DE1458830A1

DE1458830A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Frischen von Roheisen

Info

Publication number: DE1458830A1
Application number: DE19651458830
Authority: DE
Inventors: Etienne Denis; Francois Mueller; Paul-Emile Nilles
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1964-05-04
Filing date: 1965-04-28
Publication date: 1969-03-27
Also published as: JPS537370B1; US3356490A; LU47265A1; LU46473A1; GB1097811A; LU46229A1; LU47219A1; LU46249A1; NL6505692A; LU46145A1; LU46119A1; BE662026A; LU46019A1; LU46202A1

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum Frischen von Roheisen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Irischen von Roheisen und Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens·

In der üisenhüttentechnik ist ein Verfahren zum Prischen von Roheisen bereits klassisch geworden, bei dem in einer Frischeinriohtung von oben auf oder in die flüssige Roheisensohmelze ein oxydierendes Gas, das zusätzlich noch schlackenbildende Stoffe in Suspension enthalten kann, eingeblasen wird. Die Anwendung dieses Verfahrens, das gewichtige wirtschaftliche Vorteile aufweist, findet immer größere - ja sogar weltweite Verbreitung. Von den genannten Vorteilen sei hier die Möglichkeit hervorgehoben, mit diesem Frisohverfahren Stähle zu erzeugen,, deren -Eigenschaften und Güte sich durchaus mit denen von Siemens-Martin-Stahl oder Blektro-Stahl vergleichen lassen,· und zwar unter wirtschaftlichen Bedingungen, die häufig erheblich günstiger sind, als sie bei der Herstellung der vorgenannten Stähle vorliegen. ^;

Es ist nun bekannt, daß besonders im Falle phosphorhaltiger Roh-

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GesprBche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung.

eisenschmelzen, bei diesem genannten "klassischen" Frischverfahren fast immer mindestens zwei Blas-Phasen durchgeführt werden, die voneinander jeweils durch eine Entschlackung getrennt sind; dies bringt jedoch gewisse beachtliche Nachteile mit sich, und es besteht erhebliches Interesse daran, diese Nachteile weitmöglichst zu vermeiden oder möglichst ganz auszuschalten, Als solche Nachteile sind besonders hervorzuheben;

a) Zeitverlust, bedingt durch die Entschlackung(en);

b) Wärmeverlust durch Wärmestrahlung des Konverters während der Entschlackung;

c) Verlängerung der Verweilzeit des Metalles im Frischgefäß während seiner Behandlung, und folglich auch

d) erhöhte Beanspruchung und Abnutzung der feuerfesten Auskleidung, die beide fast proportional zur Verweilzeit des Metalles im Frischgefäß zunehmen.

Handelt es sich andererseits um Roheisenschmelzen aus Hämatit, bei denen man sich bekanntlich bei diesem bekannten Frischverfahren vorteilhafterweise im allgemeinen mit einer einzigen Verfahrensphase begnügen kann, so ist es andererseits jedoch nicht vorteilhaft, während der Prisch-Operation durchgehend mit ein- und derselben Schlakke zu arbeiten; denn diese Schlacke kann in der Praxis während der gesamten Rrischperiode nicht gleichmäßig flüssig und reaktionsfähig gehalten werden, was besonders für die Schlußphase des Frischprozesses gilt, wenn sich die Schlacke in den vorhergehenden Behandlungsabs οhnitten mit verunreinigenden Stoffen angereichert hat»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prischen von Roheisen zu schaffen, bei dem alle vorgenannten Nachteile weit-

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gehendst oder ganz vermieden werden, und das außerdem noch weitere neue, besonders bemerkenswerte Vorteile aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Prischen von Roheisen, bei dem in einem Frisohbehälter mit einem Einsatz aus phosphorhaltiger oder Hämatit-Sohmelze von oben oxydierendes Gas oder Gasgemisch eingeblasen wird, und bei dem dieses Gas technisch reiner Sauerstoff oder ein Gemisch mit letzterem sein kann, das feinverteilt schlaekenbildende Stoffe, ζ·Β. in Puderform oder kleinstückig, enthält, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Blasen schäumende Schlacke erzeugt wird, die insgesamt oder teilweise während der gesamten Dauer des Frischens oder nur während eines Teiles der Frisch-Operation in Abhängigkeit von der Schlackenbildung aus dem Frisch-Gefäß entfernt wird.

Das neue, erfindungsgemäße Verfahren bringt gegenüber allen bekannten Verfahren eine Reihe bedeutsamer Vorteile mit sich: Stetige Bildung frischer, reaktionsfähiger Schlacke.*, die dauerndmit dem Metall in Berührung steht, da ständig gleichmäßig neue schlaekenbildende Stoffe in die tieferen Badschichten eingebracht werden| Beachtliche Beschleunigung der Geschwindigkeiten der physikalisch>chemischen Reaktionen während des. Frischvorganges und erhebliche Verschiebung der zugeordneten Gleichgewichtspunkte, die sich äußerst günstig für die Erzielung einer bestmöglichen Frisohung bzw. Feinung der Schmelze auswirkt, bedingt durch das stetig fortlaufende Entfernen von schäumender Schlacke, die zu mindest teilweise schon mit-dem He tallkre agiert hat;

üin weiterer besonders wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit,für seine Durchführung

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Frischbehälter mit kleinem spezifischen ViLumen zu verwenden» Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren in Frisehgefäßen mit einem spezifischen VJLumen von o,3 - o,7 m je Tonne Roheiseneinwandfrei durchgeführt werden, während "bei den bekannten Verfahren, bei denen die erfindungsgemäße stetig fortlaufende Entfernung von Schlacke bzw. eine erfindungsgemäße fortlaufende Entschlackung nicht stattfindet, im allgemeinen Frischbehälter mit einem spezifischen Volumen von 0,6 - 1,4 m je Tonne Roheisen erforderlich sind.

Bei einer besondere vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens findet die stetig fortlaufende Entfernung von Schlacke in der Weise statt, daß man die schäumende Schlacke aus dem Frischgefäß überlaufen läßt, sei es in der Höhe der FüTlschnauze des Frischbehälters, sei es in Höhe einer seitlichen Öffnung in

der Wand des Frischbehälters, deren Höhe sorgfältig gewählt worden ist. Bezüglich der lage' der Austragsöffnung für die schäumende Schlacke gemäß der E_rfindung ist zu beachten, daß stets eine ausreichende Menge von Schlacke aus dem Frischbehälter entfernt werden muß, d.h. die Menge (schäumender) Schlacke, die aus dem Frischbehälter entfernt wird, muß in jedem Augenblick mindestens gleich der Menge frischer Schlacke sein, die in diesem zugeordneten Augenblick sich innerhalb des Frischgefäßes bildet. Daraus folgt, daß die Wahl der Lage der Austragsöffnung für die Schlacke von erheblicher Bedeutung ist, denn einerseits muß, damit das Frischen mit der erfindungsgemäßen Entschlackung unter bestmöglichen Bedingungen erfolgt, diese Entschlackung stetig fortlaufend und zwar entsprechend der oben genannten Bedingung "ausreichend" durchgeführt werden, und andererseits darf die Menge der von der Schlacke mit-

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gerissenen metallischen Teilchen nicht zu groß werden. Durch die erste dieser genannten beiden Bedingungen wird die Größe des Verhältnisses:

Höhe der Schlacke: Höhe des Bades (der Schmelze) nach oben, durch die zweite dieser Bedingungen wird diese Größe jedoch nach unten begrenzt. Es hat sich nun gezeigt, daß es zur Erfüllung dieser beiden Bedingungen vorteilhaft ist, die Größe dieses Verhältnisses in einem Bereich zwischen o,5 und 1,5 zu halten. Durch sorgfältiges Kippen des i?rischgefäßes ist man in der lage, auf einfache Art und Weise den Wert dieses Verhältnisses innerhalb des Bereiches zwischen den genannten (oberen bzw. unteren) Grenzen zu halten, und ihm in Anpassung an die jeweils gegebenen Betriebsbedingungen den optimalen Wert zu geben.

i'ür den Fall, daß sich das Schäumen der Schlacke als unzureichend erweist, gibt es bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verschiedene Möglichkeiten, die Bildung von schäumender Schlacke im ]?rischgefäß systematisch zu fördern: Eine dieser Möglichkeiten ist beispielsweise die, dem Bad (der Schmelze) unmittelbar die Schaumbildung fördernde Stoffe zuzufügen, z.B. Eisenoxyde, Chromoxyd, Kohlenstoff in Form von Graphit, Magnesium o.dgl. i)iese Stoffe können dem Bad oder der Schmelze einzeln oder in Mischung zugeführt werden, vorteilhafterweise in Staubform, und zwar entweder unmittelbar oder mittels der Blaslanze. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, diese sohaumfordernden Stoffe mit den schlackebildenden, im oxydierenden Gas suspendierten Stoffen zu mischen.

Es ist einleuchtend, daß die stetig fortlaufende Einführung derar-* tiger schaumfordernder Mittel zusammen mit den Sohlaokenbildnern be- ^:

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sonders vorteilhaft ist, denn auf diese Weise wird unmittelbar, unverzüglich und gleichzeitig sowohl das Schäumen der Schlacke als auch deren Reaktion mit den Verunreinigungen (unerwünschten Legierungsbestandteilen) in dem zu frischenden bzw. zu feinenden Metall begünstigt und gefördert.

Die Verwendung von Graphit oder Magnesium als schaumfördernde Stoffe erweist sich gegenüber den üJisenoxyden insofern als vorteilhafter, als hierdurch die beim stetig fortlaufenden -Entschlacken durch die Schlacke abgezogene Menge üisen vermindert wird»

Erfindungsgemäß können derartige schaumfördernde Stoffe ganz oder teilweise auch in grobkörniger Form eingeführt werden; insbesondere kann beispielsweise Graphit in Korngrößen von 2 mm und darüber, gegebenenfalls sogar bis zu etwa 100 mm Korngröße eingebracht werden.

