CH255156A - Verfahren zum Frischen von Roheisen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Frischen von Roheisen.    Es sind bereits Vorschläge zum Frischen  von Roheisen mit einem sauerstoffreicheren  Gas als Luft gemacht worden. Beim Wind  frischen     bringt    eine solche     Arbeitsweise    den  Vorteil mit sich, dass durch den teilweisen  oder vollständigen     \Wegfall    des Stickstoffes  Wärme     eingespart    wird, und das Eisen weni  ger Stickstoff aufnimmt, als wenn es mit ge  wöhnlicher Luft geblasen wird.

   Die erforder  liche Wärme wird beim Windfrischen durch  die Verbrennung des Sauerstoffes mit den  Begleitelementen des Eisens erzeugt, und       diese    Wärme übersteigt bei weitem den für  die Durchführung des Prozesses erforder  lichen Wärmeaufwand, so dass mit dem sich  ergebenden     Wärmeüberschuss    Schrott ge  schmolzen werden kann.  



  Anders liegen die Verhältnisse in wärme  technischer Hinsicht beim Herdofen. In die  sem Ofen wird der Sauerstoff nicht in freier,  sondern in gebundener Form als     Eisen-Sauer-          stoff-Verbindung    zugesetzt, so dass gegenüber  dem Windfrischen noch die Wärme zur Zer  legung der     Eieen-Sauerstoff-Verbindunb    auf  gebracht werden muss. Darin liegt der Haupt  grund dafür, dass der Herdofen zusätzlich  beheizt werden muss, weil die aus der Ver  brennung von Erzsauerstoff mit den Begleit  elementen des Eisens     gewonneneWärme    nicht  ausreicht.

   Ein weiterer Grund     für-den    erhöh  ten Wärmebedarf beim offenen Herdofen; ist  die     Chargendauer,    die nach Stunden zählt,  während beim .Windfrischen nur etwa eine       Viertelstunde    notwendig ist. Die Wärmever-         luste    beim offenen Herdofen sind wesentlich  grösser, und infolgedessen ist auch ein erhöh  ter Wärmeaufwand erforderlich.  



  Man hat auch schon angeregt, Sauerstoff  beim     Siemens-Martin-Ofen    zu verwenden.  Dabei wurde aber stets der Ofen in .seiner  üblichen Bauweise, also mit den     Kammern     zur     Vorwärmung    von Luft und Gas, sowie  die übliche Arbeitsweise     grundsätzlich    bei  behalten. Der Unterschied bestand nur darin,  dass an Stelle von gewöhnlicher Luft eine mit  Sauerstoff angereicherte Luft verwendet  wurde. Die     Beheizung    des Ofens findet aber  nach wie vor bei allen diesen Vorschlägen  .durch die     Verbrennung        eines        Brennstoffes,     wie Gas oder Öl, mit     Sauerstoff    statt.

   Weder  die Bauweise des     Siemens-Martin-Ofens    noch  der     Betrieb    des Ofens hat bei diesen Vor  schlägen eine durchgreifende Änderung er  fahren.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist nun ein Verfahren zum Frischen von Roh  eisen im Herdofen, bei welchem das Roheisen  direkt mit einem sauerstoffreicheren Gas als  Luft im Herdraum des Ofens gefrischt wird,  wobei das Bad mindestens zum grössten Teil  durch die Verbrennung der     Eisenbegleiter    mit  -dem sauerstoffreicheren Gas als Lufterhitzt  wird. Bei diesem Verfahren kann also der  sonst durch die     Kammern        zugeführte    Brenn  stoff, d. h.     Generatorgas    oder öl, weggelas  sen werden.

   Es     braucht    in den Herdraum des  Ofens     bloss    ein sauerstoffreicheres Gas als  Luft eingeblasen zu werden.     Infolgedessen         können die umfangreichen Einrichtungen am       Siemens-Martin-Ofen,    insbesondere die Kam  mern, vollständig wegfallen, so     dass    nur der  muldenförmige Herd als solcher übrigbleibt.  



