendüsen möglich ist, findet daher bei
diesem Verfahren nicht statt. Der Kalk bleibt hier stets auf der Oberfläche des
Bades, und die Schlackenbildung zwischen diesem und den aus dem Bad aufsteigenden
Oxyden der Eisenbegleiter wird lediglich durch die vom Bad nach oben strahlende
Wärme unterstützt. Die schnelle Bildung einer reaktionsfähigen Schlacke ist daher
bei diesem Verfahren, erschwert und wird nach anfänglicher Bildung einer solchen
weiter verzögert, da die Schlakkendecke einerseits die Wärmeabstrahlung des heißen
Bades nach oben abdrosselt und da zweitens das geringe Wärmeleitvermögen der Schlacke
eine Übertragung der Wärme des Bades durch Leitung auf die noch nicht in Reaktion
getretenen Kalk-und Oxydteilchen stark verzögert. Um nun 'eine möglichst schnelle
Reaktion zwischen diesen zu erzielen, wird weiter vorgeschlagen, durch Windzufuhr
kurz oberhalb des Bades das im Bad gebildete Kohlenoxyd zu verbrennen. Durch die
hierbei frei werdenden großen Wärmemengen wird die Reaktion zwischen dem Kalk und
den Oxyden der Eisenbegleiter stark gefördert und die entstehende Schlacke in dünnflüssigem,
d. h. gut reaktionsfähigem Zustande gehalten. Um die Überführung der im Bad durch
den Wind-Sauerstoff gebildeten Oxyde in die Schlacke zu beschleunigen und die feinende
Wirkung der Schlacke auf das Bad zu fördern, ist es zweckmäßig, die unterhalb der
Badoberfläche liegenden Düsen nicht nur mehr oder weniger tangential, sondern auch
schräg nach unten oder nach oben anzuordnen, so daß außer der Drehbewegung dem Bad
auch eine umwälzende Bewegung erteilt wird, wodurch immer neue Schichten des Eisenbades
an die Schlackendecke herangeführt werden.The desired rotary movement of the bath creates a turbulence
of the use is not achieved, a heat exchange between the bath and the abandoned
Lime, such as is possible with converters with floor nozzles, is therefore found in
this procedure does not take place. The lime always remains on the surface of the
Bath, and the formation of slag between this and those rising from the bath
Oxydes of the iron companion are only caused by that which radiates upwards from the bathroom
Warmth supports. The rapid formation of a reactive slag is therefore
in this process, made more difficult and becomes after the initial formation of such a
further delayed because the slag ceiling on the one hand, the heat radiation of the hot
The top of the bath is throttled and, secondly, the low thermal conductivity of the slag
a transfer of the heat of the bath by conduction to the unresponsive
lime and oxide particles that have stepped on are greatly delayed. To now 'as fast as possible
Achieving a reaction between these is further proposed by supplying wind
to burn the carbon monoxide formed in the bath just above the bath. Through the
This released large amounts of heat is the reaction between the lime and
the oxides of the iron companions strongly promoted and the resulting slag in low-viscosity,
d. H. kept in a good reactive state. To pass the in the bathroom through
the wind-oxygen formed oxides to accelerate the slag and the fining
To promote the effect of the slag on the bath, it is expedient to use the one below the
Nozzles lying on the bath surface not only more or less tangentially, but also
to be arranged obliquely downwards or upwards, so that in addition to the rotary movement of the bath
also a revolutionary movement is given, creating ever new layers of the iron bath
be brought up to the slag roof.
Das tangentiale Einblasen des Windes unterhalb des Badspiegels, wodurch
dem Bad eine Drehbewegung erteilt wird, ist an sich bekannt. Dieser Vorschlag hat
aber keinen Eingang in die Praxis gefunden. Auch ist schon vorgeschlagen worden,
das im Bad gebildete Kohlenoxyd oberhalb des Bades zu verbrennen, um eine Verbesserung
des Verfahrens in wärmetechnischer Hinsicht zu erzielen. Aber auch dieser Vorschlag
ist bei den üblichen Konvertern nur in einem Sonderfalle praktisch angewendet worden,
nämlich zum Schmelzen von Mündungsbären. Ordnet man bei den Konvertern mit Bodendüsen
die die Sekundärluft führenden Düsen dicht oberhalb des Bades an, um die bei der
Verbrennung entstandenen Wärmemengen dem Bad selbst zuzuführen, so. werden die Düsen
durch die hochge-,vIrbelten Schlacken- und Eisenteilchen bald verstopft und außer
Betrieb gesetzt. Erst durch die Kombination der bekannten Verfahren gemäß der Erfindung
werden sowohl die verfügbaren Wärmemengen für das Verfahren restlos nutzbar gemacht
wie auch Verluste dies Einsatzes sicher vermieden. Dadurch wird es aber erst ermöglicht,
die für die günstigste Durchführung des Wi:ndfrischverfahrens gemachten Erkenntnisse
besonders hinsichtlich des Kalkzuschlages für den praktischen Betrieb auszuwerten
und einen Stahl von hoher, stets gleichbleibender Güte im Konverter zu erzeugen.