Die einzubringenden Mengen solcher schaumfördernder Stoffe sind natürlich verschieden und hängen sowohl von den speziellen .Eigenschaften der jeweils verwendeten Stoffe, als auch von den Eigenschaften der Roheisenschmelze, von der man ausgeht, und von der zu erzeugenden Stahlsorte ab. Im allgemeinen wird jedoch ein Mengenanteil solcher schaumfördernder Stoffe von 1$ - io$ (Gewichtsprozenten) der im Frischgefäß vorhandenen Schlacke am vorteilhaftesten sein»

Eine weitere Möglichkeit des Förderns der Schaumbildung und zur Erzielung einer ausreichend schäumenden Schlacke bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß man die Höhe der Mündung der Blaslanze unterhalb des unteren Randes der Schlackenaustragsöffnung einstellt und hält und außerdem in an sich bekannter Weise zur

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Einstellung und Au ft echt erhaltung des Schäumungs/Btandes der Schlacke die Blasbedingungen ,steuert bzw. verändert. Auf diese Weise erhält
man in dem Bad eine Emulsion aus Metall und Schlacke, so daß, was
besonders vorteilhaft ist, der frischende Gasstrahl erheblich leichter in die Tiefen des Bades bzw. der Schmelze eindringen kann, wobei gleichzeitig die Reaktionen zwischen Metall und Schlacke erheblich
beschleunigt werden. Diese vorteilhafte Ausbildungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens ist von besonderer Bedeutung dann, wenn man diese mit einer stetig fortlaufenden Zufuhr von Stoffen zum Prischen und Stoffen zum Fördern des Schäumens der Schlacke verbindet. Auf
diese Weise stellt sich die Höhe der Schlacke nämlich regelrecht
und regelmäßig auf einen Wert ein, bei dem das Austragen der Schlakke besonders leicht durchzuführen ist, wobei außerdem dieser Schlakkenschaum bereits sehr gut mi b dem MetalH/reagiert hat. :

Noch eine weitere Möglichkeit, das Schäumen der Schlacke zu fördern oder zu begünstigen, besteht erfindungsgemäß darin, daß man die Blaslanze überdimensioniert, indem man ihr beispielsweise einen Innendurchmesser gibt, der sich aus nachfolgender Formel errechnet:

d y (o,o2 D) · p""¹/²

d = Innendurchmesser der Blaslanze in Millimeter

D = Durchmesser des Metallbades in Meter

ρ = Blasdruck des Frischgases in ata
bedeutet«,

Jurch verschiedene vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäs-" sen Verfahrens und der beispielsweise angeführten vorteilhaften Ausführungsformen desselben kann der Wirkungsgrad und der Nutzeffekt

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desselben noch weiter erhöht werden·

So ist es besonders vorteilhaft, der Blaslanze eine außermittige Stellung zwischen der Achse des Frischgefäßes und der Auslaß-Öffnung für die Schlacke zu verleihen und gleichzeitig das untere Ende derselben ins Innere des Frischgefäßes zu richten! So kann ein Auswurf von Metall bzw. metallischen Teilchen in Sichtung auf die Schlacken-Austragsöffnung hin erheblich vermindert werden; denn für dieses Metall bzw. diese Metallteilchen besteht sonst die erhebliche Gefahr, daß sie, nachdem sie durch die Gewalt des Blas-Strahles zum Frischen in der Emulsion aus Metall und Schlacke mitgerissen worden sind, anschließend aus dem Frischbehälter durch die Schlackenaustragsöffnung zusammen mit der Schlacke hinausbefördert werden·

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäs^ sen Verfahrens wird dieses Mitreißen von Metall oder Metallteilchen dadurch erheblich vermindert bzw. ganz verhindert, daß man in Jüchtung auf den oberen Teil des Frischgefäßes einen oder mehrere Gasstrahlen, vorzugsweise in gegenüber der Senkrechten schrägen Blasrichtungen richtet, wodurch man nicht nur'erreicht, daß dieses Metall oder diese Metallteilchen sogar noch von der Austragsöffnung für die Schlacke weg- oder abgetrieben werden, sondern gleichzeitig außerdem die Berührung zwischen M_etall und Schlacke noch gefördert bzw. verbessert wird.

Das Austragen oder Entfernen der Schlacke gemäß dem erfinduhgsgemäßen Verfahren in jeweils geeigneten Mengen erfolgt vorteilhafter-

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weise durch eine Austragsöffnung mit einem verhältnismäßig kleinen Querschnitt und dadurch, daß man miteinem Überdruck im Inneren

des Frischgefäßes arbeitet. Durch' diese beiden Maßnahmen wird nicht

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nur das Austragen bzw. Entfernen der Schlacke erleichtert, sondern das Zusammenwirken derselben zwingt die Grase und die durch, die Irischreaktionen entstandenen Abgase, diese Austragsöffnung mit großer Geschwindigkeit zu verlas sen.,.und sie tragen so zur Verbesserung des Ausbringens dieses Schlaekenachaumes bei.

Wie bereits oben dargelegt wurde, ist es ein wesentlichen Kennzeichen des erfindungsgfBiäßen Verfahrens, daß die Schlacke stetig und fortlaufend aus den Srisehbehälter oder Irischgefäß ausgetragen oder entfernt wird, und zwar entweder während eines leiles des Irisoh-■worganges oder aber während der gesamten Bauer desselben.

Hun ist es einleuchtend, ä&B es aus mäheliegenden wirtschaftliohen· Gründen nicht gleiejagttltig ist,; unteraehiedslos Sohlaeken mit hohem Qe.ha.lt an üsejao^d ki% ^g% ¹^³"* Sohlactteem ait niedrigem Gehalt an diese» ferrbiadUÄgem- aus. d@a KrisabgefSß afeauaiehen· Ea ist Ja be-

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begonnen, wenn diese Schlacke eine Zusammensetzung erreiönt hat, bei der sie keine Mischbarkeitsbereiche mehr aufweist: In diesem Augenblick ist nämlich der Gehalt der Schlacke an Eisenoxyd rfedriger, als wenn deren Zusammensetzung sich in dem entsprechend dem Dreistoff -Diagramm der Schlackenbildner des Systemesj P₂°5 "" ^σ&0 ~ FeO + MnO sich ergebenden Mischüngsbereich befinden würde, und in diesem Augenblick kanjj&ie von der Schlacke während der stetig fortlaufenden Entschlackung mit ge führte Menge Eisen als wirtschaftlich tragbar angesehen werden.

Die Schlacke, die entsprechend der soeben beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Frischen von Roheisen fortlaufend zu dem hierbei genaB- definierten Zeit-* punkt abgezogen bzw« aus dem Irischgefäß entfernt*wird, hat einen größeren Gehalt an Kalk und 3?hosphor*Pentoxyd, als die erste Schlacke, die sieh zu Beginn des Frischprozesses bildet; sie ist daher vom landwirtschaftliehen Standpunkt aus gesehen besonders interessant. Andererseits verringert sich der Öehalt dieser Sehlakfee an Eisenoxyd, der zu Beginn des erf indungsgemäßen Abziehens oder

derselben niedrig ist, noch weiter solange, bis ein erreicht wird, jenseits dessen eine erneute Anreicherung

Schlacke mit Eisenöxyet einsetzt» Damit das erfindungsgemäße jederzeit set wirtschaftlieh wie möglich bleibt, muß

Üe stetig fortlaufeadie SeitlaekeEteiitnahme (der Schlackenabzug oder

SieJElaeikeinsEBstrag:) uxi;t>*e-rErrQeEieaa; weardea, ehe der Eisenoxyd—Gehalt <ü©ser Sehlacke unmanmirber hoch

la® l2?±BZ;i.p:_K das der, s/oeben beschriebenen AusbilduaigBa^t; dea er- _/N fiBattmgsgemäßen Terfahrens zugrundeliegt, sei im lächfblgenden

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beispielsweise und ohne einschränkende Bedeutung anhand des in Fig.1 der, Zeichnungen dargestellten Dreistoff-Diagrammes erläutert, wobei mit ."!<!, und "II" die Bereiche der Mischbarkeit bzw. der Sättigungszone für Kalk bezeichnet sindf dabei ist der Verlauf der Änderung der Zusammensetzung der Schlacke eines bestimmten Schlackentypes im Verlaufe eines Frischprozesses so schematisiert, daß dadurch diejenigen Dreistoff-Bereiche bzw. Grenzen hervortreten, zwischen denen vorteilhafterweise die stetig fortlaufende Entschlakkung gemäß der Erfindung beschränkt bleiben soll. Auf den Kurven, die die Änderungen der Schlackenzusammensetzung darstellen, sind mit "ab¹¹ und »!cd¹¹ diejenigen Abschnitte bezeichnet, die den Zusammensetzungen zugeordnet sind, die außerhalb des für die fortlaufende Entschlackung vorbehaltenen Bereiches liegen, während mit "bcⁿ derjenige Abschnitt bezeichnet ist, der solche Schlackenzusammensetzungen enthält, bei denen die erfindungsgemäße stetig fortlaufende Entschlackung zu erfolgen hat.