  Im     Nachstehenden    sollen zwei     Ausfüh-          rungsformen    des Verfahrens mit einigen  zweckmässigen     Abwandlungen;        beispielsweise          beschrieben    werden.    Beim sauren Arbeiten wird das flüssige  Roheisen nach weitgehender Entfernung der  Schlacke in die Mulde eines Herdofens ge  bracht, und ein sauerstoffreicheres Gas als  Luft wird von oben her oder von seitwärts  auf     das    blanke Eisen aufgeblasen. Die Re  aktion     zwischen    dem Sauerstoff und den Be  gleitelementen setzt sofort ein.

   Unter dem  Einfluss der starken Temperatursteigerung  beginnt die     Kohlenstoffverbrennung    und da  mit das Kochen sehr rasch. Es bilden sich  durch die Verbrennung von Silizium und  Mangan und durch das Abschmelzen der  Ofenwände geringe Schlackenmengen, die  eine dünne Schicht über dem Eisen bilden.  Infolge des     $ochens    brodelt der ganze Ofen  inhalt,     und    die Schlackendecke wird fort  während durch die aufsprudelnden Eisenteile  durchrissen. Dadurch kommen alle Teile des  Roheisens mit dem Sauerstoff in Berührung  und     die    Eisenbegleiter werden     oxydiert.     



  Im Gegensatz zum Windfrischen ver  brennt bei dieser Arbeitsweise der Kohlen  stoff des Eisens praktisch vollständig zu       C02.    Im Bad und an der     Badoberfläche     wird der Kohlenstoff nur bis zu CO oxydiert.  Das in den     Gasraum        übertretende    Kohlen  oxyd verbrennt aber mit dem über .dem Bad  befindlichen Sauerstoff sofort zu     C02.    Durch  diese     Verbrennung    wird Wärme erzeugt.

   Es  ist daher zweckmässig, den Herdofen so zu  bauen, dass die durch die Verbrennung des       Kohlenoxydes    entstehende Wärme durch das  Gewölbe wieder auf das Bad     gestrahlt        wird.     Die abziehenden heissen Gase können gege  benenfalls noch ausgewertet werden, wenn  sich dies entsprechend .den örtlichen Verhält  nissen lohnt.     Die    Gasmengen sind     natürlich     bei dieser     Arbeitsweise        egenüberdenen,    die    beim     S:emens-Martin-Verfahren        auftreten,     ausserordentlich gering.  



  Die Wärmewirtschaft und die     Tempera-          tur    können bei dem     beschriebenen.    Verfahren  in verschiedener Weise reguliert werden.  Einen     Wärmeüberschuss    kann man durch Zu  gabe einer     entsprechenden    Menge von Schrott  ausnutzen. Steht Schrott nicht zur Verfü  gung oder ist er zu teuer, so kann man auch  Erz zugeben, das durch die überschüssige  Wärme und den im Eisen geführten Kohlen  stoff reduziert wird. Gegebenenfalls kann  dem Erz auch zur Erleichterung der Reduk  tion Kohlenstoff zugesetzt werden. Soll aus  irgendwelchen Gründen mehr     Wärme    erzeugt  werden, so kann dies beispielsweise auch  durch eine Schrottzugabe erfolgen.

   Wird  nämlich dünner Schrott, etwa in Form von  Spänen, während des Einblasens von Sauer  stoff in .den Ofen eingeworfen, so oxydiert  der Schrott sehr lebhaft unter starker Wärme  entwicklung. Das sich bildende     Eisenoxydul     wird in der Hauptsache von der Schlacke  und nur zum geringen Teil vom Eisenbad       aufgenommen.    Auf diese Weise kann nicht  nur zusätzliche Wärmeerzeugt werden, son  dern man kann auch den     Eisenoxydulgehalt     der Schlacke nach Wunsch einstellen.

