DE974044C - Verfahren und Vorrichtung zum Frischen von Roheisen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Frischen von Roheisen

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DE974044C
DE974044C DEG10874A DEG0010874A DE974044C DE 974044 C DE974044 C DE 974044C DE G10874 A DEG10874 A DE G10874A DE G0010874 A DEG0010874 A DE G0010874A DE 974044 C DE974044 C DE 974044C
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DE
Germany
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container
melt
tubes
pipes
oxidizing gases
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Expired
Application number
DEG10874A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Laermann
Hermann Dr Roechling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roechlingsche Eisen und Stahlwerke GmbH
Original Assignee
Roechlingsche Eisen und Stahlwerke GmbH
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Publication date
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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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Frischen von Roheisen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, bei welchem das flüssige Roheisen am Ende eines zwec ' kniäßig langgestreckten Behälters eingeführt, am entgegengesetzten Ende das geffischte Eisen entnommen wird und durch von oben durch die Behälterwandung geführte, in oder dicht oberhalb der vorbeifließenden Schmelze endende Rohre oxydierende Gase der Schmelze zugeführt werden.
  • Versuche haben nun ergeben, daß durch eine besondere Anordnung der Rohre eine außerordentliche günstige Erfassung der Schmelze durch die oxydierenden Gase erreicht wird.
  • Gemäß der Erfindung sind durch die eine Längsseitenwandung des Behälters hindurchgeführte Rohre oder Bohrungen derart angeordnet, daß diese gegenüber der allgemeinen Flußrichtung der Schmelze einen stumpfen Winkel bilden, während durch die entgegengesetzte Längsseitenwandung hindurchgeführten Rohre oder Bohrungen gegenüber der allgemeinen Flußrichtung der Schmelze einen spitzen Winkel bilden.
  • Es hat sich gezeigt, daß durch die Anordnung der Rohre oder Bohrungen gemäß der Erfindung einzelne rotierende Tümpel oder Strudel in der Schmelze entstehen, die nacheinander von dem ausströmenden Gas des jeweils nächstfolgenden Rohres bzw. der nächstfolgenden Bohrung erfaßt werden und auf diese Weise den Behälter in Längsrichtung vom Einflußende bis zum Ausflußende durchlaufen. Hierdurch wird eine außergewöhnliche günstige Durchmischung der Schmelze und Erfassung der Begleitelemente durch die zugeführten oxydierenden Gase erreicht sowie demzufolge der Wirkungsgrad des Frischprozesses gegenüber allen bekannten Verfahren beträchtlich vergrößert.
  • Statt der Anordnung von Rohren oder Bohrungen können in an sich bekannter Weise auch poröse Steine in das Futter eingesetzt werden, und die oxydierenden Gase durch diese geblasen werden.
  • Da bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung die Verluste an zugeführten oxydierenden Gasen verschwindend gering sind, kann in wirtschaftlich gerechtfertigter Weise zur Oxydation der Begleitelemente reiner Sauerstoff verwendet werden.
  • Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens wird noch dadurch verbessert, daß erfindungsgemäß die Zufuhr der oxydierenden Gase sowohl hinsichtlich der Gasmenge als auch hinsichtlich des Druckes für jede einzelne Rohr- bzw. für einzelne Rohrgruppen gesondert geregelt wird. Auf diese Weise gelingt es, in Längsrichtung des Behälters unterschiedliche Reaktionszonen und damit Wärmezonen entstehen zu lassen.
  • Diese Regelung der Gaszufuhr und/oder des Druckes kann z. B. vorteilhaft derart getroffen werden, daß der Phosphor, zumindest ein bedeutender Anteil davon, in an sich bekannter Weise vor dem Kohlenstoff aus der Schmelze ausgeschieden wird.
  • Auch hat man es durch diese Regelung in der Hand, deA Zeitablauf des Frischprozesses zu steuern.
  • Es gelingt somit erfindungsgemäß, einen Frischprozeß unter Verwendung einer und derselben Anlage allen vorkommenden Zusammensetzungen des Roheisens anzupassen. Es ist selbstverständlich, daß hinsichtlich der Zusammensetzung des verwendeten Futters des Behälters der Anlage auf die '7 Lusammensetzung des zu frischenden Roheisens Rücksicht zu nehmen ist.
  • Bisher war die Ansicht vertreten, daß es zur Durch ührung von Frischprozessen günstig sei, die oxydierenden Gase unter hohem Druck und hoher überschallgeschwindigkeit einzuführen, um gleichzeitig eine Durchmischung der Schmelze und ein Zusammenführen der Reaktionsteilnehmer zu erreichen.
  • Eingehende Versuche des Anmelders haben aber ergeben, daß eine derartige Zuführung der oxydierenden Gase sogar schädlich ist, da sie schnittbrennerartig wirkt, den Weitertransport der Schmelze hemmt und - wie es durch die Erfindung ermöglicht wird - die Ausbildung und Ausnutzung unterschiedlicherReaktionszonen unmöglich macht.
  • Wenn aber die Anordnung der die oxydierenden Gase zuzuführenden Rohre oder Bohrungen erfindungsgemäß derart getroffen wird, daß in jedem Fall eine Durchmischung der Schmelze und eine innige Zusammenführung der Reaktionsteilnehmer eintritt, kann auf die Anwendung hoher Drucke von io bis 2o at und mit Gasgeschwindigkeiten über 300 m/Sek. verzichtet werden.
  • Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die oxydierenden Gase unter geringem Druck, vorzuggweise unter Drucken von 0,5 bis 5 at und mit Gasgeschwindigkeiten vor) 15 bis ioo m/Sek., zuzuführen.
  • Es hat sich ergeben, daß in Abhängigkeit von der zugeführten Sauerstoffmenge eine mehr oder weniger unvollständige Verbrennung des Kohlenstoffs erfolgt, so daß gewöhnlich gewisse Mengen von Kohlenoxyd in den Raum oberhalb des Schmelzspiegels gelangen.
  • Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung werden nun zusätzlich in den oberen Teil des Behälters durch Düsen oder Bohrungen oxydierende Gase eingeführt, zweckmäßig entgegen dem aus den Behälter abziehenden, heißen Gasstrom, welche be- wirken, daß das vorhandene Kohlenoxyd vollständig zu Kohlendioxyd verbrannt wird. Dadurch wird erreicht, daß die beträchtliche, im Kohlenstoff enthaltene Wärmeenergie zurVerfügung steht und für bekannte Zwecke, z. B. Vorerhitzung von Zuschlägen, verwertet werden kann.
  • In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Vorrichtung nach der Erfindung in Draufsicht im Schnitt, Fig. 2 die gleiche Vorrichtung von der Schmalseite aus gesehen, im Schnitt A-A der Fig. i, Fig. 3 eine Ausführung eines einielnen Rohres zur Zufuhr der oxydierenden Gase im Schnitt in einem größeren Maßstab als gemäß Fig. i und 2.
  • Der langgestreckte Behälter i hat eine öffnung i" für die Zufuhr der Roheisenschmelze und eine Öffnung ib zum Abfluß des gefrischten Eisens. Zur Abfuhr der Schlacke dient die öffnung i, In Fig. 2 ist die Schmelze A sowie die Schlacke B angedeutet.
  • Durch die Seitenwände des Behälters sind die Rohre oder Bohrungen zur Zufuhr der oxydierenden Gase hindurchgeführt, und zwar bilden gemäß Erfindung die Rohre 2 gegenüber der (strichliert gezeichneten) allgemeinen Flußrichtung der Schmelze einen stumpfen Winkel von vorzugsweise i2d'! und die durch die entgegengesetzte Längsseitenwandung hindurchgeführten Bohrungen 3 einen spitzen Winkel von vorzugsweise 30'. Zum Anschluß der Gasleitungen an die Bohrungen 3 dienen die größeren Bohrungen 3".
  • Durch diese Anordnung werden bei Gaszufuhr durch die Rohre bzw. Bohrungen die in Fig. i punktiert angedeutete, zykloidenartige Bewegung der Schmelze und damit die bereits oben geschilderten Vorteile erreicht.
  • Eine besonders lange Lebensdauer der Rohre wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die in den Behälter hineinragenden Teile der Rohre so tief liegen, daß sie im Betrieb unterhalb des Schmelzspiegi->ls liegen, also stets vollständig von der Schmelze umgeben sind.
  • In Fig. 3 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines der Rohre dargestellt. Das zur Zufuhr der oxydierenden Gase bestimmte Innenrohr 2" ist von zwei Mänteln 2b und 2, umgeben. Das in den Mantel 2, hineinragende Ende des Mantels :2b 'St offen, der Mantel 2, ist allseitig geschlossen. Wird durch den Stutzen 2d ein Kühlmittel eingeführt, so durchs trömt' dieses den Zwischenraum zwischen dein Innenrohr 2" und dem Mantel 2b, gelangt dann in den Zwischenraum zwischen dem Mantel 2b und dem Mantel 2" strömt dort zurück und wird durch den Stutzen:2, abgeführt.
  • Mit 4 (Fig. 2) ist die Bohrung oder Düse bezeichnet, durch welche oxydierende Gase in den Raum oberhalb des Schmelzspiegels zum Zwecke der vollständigen Verbrennung des Kohlenoxydes geführt werden.
  • Versuche haben ergeben, daß eine derartige Kühlung, durch welche der Kühlmittelstrom das Rohr bis zu seinem Ende umspielt, völlig ausreicht, um die Rohre lange Zeit betriebsfähig zu erhalten. Auch hat sich überraschenderweise gezeigt, daß-als Material für die Rohre vorteilhaft Metalle, insbesondere Kupfer, geeignet sind. Um die nur ganz wenig aus dem Futter in die Schmelze hineinragenden Enden der Rohre bildet sich, wie Versuche ergeben haben, eine Schutzschicht, durch welche diese Enden vor dem Angriff der Schmelze, der Schlacke und des Eisenoxyduls bewahrt werden. Trotzdem können gegebenenfalls die Rohre leicht ausgewechselt werden, da die Schutzschicht nicht fest an den Rohrenden, sondern an dem Futter des Behälters haftet. In Fig. 3 ist diese Schutzschicht C angedeutet.
  • Die Bildung dieser Schutzschicht wird durch die besonders intensive Kühlung gemäß der Erfindung bewirkt bzw. gefördert.
  • Bei dieser Ausführung der Rohre ist der zylindrische Teil vollständig im Futter des Behälters gelagert und damit gegen alle chemischen und thermischen Angriffe durch die Schmelze oder durch die heißen Gase, die sich oberhalb der Schmelze befinden, geschützt. Lediglich die in den Behälter hineinragenden Köpfe der Rohre kommen mit der Schmelze in Berührung. Wie Versuche ergeben haben, verhält sich ein abgeflachter Kopf gegenüber z. B. halbkugelförtnigen Rohrköpfen wesentlich günstiger, da die Angriffsfläche erheblich kleiner und auch die Einwirkung des Kühlmittels besser ist.
  • Um ein Eintreten des Kühlmittels in die Schmelze bei Leckwerden des Kühlmantels zu vermeiden, wird dieses in bekannter Weise nicht durch Druck, sondern durch Ansaugen gefördert. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Kühlmittel zu verwenden, die beim unerwünschten Zusammentreffen mit der Roheisen- oder Stahlschmelze trotzdem ungefährlich sind, z. B. flüssige oder gasförmige Kohlensäure.
  • Selbstverständlich ist es erforderlich, den Umlauf des Kühlmittels zu überwachen.