Erfindungsgemäß wird nun, um die Menge der abgezogenen Schlacke leicht kontrollieren zu können und in jedem Augenblick über den zugeordneten Gehalt dieser Schlacke an metallischem Eisen unterrichtet zu sein, vorzugsweise fortlaufend, die'das Frischgefäß verlassende Schlackenmenge gewogen und in Abhängigkeit hiervon der Verlauf der -Entschlackung entsprechend verändert, z.B. durch Änderung der Heigung des Frischgefäßes, wodurch gleichzeitig die Lage der Schlackenaustragsöffnung gegenüber der Oberfläche des Schlakkenschaumes verändert wird.

jis ist nun bekannt, daß von einem bestimmten Zeitpunkt ab sich der Gehalt der Schlacke an oxydiertem Eisen derartig erhöht, daß die-

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selbe die Zusammensetzung einer Frischschlacke aufweist, die die Einstellung eines niedrigen Phosphorgehaltes in einer metallischen Schmelze ermöglicht: Ist dieser Augenblick erreicht, dann muß das Abgießen dieser Schlacke verlangsamt oder sogar unterbrochen werden, damit eine Minderung des Austragens von Me'tall während der Frischoperation vermieden wird.

Die analytische Bestimmung der Schlackenzusammensetzung ist nun ein Mittel, das erlaubt, denjenigen Zeitpunkt zu bestimmen, von dem ab es sich empfiehlt, das Entfernen oder Abziehen dieser Schlacke zu verlangsamen bzw. einzustellen^ die bereits oben beschriebene erfindungsgemäße Methode des stetig fortlaufenden Wiegens ist jedoch bedeutend schneller und leichter durchzuführen. Ein weiterer Vorteil dieser Wiegemethode, die vorteilhafterweise mittels einer elektronischen Schnellwaage durchgeführt wird, besteht u.a. aber auch noch darin, daß dann, wenn sich der Gehalt der Schlacke an . metallischem Eisen plötzlich erhöht, gleichzeitig das Gewicht der Schlacke unvermittelt ansteigt: Das stetig fortlaufende Wiegen ist nun aber ein einfaches Mittel zur unmittelbaren Anzeige solcher

Stahlplötzlicher Veränderungen, so daß der IfcxDdbBxSSDQiverker sehr schnell

alle erforderlichen Maßnahmen ergreifen oder einleiten kann, um wirkungsvoll die Eisenverluste zu begrenzen, was mit allen einschlägigen, bisher bekannten Methoden unmöglich ist. Diese bekannten Methoden beruhen auf der Messung der Gesamtmengen an Kalk und Sauerstoff, die bis zu einem bestimmten gegebenen Augenblick eingeblasen worden sind: Diese Größen sind aber wesentlich weniger kennzeichnend für den Zustand der Schlacke, als dies die Momentanwerte des Gewichts der Schlacke sind·

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Es ist auch bekannt, daß "bei Phosphat-Dünger der hauptsächlich wirksame Bestandteil des Kunstdüngers das Phosphor-Anhydrid (P₂O^) ist? weiter ist allgemein "bekannt, daß man den G-rad der Absorptionsfähigkeit der Pflanzen bezüglich dieses wirksamen Stoffes kennzeichnen bzw. abschätzen kann, indem man die !löslichkeit des Phosphates in Zitronensäure oder zitronensauerem .Ammonium mißt· ;

Auf diese Weise ist es möglich gewesen, festzustellen , daß diese Löslichkeit eines Phosphates in Zitronensäure bzw« zitronensaiirer Verbindung von der Zusammensetzung dieses Phosphates abhängt, insbesondere von dem Wert des prozentualen Verhältnisses der Anteile an Kieselsäure (SiOp) und an Phosphor-Anhydrid (P₂O,-) zueinander* E'ür eine gute Löslichkeit ist erforderlich, daß das Verhältnis Oc stets größer als o,3 ist«,

Um nun bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Verlauf der !Frisch-Operation mit stetig fortlaufender Entschlackung auf einfache Weise eine Schlacke zu erzeugen, die einen ausreichend hohen Gehalt an Phosphor-Anhydrid (Pp°5) aufweist, um der Schlacke eine für einen guten Kunstdünger erforderliche Zitronensäure-Iiöslichkeit zu verleihen, v/erden gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens während der gesamten Dauer des Prisehprozesses. die Blasbedingungen sowie die Zugabe schlackenbildender Stoffe, z.B» Kalk

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o.dgl., so eingestellt, daß die flügfefcige, das Frischgefäß (z.B· den Konverter) verlassende Schlacke einen Gehalt an Ehosphor-Anhydrid (B₂°5^ ^Yon ^meis-V als 14$, vorzugsweise jedoch von mehr als aufweist, indem man entsprechend dem fortschreiten der Irisch-

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Reaktionen ggf. der Schlacke Kieselsäure (SiO₂) oder kieselsäure .,; oder siliziumhaitige Stoffe in solchen Mengen, zugefügt, daß die ,, flüssige Schlacke stets einen Wert des Verhältnissest SiOg/^^ aufweist, der immer größer als 0,3 bleibt? vorzugsweise erfolgt diese erfindungsgemäße Zugabe der genannten Stoffe außerhalb des Iriachgefäßes«

Bei dem erfindungs gemäß en Verfahren sind verschiedene vorteilhafte Methoden zur Verzögerung bzw» unterbrechung oder Unterbindung der Schlackenerzeugung oder zur Entfernung der Schlacke aus dem Prischgefäß anwendbar. Beispielsweise kann die Höhe der Blaslanze und/oder der Durchsatz an Kalk oder Sauerstoff verändert werden. Liese Maßnahmen sind gewiss sehr wirksam, sie nehmen aber zu viel Zeit in Anspruch: Das Anheben des Schlackenloches, das ggf· mit einer ausreichend langen und schwach geneigten Überlaufrinne versehen ist, kann demgegenüber schneller erfolgen, da dies ja durch einfaches Kippen der Birne (des Konverters ο«dgl.) erreicht werden kannj unter Umständen, falls erforderlich, kann ein Pfropfen (Tampon) aus feuerfestem Material, aus Holz oder einem zusämmendrückbaren und zerreißbaren Material verwendet werden, der sich vollkommen dicht in das Schlackenabzugsloch einpassen läßt»

Um das von der Schlacke während ihres Austragens mitgerissene Metall wieder zurückzugewinnen, wird bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens die abgezogene Schlakke und das von dieser mitgerissene Metall in einem besonderen Gefäß --aufgefangen und-··anschließend die Schlacke vom Metall getrennt, beispielsweise' durch vör-siöiitiges Abgießen, Abklären, Schleudern usw»i.Das so zurückgewonnene M_etall kann z,B «,vergossen und verar-

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beitet werden, es kann "beispielsweise beim nachfolgenden Frischprozess aber auch wieder in die Birne (den Konverter Oodgl.) zurückgeführt werdenο

Das T_rennen der Schlacke vom Metall durch vorsichtiges Abgießen kann bei dem erfindurigsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise folgendermaßen im wesentlichen in drei Behandlungsphasen vorgenommen werdens

Zuerst wird die Schlacke, die zu Beginn des Überlaufens aus dem Haupt- oder ersten Frischgefäß ausfließt, in einer leeren aufgerichteten Pfanne aufgefangen; durch vorsichtiges Abgießen wird erreicht, daß darin Stahltropfen und Metalltropfen voneinander getrennt sindj in aufgerichteter Stellung enthält die Pfanne außer Stahl und Metall noch eine bestimmte Menge von erster Schlacke, die unter Umständen mehr Silizium enthält, als die nachfolgende Schlacke· Man erhält so eine sehr homogene Schlackenmischung, die besonders als Kunstdünger geeignet ist.

Im Verlauf einer weiteren Behandlungsphase des Überlaufenlassens kann die Schlackenpfanne so geneigt werden, daß nur die Stahloder metallischen Teilchen zurückgehalten werden. Dann wird das Abziehen der Schlacke aus der Pfanne fortgesetzt; dabei bildet diese Pfanne lediglich eine Behandlungsstufe im Schlackenentnahmeprozess zwischen dem Hauptgefäß (dem Frischgefäß), z.B. dem Konverter, und dem Entschlackungsgefäße

Schließlich kann gegen ü)nde des Trennungsprozesses die Pfanne wie- " der aufgerichtet werden, um axe mit Eisen angereicherte Schlacke, die v/ährend des Verstopfens des Grießloches bzw. während der Aufrichtung der Birne weiterhin abfließen kann, zurückzuhalten; auf -

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diese Weise verhindert man eine Vermischung dieser Schlacke mit derjenigen, die sich im Schlaokenbehälter befindet, was la Verlaufe von Operationen unvermeidlioh wäre, die zur Unterbrechung bzw. Einstellung des Sohlaokenabziehens aus dem Konverter dienen, wenn die genannte Pfanne nicht gemäß der Erfindung verwendet würde. Erfindungsgemäß kann diese Trennung der Sohlacke vom Metall, entsprechend den jeweils gegebenen Bedingungen den Verhältnissen angepaßt werden, indem wenigstens zwei der aufgeführten Behandlungsphasen auf alle möglichen Weisen miteinander kombiniert werden.

Wie sich aus Vorstehendem ergibt, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die stetig fortlaufend abgezogene Schlaoke Teilchen aus Eisen oder Eisenverbindungen mitgerissen} dabei verlangt die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, daß dieses Mitreißen weitmöglichst unterbunden wird. Nun hat sioh aber völlig unerwartet und überraschenderweise ergeben, daß gerade diese von der fortlaufend abgezogenen Schlacke mitgerissenen Teilchen sich in einem sehr weit fortgeschrittenem Frischprozess befinden, ja praktisoh aus fertiggefrischtem Metall bestehen. Auf der Berücksichtigung dieser überraschenden Feststellung beruht eine vorteilhafte Weiterentwicklung des trfindungsgemäßen Verfahrens zum stetig durchlaufenden (fortschreitenden) Frischen von Roheisen.