Das vorgeschlagene Verfahren ist nicht auf das Windfrischen von Roheisen beschränkt,
sondern auf alle Metalle anwendbar, die sich im Konverter verblasen lassen.The tangential blowing in of the wind below the bath level, whereby
the bath is given a rotary motion, is known per se. This proposal has
but has not found its way into practice. It has also been suggested
to burn the carbon dioxide formed in the bath above the bath in order to improve it
of the process in terms of thermal engineering. But also this suggestion
has only been used in practice with the usual converters in a special case,
namely for melting muzzle bears. Arranged with the converters with floor nozzles
the secondary air leading nozzles just above the bath to the
To supply the bath itself with heat generated by combustion, see above. become the nozzles
soon clogged and out of place by the turbulent slag and iron particles
Operation set. Only through the combination of the known methods according to the invention
both the available heat quantities are made completely usable for the process
as well as losses of this use safely avoided. But this only makes it possible
the knowledge made for the most favorable implementation of the refreshing process
to be evaluated especially with regard to the lime surcharge for practical operation
and to produce a steel of high, constant quality in the converter.
The proposed method is not limited to the wind refining of pig iron,
but can be used for all metals that can be blown in the converter.
Die Abb. i bis 4 zeigen schematisch eine mögliche Ausführungsform
des beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Konverters.Figs. I to 4 schematically show a possible embodiment
of the converter used in the method according to the invention.
Abb. i stellt einen Schnitt durch. die Achse des Konverters dar; Abb.
a und 3 zeigen Querschnitte nach Linie I-1 der Abb. i, und Abb. 4 zeigt einen Schnitt
nach Linie II-II der Abb. i.Fig. I shows a section through. represents the axis of the converter; Fig.
a and 3 show cross sections along line I-1 of Fig. i, and Fig. 4 shows a section
according to line II-II of Fig. i.
A bezeichnet den Windkasten für die unter der Badoberfläche liegenden
Düsen. Der Wind wird ihm .in bekannter Weise durch den einen hohlen Tragzapfen der
Birne und eine -#Jerbindungsleitung zugeführt. B ist der Windkasten für die oberhalb
des Bades liegenden Düsen. Er ist durch die Leitung C mit dem Windkasten A verbunden,
und die ihm zugeführte Windmenge kann durch dis Venti1'D geregelt werden. Der Wind,
der unterhalb der Badoberfläche eingeführt wird und dem Bad eine drehende Bewegung
verleiht, kann entweder nur durch einige wenige, zum Bad mehr oder weniger tangential
gerichtete Kanäle mit großem Querschnitt
zugeführt werden (Abb.
2) oder aber durch eine Vielzahl von Düsen mit engerem Querschnitt (Abb. 3). Diese
Kanäle und Düsen werden vorzugsweise in mehr als einer Reihe übereinandler angeordnet.
Sie können weiterhin, wie beschrieben, zusätzlich nach oben und unten geneigt sein,
um dem Bad auch eine umwälzende Bewegung zu erteilen. Die oberhalb des Bades befindlichen
Düsen für die Sekundürluft liegen waagerecht bzw. nach unten geneigt und sind so
gerichtet, daß der Windi die ;.,anze Querschnit.tsfläche des Konverters bestreicht
(Abb. 4). Alle Düsen sind nur auf dem Teil des Konverterumfangs vorzusehen, der
bei gekipptem Konverter nicht unter dem Badspiegel liegt. Da der Konverterunterteil
einem stärkeren Verschleiß unterworfen ist als der über dem Bad liegende Teil, ist
er zur leichteren Durchführung von Reparaturen in der Höhe E-E abnehmbar.A denotes the wind box for those lying under the bath surface
Nozzles. The wind is fed to him in a familiar way through the hollow support pin of
Bulb and a - # Jerbindungsleitung supplied. B is the wind box for the above
the bath nozzles. It is connected to wind box A by line C,
and the amount of wind supplied to it can be regulated by dis Venti1'D. The wind,
which is introduced below the bath surface and the bath a rotating movement
confers, can either only through a few, more or less tangential to the bathroom
directed channels with a large cross-section
supplied (Fig.
2) or through a large number of nozzles with a narrower cross-section (Fig. 3). These
Channels and nozzles are preferably arranged one above the other in more than one row.
As described, they can also be inclined upwards and downwards,
to give the bathroom a revolutionary movement too. Those located above the bath
Nozzles for the secondary air are horizontal or inclined downwards and are so
directed that the Windi sweeps the;., anze cross-sectional area of the converter
(Fig. 4). All nozzles are only to be provided on the part of the converter circumference which
when the converter is tilted is not below the bathroom level. Since the converter base
is subject to greater wear than the part overlying the bath
it can be removed to make repairs easier at height E-E.