Claims (2)

  1. PATEN TANS PR Ü- CH E. i. Verfahren zum Frischen von Roheisen, bei welchem das flüssige Roheisen am Ende eines langgestreckten, stillstehenden Behälters eingeführt und das gefrischte Eisen am entgegengesetzten Ende entnommen wird, und durch schräg vorm oben durch die Behälterwandung geführte, in oder dicht oberhalb der vorbeifließenden Schmelze endende, in Längsrichtung des Behälters in zwei oder mehreren Reihen hintereinander angeordnete Rohre oxydierende Gase der Schmelze zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die eine Längsseitenwandung des Behälters hindurchgeführten Rohre gegenüber der allgemeinen Flußrichtung der Schmelze einen stumpfen Winkel bilden, und die durch die entgegengesetzte Längsseitenwandung hindurchgeführten Rohre gegenüber der allgemeinen Flußrichtung der Schmelze einen spitzen Winkel bilden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der oxydierenden Gase in die Schmelze für jedes einzelne Rohr bzw. einzelne Rohrgruppen hinsichtlich der Gasmenge und/oder des Druckes gesondert geregelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Gasmenge und/oder des Druckes derart erfolgt, daß in Längsrichtung des Behälters unterschiedliche Reaktionszonen entstehen. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung derart erfolgt, daß der im Roheisen enthaltene Phosphor in an sich bekannter Weise vor dem Kohlenstoff aus der Schmelze ausgeschieden wird. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oxydierenden Gase unter geringem Druck, vorzugsweise unter Drucken von o,5 bis 5 ata, zugeführt werden. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Behälterwandung oder Behälterkuppel zusätzlich oxydierende Gase in den Raum oberhalb des Schmelzspiegels geführt werden, zweckmäßig entgegen dem aus dem Behälter abziehenden heißen Gasstrom. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die ei ne Längsseitenwandung des Behälters hindurchgeführten Rohre mit der Längsrichtung des Behälters einen stumpfen Winkel, vorzugsweise einen solchen von i2d', und die durch die entgegengesetzte Längsseitenwandung hindurchgeführten Rohre mit der Längsrichtung des Behälters einen spitzen Winkel, vorzugsweise einen solchen von 3d", einschließen. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter hineinragende Teile der Rohre so tief liegen, daß sie im Betrieb vollständig von der Schmelze umgeben sind. g. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn - zeichnet, daß zur Zuführung der oxydierenden Gase anstatt Rohre Bohrungen oder in an sich bekannter Weise in das Futter eingesetzte poröse Steine dienen. io. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Behälter hineinragenden Köpfe der Rohre abgeflacht sind. i i. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 und i o# dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre aus. Metall, vorzugsweise aus Kupfer, bestehen und mit einer Kühleinrichtung, die eine ständige Zu- und Abfuhr des Kühlmittels erlaubt"atisgestattet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 684 048; Stahl und Eisen, 1952, S- 1022:2-
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2583773A1 (fr) * 1985-06-21 1986-12-26 Centro Speriment Metallurg Procede de desulfuration et de dephosphoration de la fonte

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB684048A (en) * 1949-06-22 1952-12-10 Mini Of Mines And Technical Su The gas flushing of liquid masses

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