Demgemäß ist diese vorteilhafte Weiterentwicklung dadurch gekennzeichnet, daß zunächst (wie bereits beschrieben) durchlaufend gefrischt wird, wobei eine schäumende Schlacke erzeugt wird, die absichtlich mit Metallteilchen beladen ist, daß man diese Schlacke und die Metallteilchen aus dem Frischgerät überlaufen läßt, um sie in

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einer bestimmten linriohtung aufzufangen, in dem dann die Schlacke und die gefrischten metallischen Teilchen getrennt werden, beispielsweise durch vorsichtiges Abgießen oder durch Schleudern, und daß man schließlich die irischeinrichtung mit zu frischendem Material in Abhängigkeit vom Austragen von gefrischtem Material versorgt.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die insgesamt dem Verfahren des durchlaufenden (stetig fortlaufenden) Prischens innewohnenden Vorteile wohlbekannt sind, und daß diese Vorteile von solcher Bedeutung sind, daß sie ,allein sohon dessen wirtschaftliche Bedeutung rechtfertigen. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß die Erzeugung von Stahl, die ein Verbindungsglied darstellt zwischen einem tatsächlich durchlaufend arbeitendem Hochofen und einer Stranggußanlage für Stahl- und Stahlstifanggießen heute ernsthaft und stark weiterentwiokelt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist darüberhinaus auch noch den weiteren erheblichen Vorteil auf,. daß es eine Verbesserung der lärmebilanz des Irischprozesses sowie die Vornahme schneller und einfacher Korrekturen am Metall oder am im Zuge des Verfahrens erzeugten Stahl, z.B. duroh einfaches Segulieren der schlaokenbildenden oder oxydierenden Stoffe erlaubt.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des zuletzt beschrie- " benen erfindungsgemäßen Frisohverfahrens wird Roheisen(schmelze) dem Frischgefäß während des Frisehprozesses zugesetzt und zwar je nach Bedarf absatzweise, pulsierend, regelmäßig oder unregelmäßig, vorzugsweise aber fortlaufend und in Mengen, die gleich den Metall-

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mengen sind, die mit der Schlacke mitgerissen und aus dem Prischgefäß ausgetragen werden«

Diese erfindungsgemäße Weiterbildung erlaubt neben dem fortlaufenden Abziehen der Schlacke eine fortlaufende Entnahme von - teilweise oder fertiggefrischtem - Metall, das in der beschriebenen erfindungsgemäßen Weise wieder zurückgewonnen werden kann. Dieses derart zurückgewonnene flüssige Metall kann hierauf in an sich bekannter Weise vergossen werden - evtl. nach einer weiteren Frisohoperation zum Fertigfrischen.

Das Einführen der Roheisenschmelze in den Behälter während des darin ablauf enden IFrischprozesses kann&uf verschiedene Weisen erfolgen: beispielsweise kann sie von oben, von der Seite oder unterhalb der Bad-Oberfläche eingeführt werden. Um jedoch den Ablauf des Irischvorganges, auch örtlich, nicht zu stören, wird vorteilhafterweise diese Schmelze direkt in die Tiefe des Bades (bzw.des Herdes) eingebracht. Dieses Einbringen von Roheisen (s-chmelze) in

die unteren Partien des Irischgefäßes ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil in dem Maße, in dem die hinzugefügte Roheisenschmelze nach oben steigt, deren Temperatur ansteigt und deren Entkohlung fortschreitet.

Die Menge der auf die beschriebene erfindungsgemäße Weise zugefügten Roheisen(schmelze) ist, wie bereits gesagt, in jedem Augenblick im wesentlichen gleich der Menge des zusammen mit der Schlacke ausgetragenen Metalles. Diese Menge ausgetragenen Metalles kannmn erfindungsgemäß auf verschiedene vorteilhafte Weisen beeinflußt bzw.

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geregelt werden» Besondere vorteilhaft ist hierzu eine Änderung des Abstandes der Blaslanze vom Bad oder eine Änderung der dem auf das Bad auftreffenden aas innewohnende Bewegungsenergie. Es ist aber auoh vorteilhaft, zu diesem Zwecke den Gas-Strahl schräg auf das Bad auftreffen zu lassen und/oder die Menge der mit dem Gasstrahl in Suspension mitgeführten schlackebildenden Stoffe zu verändern den Gasdurchsatz (die Gasmenge) zu regeln, die Schaumhöhe einzustellen,

mit Überdruck
oder TÄrtoKRÄKoadi: zu arbeiten.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann, wie bereits beschrieben,bei dem aus der Schlacke zurückgewonnenen Metall, falls es nooh nicht ausreichend gefrischt ist, eine Weiterbehandlung desselben außerhalb des frischbehälters in einem anderen Behälter (z.B.einem zweiten Frischgefäß) erfolgen· Bei einer anderen -vorteilhaften Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird das in dem zweiten Behälter aufgefangene Metall einer fortlaufenden oder aber absatzweisen Wiedererwärmung und, je naoh den im Einzelfall vorliegenden Verhältnissen, einer zusätzlichen jeweils angemessenen Frischoperation und/oder einer Einstellung der Stahlgüte und/oder einer Desoxydation unterzogen·

Diese erfindungsgemäße Verfahrensweise kann vorteilhaft weitergebildet werden, indem man den ersten (oder Haupt-)Frischbehälter auslaufen und das Gemisch aus schäumender Schlacke und Metall in das beschriebene zweite Gefäß, z.B. eine Pfanne, das mit einer Einrichtung zum Trennen der Schlacke vom Metall (beispielsweise einer Einrichtung zum Kippen) ausgestattet ist, fallen läßt, so daß man dadurch in der Lage ist, willkürlich geregelt die auf dem Metall schwimmende Schlacke aus diesem zweiten Gefäß - fortlaufend oder absatzweise -

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ablaufen lassen zu können, während das Metall darin zurückbleibt.

Erfindungsgemäß kann bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung zwischen dem ersten (Haupt-)ffefäß und dem zweiten Gefäß eine stetig (fortlaufend) arbeitende Abzieh- oder Abgießeinrichtung angeordnet sein, die einerseits zur !Trennung der Schlacke vom Metall und dem fortlaufenden Austragen derstlben Sohlaoke, andererseits dem stetigen Einlaufenlassen des Metalles in das zweite Gefäß dient.

Bei absatzweiser Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung wird das zweite Gefäß, wenn es gefüllt ist, duroh ein anderes Gefäß ersetzt, das demselben Zwecke dient und seinerseits mit Metall angefüllt wird, während das volle, ausgewechselte Gefäß unabhängig davon verschiedenen, durch den jeweiligen Zustand bzw. die jeweilige Bestimmung des Metalles bedingten Prozeduren unterworfen wird, z.B. Fertigfrischen, Einstellung der fltahleorte oder -Güte, Desoxydation, o.dgl. mehr. Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensweise werden hierbei im zweiten Gefäß, ebenfalls in fortlaufendem Betrieb, eine oder mehrere einander sioh ergänzende derartige Prozeduren durchgeführt.

Das ergänzende Fertigfriechen kann grundsätzlich in einer an sich bekannten, übliohen Weise durchgeführt werdenj vorteilhafterweise erfolgt dieses ergänzende Fertigfrischen erfindungsgemäß nach einer .pneumatischen Methode, nach der in das beschriebene zweite Gefäß von oben ein oxydierendes Gas, vorzugsweise reiner Sauerstoff, ggfo zusammen mit darin fein verteilten schlaokenbildenden Stoffen, eingeblasen wird. Das so zum zweitenmal gefrischte M_etall kann entweder endgültigen stetig fortlaufender Betriebsweise abgezogen wer-

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den wenn es einen befriedigenden Zustand oder Fertigungsgrad er- ; reicht hat, oder aber einen dritten Behandlung unterzogen werden, I vorzugsweise nachdem dieses zusammen mit seiner Sohlaoke fortlaufend! in ein drittes Gefäß übergeführt wurde, und zwar in derselben Art

und Weise, wie dies bereits beschrieben wurde: Demnach handelt es sich bei der zuletzt beschriebenen Weiterentwicklung des erfin-

dungsgemäßen Verfahrens um drei T eiliri schlingen» die im Kaskadenbetrieb nacheinander erfolgen.

Andererseits können nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die beiden leilfrischungen, nämlich die erste und die zweite Frisohphase, besonders vorteilhaft und wirkungsvoll durchgeführt werden, indem man diesen besondere Merkmale verleiht, die voneinander abhängen, wodurch besonders beachtenswerte Ergebnisse erzielt werden. Demgemäß wird beispielsweise die leinung so gesteuert, daß man im ersten Gefäß eine erste Schlacke mit niedrigem Gehalt an Eisen, z.B. zwischen 5$ und 3o#, vorzugsweise zwischen 109ε und 2o$, erhält, die gleichzeitig einen Gehalt an P₂O,- von wenigstens 15$ aufweist j so kann in der Abgießpfanne ein teilweise fertiggefrisohtes Metall von einer Schlacke getrennt werden, die von guter Qualität und besonders für die Verwendung als Kunstdünger geeignet ist. Vorteilhafterweise folgt auf diese Behandlungsphase im ersten Gefäß eine zweite 3?risehphase im zweiten Gefäß, wobei dieses Irisohen sehr stark oxydierend durchgeführt wird, so daß man eine stark mit Eisen angereicherte Schlacke mit niedrigem Phosphorgehalt erhält, die besonders zur Rückführung in das erste Frisohgefäß zur Vermischung mit der Roheisensohmelze oder mit Schrott geeignet ist.