   Wenn  der Schrott im Gegensatz dazu lediglich als  Kühlschrott zugesetzt werden soll, d. h. zu  dem Zweck, um     überschüssige    Wärme zu  verbrauchen, so muss gegebenenfalls wäh  rend der Zugabe des     Schrottes,    insbesondere  wenn es sich um dünnen Schrott handelt, der  Sauerstoff abgestellt werden, um eine Oxy  dation zu     vermeiden,.    Eine weitere Möglich  keit, zusätzliche Wärme zu     erzeugen,    besteht  in der Zugabe von Kohle in irgendeiner Form  auf das Bad. Die auf der Schlacke schwim  mende Kohle wird vom Sauerstoff lebhaft  verbrannt und erzeugt erhebliche Wärme  mengen.

   Weiterhin kann auf diese Weise  eine Verminderung des     Eisenoxydulgehaltes     der Schlacke und eine     Aufkohlung    des Bades  herbeigeführt werden. Diese     Aufkohlung    ist  beispielsweise dann von Interesse, wenn der       Eochprozess    gefördert werden soll,      In der beschriebenen Weise kann somit  ein einfacher Herdofen ohne die Unterbauten       de,s        Siemens-Martin-Ofens    unter alleiniger  Verwendung von einem sauerstoffreicheren       Gas    als Luft in ungemein elastischer Wehe  betrieben werden.

   Im Gegensatz zum     Siemens-          1lartin-Ofen    handelt es sich nicht mehr um  eine     Beheizung    des Bades im üblichen Sinne  durch Flammengase, welche durch Verbren  nung von     Generatorgas    oder Öl mit Luft  sauerstoff oder mit an Sauerstoff angerei  cherter Luft erzeugt werden. Vielmehr wird       dis    Bad durch direkte Verbrennung der       Eisenbegleiter    mit einem sauerstoffreicheren  Gas als Luft im Herdraum des Ofens erhitzt,  wobei die     Wärmewirtschaft    durch entspre  chende Zusätze von Schrott oder Kohle und  durch     Regelung    der Sauerstoffzufuhr, wie  oben erläutert, geregelt werden kann.  



  Wenn die Entfernung von Phosphor und  Schwefel erforderlich ist, wird mit basischer  Charge gearbeitet. Hierzu ist die Gegenwart       c#ine,r    kalkreichen     Schlaoke    zweckmässig.  Während     beim.    sauren Arbeiten das Bad  meist nur von einer dünnen Schlackendecke  überzogen ist, kann die Schlacke beim     ba.si-          .schen    Arbeiten. einen wesentlich grösseren  Raum einnehmen.

   Das Arbeiten mit     basischer     Charge vollzieht sich     beispielsweise    derart,       da.ss    das geschmolzene     Roheisen.    zunächst in die  Mulde des Herdofens eingeführt wird, wor  auf man mit dem     Blasen    eines sauerstoffrei  cheren Gases als Luft auf das blanke Bad  beginnt. Erst wenn das Bad sehr stark erhitzt       :st    und das Kochen intensiv eingesetzt hat,  wird die kalkreiche Schlacke zugegeben, .die  unter der Einwirkung der hohen Tempera  tur schmilzt.

   Da der     Kochprozess    bereits im  Gange ist,     -wird    in der bei der Beschreibung  des sauren Verfahrens erwähnten Weise das  Bad mit dem im Gasraum vorhandenen Sauer  stoff in Berührung gebracht; denn das bro  delnde Eisenbad durchbricht dauernd die  Schlackendecke. Das flüssige Eisen wird  durch das Kochen fortwährend auf die Ober  fläche gebracht, so dass das blanke Eisen mit  der     :sauerstoffreichen        Atmosphäre    zusammen  kommt.

   Während des     Aufspritzens    der flüs-         sigen        Eisenteilchen,    d. h. während ihres Auf  enthaltes in der .sauerstoffreichen Atmo  sphäre, werden diese Teilchen     durch    den  Sauerstoff weitgehend oxydiert und fallen in  dieser oxydierten und dadurch stark über  heizten Form in das Bad zurück, wobei sie  dieses erhitzen und gleichzeitig frischen. Der ,  Sauerstoff wird durch die aufspritzenden  Eisenteilchen als     Zwischenträger    mit dem       Baal    in Berührung gebracht, und auf diese  Weise     -wird    der     Frischprozess    erheblich geför  dert.