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Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, im Verlauf der zweiten Frisohoperation Schrott zuzuschlagen· Weiter kann es gemäß der Erfindung vorteilhaft sein, insbesondere in solchen Fällen, in denen der Zuschlag von Schrott in das eine oder andere Frischgefäß unter Umständen zu einer gewissen Verzögerung der einen oder anderen Verfahrensphase führen könnte, zur Beschleunigung des Schmelzens des Schrottes bzw. zur Beschleunigung des Prisohvorganges selbst Brenner, vorzugsweise Sauerstoff-Brennstoff-Brenner, zur Anwendung zu bringen. Das fertig gefrischte Metall kann entweder in gewöhnli-

Kofcillen ohen Kokillen oder in Strangguß-XoEirtaliiasritsuanc vergossen werden.

Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren mit allen seinen möglichen Ausführungsformen ermöglicht, wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt - gleichgültig ob man von stark phosphorhaltigern Roheisen oder von Hämatit ausgeht - in stetig fortlaufender Betriebsweise einwandfrei fertiggestellten und legierungs- bzw. güteklassemäßig entsprechend eingestellten Stahl herzustellen, gleichzeitig aber auch stark phosphorhaltige Schlacke mit geringem Eisengehalt und - im Falle von stark phosphorhaltigem Roheisen - däe mit relativ hohem Kalkgehalt als Kunstdünger sehr gut geeignet ist, sowie - durch Rückgewinnung aus dem ersten Frischgefäß - ggf· eine mit Eisen stark angereicherte Schlacke geringen Phosphorgehaltes. Allein schon hieraus sind die bedeutenden wirtschaftlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens mit allen seinen möglichen Ausführungsformen unmittelbar zu erkennen·

Darüberhinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders vorteilhafte Körnung der erzeugten Schlacke, ao daß zusätzlich zu den anderen Vorteilen auch nioch eine besonders wirtschaftliche

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Wiedergewinnung von Schlacke möglich ist.

Pneumatische Verfahren zur Körnung von Schlacke sind an sich bekannt; bei diesen Verfahren wird ein Gas-Strahl auf einen Strahl flüssiger Schlacke geblasen, wodurch eine Z_erstäbung dieser Schlakke und die Körnung bewirkt wird.

Derartige Körnungsverfahren können mittels Einrichtungen durchgeführt werden, deren Arbeitsphasen oder -Perioden sich nicht genau in Abhängigkeit von den Irischoperationen bestimmen. Diesem unbezweifelbaren Vorteil stehen jedoch einige Nachteile entgegen, von denen hier u.a. genannt seiant Die Einrichtung zur Körnung ist ziemlich kompliziert, weil Schlaokenpfannen, Abfließrinnen und u.U. auch Heizmittel zur Aufrechterhaltung des flüssigen Zustandes der Schlacke bis zu ihrer Körnung vorgesehen werden müssen.

Andererseits können derartige Körnungsverfahren auch unmittelbar unterhalb des metallurgischen Behälters durchgeführt werdenj indiesem Fall stehen natürlicherweise die Arbeitsphasen oder -Perioden der hierzu verwendeten Einrichtungen unmittelbar mit den Frischoperationen in Zusammenhang bzw. hängen von deren Ablauf direkt ab. Hierbei ist dann zwar die Körnungseinrichtung wesentlich einfacher, als bei dem zuerst genannten Körnungsverfahren, andererseits weist diese zweite Methode aber den sehr wesentlichen Nachteil auf, daß sie eine Schlackenkörnung nur innerhalb der kurzen Perioden der Entschlackung erlaubt. Hinzu kommt bei dem zweiten Körnungsverfahren der weitere Nachteil, daß im Augenblioke der -Entschlackung die zu behandelnde Menge Schlacke sehr erheblich ist, wodurch wiederum in erheblichem Uiafang_.entsprechende Einrichtungen erforderlich werden, was eine passende oder angemessene Schlackenkörnung djsr

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insgesamt jeweils anfallenden Sohlackenmengen außerordentlich erschwert· ι

Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beschriebenen Bachteile der bekannten Methoden der Schlackenkörnung vermieden, indem die im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens stetig fortlaufend erzeugte und aus dem Frischgefäß abfließende flüssige Schlacke pneumatisch gekörnt wird, und zwar erfolgt diese pneumatische Schlackenkörnung hierbei während eines mindestens erheblichen Zeitabschnittes der. Gesamtzeit, während der das Frischen des Roheisens erfolgt. Dabei kann erfindungsgemäß diese pneumatische Schlackenkörnung beispielsweise so erfolgen, daß mindestens ein Gas- oder Flüssigkeitsstrahl schräg oder quer auf den Gießstrahl aus flüssiger Schlacke gerichtet wird.

Diese vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt durch die Vereinigung der bereits gekennzeichneten vorteilhaften Merkmale dieses Verfahrens zum Frischen von Roheisen mit denen der gekennzeichneten erfindungsgemäßen Methoden der Schlackenkörnung eine Verbindung der der pneumatischen Schlackenkörnung an sich innewohnenden Vorteile mit den Vorteilen der stetig fortlaufenden Roheisenfrischüng gemäß der Erfindung, wobei Einrichtungen Verwendung finden, die in ihrer Einfachheit gar nicht zu vergleichen sind mit den bekannten komplizierten Einrichtungen zur pneumatischen Körnung. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Körnung der Gesamtmenge der abgegossenen Schlacke sehr bequem durchgeführt werden kann, da sie sich über die die gesamte für das Abgießen der Schlakke benötigte Zeit erstreckt.

Diese vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Frisch-

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verfahrene mit pneumatischer Sohlaokenkörnung erweist sich dann als besonders günstig, wenn das Frisohen des Roheisens durch Einblasen eines oxydierenden Gases, das sohlaokenbildende Stoffe in Suspension mitführt, von oben erfolgt. Man muß nämlioh bedenken, daß die bei den bekannten "klassischen" Verfahren erzeugten Schlakken voneinander erheblich unterschiedliche Aggregatzustände darstellen bzw. erheblich verschiedene physikalische Eigenschaften haben. Es kann sich dabei um klumpige, teigige, sohaumige, flüssige und andersartige Schlacken handeln und der größte Teil dieser Schlacken kann deshalb mittels der bekannten Methoden zum Körnen von Schlacken gar nicht direkt behandelt werden, weil deren physikalischer Zustand bzw. deren Eigenschaften für diese Behandlungsmethoden keineswegs günstig sind. Die einzige Ausnahme bildet hier die Schlacke, die sioh im flüssigen Zustande befindet und die deshalb unmittelbar einer solchen Körnungsprozidur unterzogen werden kann« Jedoch kann diese Schlacke nur in Einrichtungen zur Körnung gekörnt werden, die unmittelbar unterhalb der Frisoheinriohtung angeordnet sind. Da es nun einerseits offenkundig ist, daß die Prozeßführung beim Frischen von Roheisen in Abhängigkeit vom zu erzeugenden Stahl - seiner Zusammensetzung, Erfordernisse bezüglioh Temperaturbeständigkeit u.v.a.m. - erfolgen muß, und keinesfalls in Abhängigkeit vom physikalischen Zustand der Schlacke, so steht andererseits fest, daß man keinesfalls immer Schlacke in flüssigem Zustand erhält. Dies ist aber im Hinblick auf die Sohlackenkörnung ein sehr ernst zu nehmender Nachteil. Alle genannten Nachteile werden nun erfindungsgemäß dadurah beseitigt, daß die schäumende Schlacke aus dem Frischgefäß in Abhängigkeit von ihrer Bildung ablaufen kann; dies ist offensichtlich die einfachste, wirkungsvollste und überhaupt beste-Methode,-solohe Schlacke unmittelbar, fort-

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laufend und unter den jeweils besten Betriebsbedingungen zu körnen.

Es ist offensichtlich, daß die zuletzt beschriebene vorteilhafte¹ Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum stetig fortlaufenden Frischen von Roheisen mit pneumatischer Körnung der Sohlacke auch dann besonders vorteilhaft verwendet werden kann, wenn die Durchführung desselben in mehreren Verfahrensstufen, wie dies oben im Zusammenhang mit einigen besonders vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurde, erfolgt. In einem solohen lalle erfolgt die Anwendung der erfindungsgemäßen Methode der Schlackenförderung einfach jedesmal dann, wenn sich ein Bedürfnis für eine Schlackenkörnung einstellt.

Die Erfindung betrifft außer dem beschriebenen Verfahren zum Prischen von Roheisen und seinen Weiterbildungen auch Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens,

Wegen der grundsätzlichen Bedeutung des Merkmales der stetig fortlaufenden Entfernung der Schlacke (bzw. der stetig fortlaufenden Entschlackung) ist naturgemäß auch die erfindungsgemäße Ausbildung aller Vorrichtungen zum Frischen mit stetig fortlaufender ^ntsehlakkung von wesentlicher Bedeutung.

Eine dieser erfindungsgemäßen Vorrichtungen besteht beispielsweise aus einem aufrechten Behälter von im wesentlichen zylindrischer ϊοπη, der unten geschlossen ist; dieser Behälter weist eine seitliohe Öffnung zum Entschlacken auf, und er wird in seinem oberen Teil enger, ähnlich wie dies bei einem "klassischen" Konverter mit vollem Boden der Pail ist, so daß die obere Partie des Behälters vor-

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zugsweise eine konische Form zeigt·

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung eines solchen Behälters ist auf diesem ein Deckel mit einer Öffnung zur möglichst dichten Ein- und Durchführung einer Blas- oder Frischlanze von oben vorgesehen.

Dieser erfindungsgemäß weitergebildete Behälter zeigt den erheblichen Vorteil, daß man bei diesem während des Blasens im Inneren des durch Behälterwand, Behälterboden und Behälterdeckel gebildeten Frisohgefäßes einen Überdruck herstellen und aufrechterhalten kann, der dazu beiträgt, die Abgase aus dem IPrischgefäß duroh die seitliche Öffnung auszutreiben; gleichzeitig tragen hierbei -die Abgase zur Austreibung der auf der Metallschmelze schwimmenden Schlackenschicht durch die Behälteröffnung hindurch wesentlich bei.

Der Abstich des fertiggestellten Metalles oder Stahles kann duroh ein Gießloch erfolgen, das erfindungsgemäß vorzugsweise gegenüber der erwähnten Ent&chiackungsöffnung angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist dieses Gießloch höher als die seitliche Entschlackungsöffnung angebracht, und zwar in einer Höhe, die um die 1 - 2-fache Schlackendicke über der Höhe der Entsehlackungsöffnung liegt. Diese erfindungsgemäße Ausbildung bringt einerseits den Vorteil mit sich, daß hierdurch kein Frischgefäß erforderlich wird, dessen Gesamthöhe oberhalb der Schlacke sich außerhalb zulässiger un.d vertretbarer Grenzen bewegt, und zum anderen den weiteren Vorteil, daß

die Schlacke während ihres Schäumens dieses Gießloch nioht erreichen kann.

Die seitliche iüntschlackungsöffnung wird vorteilhafterweise mit einem Abflußkanal oder -Stutzen versehen, dessen Anordnung und Aus-

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richtung entsprechend den jeweiligen Erfordernissen "bzw. den Bedürf-

Stahlniseen des Sag&öd&ftwerkers verschieden sein kann.

Bei einer nach unten geneigten Anordnung (im Richtungssinne vom Behälterinnern zum -Äußeren, wenn dieser Behälter sich in aufrechter Stellung befindet), bei der es sich vorzugsweise um eine entgegengesetzte neigung handelt, weist dieser Abflußkanal oder Abflußstutzen eine im Sinne der Abzugsrichtung der Schlacke ansteigende Stellung auf. Diese besondere Anordnung ist besonders vorteilhaft zur Vermeidung des Mitreißens von Metallteilchen durch die den Frischbehälter (z.B.Konverter) verlassende Schlacke. Die Neigung des Abflußkanales oder Abflußstutzens wird aber gleichermaßen mitbestimmt durch die Forderung, daß ein Verlust an solchen Metallteilchen durch deren direktes Auswerfen aus dem Frischgefäß bzw. Konverter vermieden werden solli Zu diesem Zweck kann diese Schlackenabzugseinrichtung noch beispielsweise dadurch verbessert werden, daß im Inneren des AbflußStutzens unabhängig von demselben ein in Drehbewegung zu versetzendes Rohr angeordnet wird.

Das Wesen der Erfindung und deren Vorteile werden im Nachfolgenden anhand der Zeichnungen, die eine Anzahl von Ausführungsbeispielen

von Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen, beispielsweise und ohne einschränkende Bedeutung erläutert. E₈ zeigen:

Fig. 1 schematisch in einem Dreistoff-Diagramm die Mischbarkeits- bzw. die Sättigungsbereiche von Kalk sowie diejenigen Dreistoffbereiche, zwischen denen vorteilhafterweise die stetig fortlaufende Entschlackung gemäß der Erfindung beschränkt bleiben soll;

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Fig. 2 und 3 schematisch und im Längsschnitt einen Konverter

mit einem im Sinne des Schlackenabzuges nach unten geriohteten Abzugskanal zum fortlaufenden Abziehen der Schlacke j

Figo 4 schematisch und im Längsschnitt einen Konverter mit einer außermittig eingeführten Blaslanze und einem im Sinne der Schlackenentnahme aufsteigenden Schlackenabzugskanal}

I¹Xg. 5 schematisch und im Längsschnitt einen Konverter mit einer mit dem Konverterhut zusammenfallenden Schlackenabzugsöffnung j

Fig. 6 und 7 schematisch und im Längsschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Konverters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens des Frischens mit fortlaufendem Überlaufen;

Fig. 8 und 9 schematisch und im Längsschnitt eine Einrichtung zur Durchführung einer weiteren Aüsführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig.io, 11 und 12 schematisch und im Längsschnitt jeweils verschiedene Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit fortlaufendem Frischen des Roheisens}

Fig. 13 schematisch und im Längsschnitt eine Einrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Kaskadenanordnung einzelner !Funktionselemente, und

Fig. 14 schematisch in einem Diagramm die Änderungen in

der Badzusammensetzung bei der Durchführung einer Ausführungsform des erfindungs gemäß en Fri· se hv erfahrene. 9098 13/0828

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Pig. 15 schematisch und im Längsschnitt die Zusammenarbeit eines Konverters mit einer Einrichtung zum Körnen von Schlacke gemäß der Erfindung, und

Pig. 16 schematisch eine Seitenansicht des Konverters nach Pig. 15 mit Schlackenabzugsöffnung und Rohrsystem zum Blasen von Druckluft auf die überlaufende Schlackeβ

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Das in Fig. 1 schematisch dargestellte DreistoffDiagramm des Systemes (P_?O,- - OaO - IeO + MhO) ist bereits oben ausführlich beschrieben worden.

Die weiteren Fig. 2-12 zeigen Torrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. verschiedener, bereits beschriebener vorteilhafter Ausführungsformen dieses Verfahrens in schematischer Darstellung.

Bei den in den Fig. 2 bis 5 beispielsweise und schematisch dargestellten Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich lediglich um einige Ausführungsbeispiele solcher Einrichtungen, die besonders geeignet sind zum erfindungsgemäßen Frischen mit kontinuierlichem Entschlacken durch Überlaufen derselben. Dabei sind in den Fig. 2 und 3 Konverter 2o und 3o dargestellt, die mit Ablaßstutzen. 21 bzw. 31 zum stetig fortlaufenden Abziehen von Schlacke versehen sind, die im Sinne der Schlackenabzugsrichtung nach unten geneigt bzw. gerichtet sind.

In Fig. 4 ist ein Konverter 4o als Frischgefäß dargestellt, der mit einer exzentrisch -eingeführten Blaslanze 42 und mit einem Schlackenabflußstutzen 41 versehen ist, welch letzterer im Sinne der Sclilackenabzugsriohtung nach oben ansteigend angeordnet ist. Natürlich können bei allen diesen Ausführungsformen die SchlackenabflußsGutzen so angeordnet sein, daß ihre Orientierung entsprechend den jeweiligen jeirf orderniss en eingestellt werden kann.

Bei dem in Fig. 5 schematisch dargestellten erfindungsgemäßen irischgefäß handelt; es sich um einen Konverter 5o, bei dem die ochlackenabKUgsöffnung 57 mit dem Konverterhut zusammenfällt.

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Hierbei liegen das obere und das untere Höhenniveau des Konverterhutes bei aufgerichtetem Konverter auf einer Schräge, die gegenüber der Längsachse des Konverters einen Winkel bildet, der vorteilhafterweise zwischen 3o° und 7o°, vorzugsweise aber zwischen 4-0° und 55° liegt. Dieser in Fig. 5 dargestellte Konverter 5o weist noch den weiteren Vorteil auf, daß er in seinem Inneren zylinderförmig ausgebildet ist, so daß die für die Schlacke verfügbare Höhe dadurch noch vergrößert wird; diese zylinderförmige Ausbildung des Konverter-Inneren erleichtert aber außerdem das vorsichtige Abgießen des Stahles und dadurch wird die Metallmenge, die durch die Schlacke mitgerissen wird, bemerkenswert verringert. Dieser Konverter gemäß Fig. 5 erweist sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dann als besonders vorteilhaft, wenn das Verhältnis zwischen dem für die Schlacke vor deren Überlaufen zur Verfügung stehende Volumen zu dem für die darunterliegende Metallschmelze zur Verfügung stehendem Volumen einen Wert zwischen o,25 und 3, vorzugsweise aber zwischen o,75 und 2 hat.

Bei dem Frischgefäß nach Fig. 5 ist das von der Metallschmelze (dem Metallbad) eingenommene Volumen des Konverters mit 51 bezeichnet, das von der auf dem Metallbad schwimmenden Schlacke ausgefüllte Volumen mit 52 j die obere Begrenzung der Schlacke 52 ist durch den unteren Rand 53 des Konverterhutes gegeben. Beim Überlaufen der Schlacke 52 findet ein Überlaufstutzen 54 Verwendung, der eine Verlängerung des Konverterhutes bildet und der das Abfließen der Sohlacke 52 in eine vorbestimmte Richtung gewährleistet. Mit 55 ist eine Blaslanze bezeichnet, während mit 56 der obere Rand des Konverterhutes bezeichnet ist.

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Wie'aus Pig. 5 ersichtlich ist, liegen der untere Rand 53 und der, ·.. obere Rand 56 des Konverterhutes dann, wenn sioh der Konverter 5o in senkrecht aufgerichteter Stellung befindet, auf einer gegenüber der Längsachse des Konverters schrägen Geraden - bei dem dargestellten . Ausfühiungsbeispiel beträgt dieser Winkel 4o° und das Verhältnis zwischen dem von der Schlacke 52 eingenommenen Volumen zu dem von der sich darunter befindlichen Roheisenschmelze 51 erfüllten Volumen ist gleich 1,96.

Weitere vorteilhafte Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen ]?rischverfahrens mit stetig fortschreitender Entschlackung sind schematisch und beispielsweise in den Pig. 6 und 7 dargestellt.