   Man erhält ein     Roheisen,    das weit  gehend von Phosphor und     Schwefel    befreit  ist.    Der Herdofen kann durch Arbeitstüren  oder von oben her beschickt werden. Es ist  daher vorteilhaft, den Ofendruck,     d.    h. den  Druck der     Ofenatmosphäre,    etwa gleich gross  zu halten wie den äusseren Druck, damit,  wenn die Verbindung mit der äusseren Atmo  sphäre durch Öffnen der Arbeitstüren her  gestellt wird, kein starkes Herausschlagen  der Flamme oder umgekehrt auch kein     Gtar-          kes    Ansaugen von Aussenluft erfolgt.

   Um die       Sauerstoffatmosphäre    im Ofen nicht ungün  stig zu beeinflussen, d. h. den Sauerstoff  Behalt während des     Öffnens    der Arbeitstüren  nicht merklich herabzusetzen, ist es zweck  mässig, den Ofen mit einem ganz geringen  Überdruck zu betreiben. Man verliert auf  diese Weise beim Öffnen der Türen zwar  etwas Sauerstoff, aber die Ofenatmosphäre  bleibt in ihrer Zusammensetzung praktisch  unverändert.    Eine vorteilhafte Ausführungsform des       Verfahrens    besteht darin, dass man an den  Herdofen seitlich einen kleinen Drehofen an  schliesst. Durch diesen Drehofen kann     man     die Beschickung, insbesondere     den;    beim basi  schen Arbeiten erforderlichen Kalk, zufüh  ren.

   Die heissen, eventuell noch Kohlenoxyd  enthaltenden     Abgase    des Herdofens werden  durch den Drehofen geführt und können dort  vollständig zu CO. verbrannt werden. Der im  Gegenstrom     herabrutsehende    Kalkstein, den  man im Drehofen aufgibt, wird zu Kalk ge  brannt. Der glühende     Kalk    fällt dann in den      Herdofen, wo er schmilzt und als     Schlacke     zur Entfernung des Phosphors dient.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Frischen von - Roheisen im Herdofen., dadurch gekennzeichnet, .dass das Roheisen direkt mit einem sauerstoff reicheren Gas als Luft im Herdraum, des Ofens gefrischt wird, wobei das Bad minde stens zum grössten Teil durch die Verbren nung der Eisenbegleiter mit dem Sauerstoff reicheren Gas als Luft erhitzt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man als Herdofen bloss eine Mulde ohne Kammern verwendet. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däss man bei saurem Arbeiten das Roheisen ;u .die Mulde einfüllt, dann auf die Oberfläche des Bades das ssauerstoffreichere Gas bläst, bi,s das Kochen des Bades einsetzt, und das Blasen so lange fortführet, bis die Frischung beendet ist. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen: 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass man das Kochen des Bades durch Zusatz von Kohle fördert. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass man dem Bad- während des Blasens dünnen Schrott zuführt, um die Schlacke an Eisenogydul anzureichern. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man bei barsiechem Arbeiten das Roheisen in .die Mulde einfüllt, dann auf die Ober fläche des Bades das sauerstoffreichere Gas bläst, biss das Kochen des Bades kräftig ein gesetzt hat, hierauf eine kalkreiche Schlacke aufgibt und das Blasen so lange fortsetzt, bis die Frischung beendet ist. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass an den Herdofen ein Drehofen angeschlossen ist, durch wel chen man die heissen Abgase des Herdofens führt, während im Gegenstrom dazu minde stens ein Teil .der Beschickung für. den Herd ofen .nach abwärts rutscht. 7. Verfahren nach Patentanepuch und Unteranepruch 6, dadurch gekennzeichnet, .dass im Drehofen der für basisches Arbeiten erforderliche Kalk vorgebrannt wird.