Pig.6 zeigt einen Konverter 6o in senkrecht aufgerichteter Stellung, während ein solcher in Pig.7 nach einer leichten Verschwenkung (Kippen) um eine waagrechte Achse in eine Stellung gebracht wurde, in der das Über- bzw. Abfließen der Schlacke verringert oder auch ganz verhindert werden kann. Dabei ist der obere Deckel 62 des Konverterdomes 64 mit einem Ausschnitt 63 versehen, der in einer senkrechten, zur Ebene des ÜberlaufStutzens parallelen Ebene zu liegen kommt, und der durch seine Anordnung und Ausbildung gestattet, mit dem Konverter 6o eine Kippbewegung durchzuführen, ohne daß dabei Rücksicht auf die Stellung der Blaslanze 61 zu nehmen wäre. Das zu frischende Metallbad oder die Metallschmelze ist mit 66 bezeichnet; im Verlaufe des Prischvorganges bildet sich auf dem Metallbad 66 eine Schlackenschicht, die stetig fortlaufend über den Über- bzw.Ablaufstutzen 65 ausläuft.

In den Pig. 8 und 9 ist eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt, bei

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der zwischen dem Frischgefäß 81 und der Schlackenpfanne 83 ein Gefäß 82 zum vorsichtigen Abgießen zwischengeschaltet istj dieses zwischengeschaltete Abgießgefäß 82 ist in Pig. 8 in aufgeriohteter Stellung gezeigt, in der es zum Auffangen von Metall und zeitweilig auch von überlaufender oder abgezogener Schlacke dient, während das Abgießgefäß 82 in der in Fig.9 dargestellten Stellung einzig und allein dazu dient, die metallischen 'leuchen abzugießen.

Bei den in den Fig.io, 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispielen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um solche, die besonders im Hinblick auf eine wirkungsvolle Durchführung des stetig fortlaufenden Prischens entsprechend ausgebildet sind, um hierdurch auch mögliche Abwandlungen, Kombinationen oder Regelmethoden zu bestmöglicher Wirkung zu bringen.

In Pig.io ist schematisch eine derartige Vorrichtung dargestellt, bei der ein Prischgefäß 1oo bei 1o.1 mit flüssigem Roheisen versorgt bzw. beschickt wird. Das Prischgefäß ist mit einem DeckelIo2 versehen, durch den eine Blaslanze 1o3 eingeführt wird. Außerdem ist bei der Vorrichtung ein Trenngefäß 1o4, das kippbar angeordnet ist, vorgesehen. Dieses Trenngefäß 1o4 ist mit einer Einrichtung 1o5 zum Einspritzen von flüssigem Perro-Hangan ausgestattet. Das Prischgefäß 1oo ist mit einer weiteren Öffnung 1o6 zum Druckausgleich und einer Öffnung 1o7 zum Abziehen einer Mischung aus Schlacke mit gefrischten Metallteilchen versehen. Das Trenngefäß 1o4 weist Gießlöcher 1o8 und 1o9 auf, von denen 1o8 dem Vergießen von Stahl und 1o9 dem Abgießen von Schlacke dient.¹

Die Pig.11 und 12 zeigen ein weiteres vorteilhaftes Auaführungs-

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beispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Frischverfahrens, die besonders im Hinblick auf eine bestmögliche stetig fortlaufende Frischung bzw. Meinung durchgebildet sind* Teile mit gleicher oder im wesentlichen gleicher Funktion sind sinngemäß mit denselben Bezugsziffern wie in Fig.io bezeichnet. In Weiterentwioklung der Vorrichtung nach Fig.io ist jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel eine Heizeinrichtung 11 ο vorgesehen, mittels derer der Schrott unter Verwendung der beim Frischen entstehenden Abgase erwärmt werden kann. Die Blaslanze 1o3 ist hier anders angeordnet, als bei der Vorrichtung nach Fig.io; außerdem ist bei dieser Weiterbildung gemäß Fig.11 und 12, die in ihrer grundsätzlichen Funktion der in Fig.8 sohematisch dargestellten Frischeinrichtung entspricht, zusätzlich ein Brenner 111 für den Durchsatz von Sauerstoff und Brennstoff vorgesehen, der zum Schmelzen von in das Bad eingebrachtem Schrott dient.

Vorteilhafterweise können alle verwendeten Frischeinrichtungen gemäß der Erfindung mit einem Deckel im oberen Teil des Hutes oder Domes versehen werden, ähnlich wie dies in Fig.6 schematisch dargestellt und oben unter Bezugnahme auf diese Fig.6 ausführlich beschrieben worden ist} die Aussparung 63 wird dabei vorteilhafterweise zylinderförmig ausgebildet sein.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausbildung der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig.13 schematisch dargestellt, bei der eine Anzahl von Frischvorrichtungen in Kaskadenanordnung zusammenwirken.

Bei der in Fig.13 schematisch dargestellten Einrichtung ist ein

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Konverter I angeordnet, der m±t Roheisen, Schrott und mit am Ende der Frisohöperation wiedergewonnener Schlacke beschickt ist. Die metallische Sohmelze 131 wird mittels einer Blaslanze 132 gefrischt, durch die reiner Sauerstoff, der in Suspension Kalkpulver mitführt,

eingeblasen wird. Die aus Metall und Schlacke gebildete Emulsion 133 wird stetig fortlaufend abgezogen und in einem Trenngefäß II aufgefangen, in der die stark phosphorhalt ige Schlacke 134- mit geringem Eisengehalt, die auf der Metallschmelze sohwimmt, zurückge-. halten wird, während das teilweise gefrischte Metall 135 abgezogen wird und hierbei in ein zusätzliches Frischgefäß III gelangt. Die dort befindliche Metallschmelze 136, die sioh aus diesem abgezogenen Metall und Sohrott zusammensetzt, wird mittels einer Blaslanze 137» durch die reiner Sauerstoff mit Kalkpulver in Suspension eingeblasen wird, gefrisoht. Anschließend wird wiederum die sich hierbei bildende Schlackenemulsion 138 stetig fortlaufend abgezogen, wobei diese in eine Sohlaokenpfanne IV geschüttet wird* In dieser Sohlackenpfanne IV wird die Schlacke 1391 die reich an Eisen ist, wiedergewonnen, um wieder dem Frischgefäß (z.B.Konverter) I zugeführt, zu werden, während andererseits der Stahl 14o aus der Schlakkenpfanne IV abgezogen wird, um anschließend in einem Behälter V gesohüttet zu werden, wo Desoxydationsmittel zugegeben werden und die Einstellung der S^ahlgüte erfolgt. Der fertig erzeugte Stahl 14-1 wird anschließend in einer Stranggußanlage vergossen.

Diese in Fig. 13 dargestellte Einrichtung erlaubt nicht nur eine wirkungsvolle Durchführung des erfindungsgemäßen stetig fortlaufenden Frisohens, sondern ist ganz besonders dazu geeignet, alle möglichen Abwandlungen, Kombinationen oder Regelmethoden bezügliches erfindungsgemäßen Verfahrens, von denen oben beispielsweise nur

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einige wenige beschrieben wurden, zur bestmöglichen Wirkung zu bringen. Beispielsweise kann in diesem Sinne die kaskadenartige Kombination bzw. Aufeinanderfolge der in Fig. 13 aufgezeigten verschiedenen Funktionselemente nach Wunsch oder nach den jeweils vorliegenden besonderen Bedingungen verändert oder permutiert werden, z.B. in eine Folge zugeordneter Punktionselementen I, II, VI, u. a_e m.

Wie oben anggeftihrt, ist eine erfindungsgemäße Weiterbildung des vorstehenden Verfahrens durch Verbindung des Frischens mit stetig fortlaufender Entschlackung und Körnung dieser Schlacke während der Fi|rschoperation sehr vorteilhaft und bietet besonders erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Diese erfindungsgemäße Kombination von drei einzelnen Punktionseinheiten der Erfindung kann beispielsweise darin bestehen, daß am Ausgang des Auslaßstutzens des ersten (oder Haupt-) Frischgefäßes^ine Einrichtung zum Körnen von Schlacke angeordnet wird; andererseits kann eine solche Schlackenkörnungseinrichtung aber auch am Ausgang des Abgießgefäßes vorgesehen werden, wenn is sich um Irischen mit stetig fortlaufenden Überlaufen bzw. um tin Verfahren des stetig fortlaufend durchgeführten irisöhens handelt. Die hieriu verwendete Pfanne wird vorteilhaft erweine kippbar angeordnet, so daß man die sau körnende Schlackenmen^i durch entsprechende! Kippen derselben einstellen kann und to ein gieishaässiges Körnen i@v»änrleis%et ist»

Sin AüüfÜhra&gabtiSigiifii Diner üölenaa trfintungsgemässen Weiterbildung des YtriafeMä« dilrch die Verbindung des friioheas «it stetig fortlaufender Intsöhlaökuat ®i* de® Körnen d&r b«l

fortlaufenden Entschlackung anfallenden Schlacke ist in den Figuren 15 und 16 schematisch und ohne einschränkende Bedeutung dargestellt« Das Metallbad 151 befindet■sich in einem ähnlich dem in Mg. 9 dargestellten und wie oben beschrieben ausgebildeten Konverterj die auf dem Metallbad sich befindende Sehlacke 153 läuft aus dem Schlackenaustrag unter der Wirkung der Blaslanze 152 über und wird während ihres !alles aus;?- ,Ib des Konverters mittels eines Druckluftleitungssystemes 1,-4 mit Luft beaufschlagt j anschliessend fällt diese Schlage in eine Absetzpfanne 155, in der sie durch einen auf ihr verteilten Wasserfilm 159 gekühlt wird» Die so gekühlte Schlacke sammelt sich auf dem Boden der Absetzpfanne 155 ab, von wo sie mittels eines endlosen Förderbandes 158 laufend entfernt wird« Die Absetzpfanne 155 kann auf Hollen 157 über eine Rollbahn 156 verschoben werden.

Es ist klar und bereits mehrfach betont worden, daß die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen nur zur besseren Erläuterung des Wesens der Erfindung und seiner Vorteile dienen und daß diese keinerlei Beschränkung des Bereiches der Erfindung beinhalten. Alle

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gezeigten Ausführungsbeispiele beziehen sich lediglich aus Gründen der Anschaulichkeit- im wesentlichen nur auf ein Frischverfahren, bei dem man die Schlacke überlaufen läßt j sinngemäß kann natürlich das erfindungsgemäße Verfahren auch auf andere Frischverfahren, bei denen z.B. nicht mit Überlaufen der Schlacke gearbeitet wird, angewendet werden.

Schließlich seien noch, ebenfalls beispielsweise und ohne einschränkende Bedeutung, zwei ausgewählte Beispiele aus der Praxis beschrieben, die sich auf zwei aus vielen möglichen Anwendungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehen·

In einem Versuohskonverter mit einem Innendurchmesser von 85 cm und einer Badhöhe der Beschickung (bestehend aus Metall, Roheisen und Schrott) von 60 cm, wird gefrischt. In der Seitenwand des Konverters ist eine Öffnung angeordnet, durch die die Schlacke aus- bzw. überlaufen kann} der Durchmesser dieser Schlaokenabzugsöffnung ist 3o cm, sein unterer Rand liegt 60 cm über dem Badniveau.

Geblasen wird auf das Bad mit reinem Sauerstoff durch ein Rohr mit 21 mm Innendurchmesser·

Zu Beginn werden 2 Tonnen Thomas-Roheisen und Kühlschrott eingesetzt. Die Zusammensetzung der Roheisensohmelze ist»

C 3,75 # Si o,3 #

P 1,8o $> Mn o,2 i»

Im Verlaufe der Blasphase wird ein Sauerstoff-Durchsatz von 7,5 Nnr reinen Sauerstoff je Minute konstant aufrechterhalten; eine Minute nach Beginn des Blasens wird angefangen, im Sauerstoff suspendiertes Kalkpulver einzuführen und zwar mit einem Durchsatz von 16 kg/Minute; dies wird während 12 Minuten fortgeführt·

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... ■.·.■■-■ —50—

Das Überlaufen der Schlacke beginnt in der achten Minute und dauert fünf Minuten. Je Tonne Schmelze werden 13o kg Schlacke aufgefangen (abgezogen)« Die übergelaufene Schlacke weist folgende Zusammensetzung auf:

OaO 52 i° Fe 15 # P₂O₅ 21 # SiO₂ 4 1°

Während des Überlaufens der Schlacke wird die Blaslanze fortlaufend an das Bad herangeführt. In der dreizehnten Minute wird die Überlauföffnung mit feuerfestem Material versch-rlossen. Anschliessend wird der Durchsatz von Kalk auf 4o kg/Minute für die Dauer ■von 1,5 Minuten erhöht, während gleichzeitig der Durchsatz von Sauerstoff auf 6 ITm je l/Iinute vermindert wird, der bis zum Ende der Frischoperation aufrechterhalten bleibt.

Das in Fig.14 schematisch dargestellte Diagramm zeigt die Änderungen der Zusammensetzung des Metallbades im Verlauf der Frischoperation. Die Abszisse stellt darin die Zeit in Minuten dar» Die drei Ordinaten-Skalen zeigen von links nach rechts in Prozenten

den den Kohlenstoffgehalt des Metalles,/Gehalt des Metalles an P,

Si, und Mn, und ganz rechts den Eisengehalt der letzten Schlacke. Die Kurven 1 bis 5 haben folgende Bedeutung:

Kurve 1 zeigt den Gehalt an Si

Kurve 2 zeigt den Gehalt an Mn

Kurve 3 zeigt den Gehalt an P

Kurve 4 zeigt den Gehalt an C

Kurve 5 zeigt den Gehalt an Fe

Der Kurvenzug 6 zeigt Dauer und Zeitintervall der Schlackenentfernung im Laufe des Frischverfahrens.

Aus dem Diagramm der Fig. 14 kann man entnehmen, daß die Üchlußanalyse des Stahles er^bj;,, ^

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G o,o4$ P o,o15$ S o,o15 $

Andererseits hat die letzte Schlacke folgende Zusammensetzung:

GaO 5o $ SiO₀ 3 $

P₂Oc 8 $ Fe 25 $

Demnach zeigt sich, daß die erste Schlacke sehr gut als Kunstdünger geeignet ist, während sich die letzte Schlacke als Anfangsschlacke für nachfolgende Frischoperationen sehr gut eignet«

Ein zweites Beispiel aus der Praxis bezieht sich auf ein Frischverfahren mit stetig überlaufender Schlacke und mit Metallzusatz während des Blasens:

Der vorstehend beschriebene Konverter wird mit drei Tonnen Roheisen und dem nötigen Schrott beschickt. Zwischen der Überlaufrinne und der Schlacken-Pfanne ist ein Abgießgefäß vorgesehen, das zur Aufnahme abgezogenen Metalles mit feuerfester Bekleidung ausgestattet ist. Dieses Abgießgefäß hat ein Grießloch, durch das das Metall in eine Pfanne gelangt, in der dann die letzten Zugaben erfolgen.

Dem Konverter wird mittels einer in einem Tragkorb vor und oberhalb des Konverters angeordneten Sinfüllpfanne eine Menge Roheisenschmelze zugeführt, die der Menge des durch Überlaufen ausgetragenem Stahl äquivalent ist„

Die Blasbedingungen sind bei diesem zweiten Beispiel bis zum Überlaufen des Stahles genau die gleichen, wie beim ersten Beispiel und bleiben unverändert, dagegen erfolgt beim zweiten Beispiel eine stetig fortlaufende Zugabe von Roheisenschmelze.

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Die Zusammensetzung der mitgeführten Schlacke ergibt sich beim zweiten Beispiel als gleichartig derjenigen aus dem ersten Beispiel; dagegen hat das mit der Schlacke im Äbgießbehälter mitgeführte Metall einen Gehalt an G von o,o5 $> und einen Gehalt an P von o,o15 fo,

-Ansprüche-

.00.Ο 813/0828

Claims

Patentansprüche

1 ο Verfahren zum Frischen von Roheisen, bei dem von oben auf das in einem Frischgefäß befindliche Roheisen ein Gas, vorzugsweise technisch reiner Sauerstoff, das gegebenenfalls in feiner Verteilung schlackenbildende Stoffe, z.B. in Pulverform oder kleinen Stücken, mitführt, eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasgang so geführt wird, daß sich schäumende Schlacke bildet, und daß die Schlacke mindestens teilweise entsprechend ihrer Bildung während der ganzen Dauer des Prischvorganges oder während eines Teiles desselben aus dem Frisehgefäß ausgetragen bzw. abgezogen wird_o

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen bzw. Austragen der schäumenden Schlacke aus dem Frischgefäß durch überlaufen entweder in Höhe der Einfüllmündung oder durch eine in sorgfältig gewählter Höhe angeordnete öffnung in der Seitenwand des Frischgefäßes erfolgt.

3ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischvorgang so geführt wird, daß das Verhältnis von Schlackenhohe zur Badhöhe im Bereiche zwischen o,5 und 1, 5 liegt.

4ο Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung bzw. Sicherstellung des Wertbereiches von o,5 - 1,5 für das Verhältnis Schlackenhöhe/Badhöhe das Frischgefäß gekippt wird.

5 ο Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch r;eKennzeichnet, daß in das Bad Mittel eingeführt werden, die ein oohäuraen der Schlacke unmittelbar bewirken.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel, uie ein schäumen der Schlacke-bewirken, auf Eisen- oder Chrom-

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Oxyd "basierende Stoffe verwendet werden.

7ο Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schäumen der Schlacke verwendete Mittel Stoffe sind, die auf Graphit oder Magnesium basieren.

8ο Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die ein Schäumen der Schlacke bewirkenden bzw. fördernden Mittel in feinverteilter- oder Pulverform, vorzugsweise mittels einer Blaslanze, in einem oxydierenden Gas suspendiert in das Frischgefäß eingeführt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bewirkung bzw.Förderung des Schäumens der Schlacke stetig fortlaufend eingeführt werden.

Ιο,, Verfahren-nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, daunt erhalb durch gekennzeichnet, daß ■ die lanzenmündung/des unteren Randes des Sehlackenloches gehalten wird und der Blasvorgang so gesteuert wird, daß damit in an sich bekannter Weise das Schäumen der Schlakke erhalten bzw. eingestellt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaslanze exzentrisch (außermittig) zwischen der Achse des Frischgefäßes und der Schlackenabzugsöffnung angeordnet und der untere !Teil derselben ins Innere des Frischgefäßes gerichtet wird_o

12o Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Frischgefäßes Oberdruck

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erzeugt und aufrechterhalten wird«,

13 ο Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Austragen, Abziehen oder Überlaufen der Schlacke dann durchgeführt wird, wenn die Schlacke nicht mehr als 2o$ Eisengehalt hat.

Ho Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß während der gesamten Dauer des Frischvorganges das Blasen und die Einführung schlackenbildender Stoffe, z.B. Kalk o.dgl., so geführt werden, daß die das Frischgefäß, z.B. einen Konverter o.dgl«,, verlassende flüssige Schlacke einen Gehalt von Phosphor-Anhydrid (PpOj-) von mehr als 14$, vorzugsweise mehr als 18$, enthält und daß in Abhängigkeit vom Portschreiten des Irischvorganges zur Schlacke gegebenenfalls Kieselsäure (SiO_p) oder kieselsäure- oder siliziumhaltige Stoffe zugeschlagen werden, derart, daß in der flüssigen Schlacke stets ein Verhältnis aufrechterhalten bleibt.

15ο Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe von Kieselsäure oder kieselsäure- oder siliziumhaltiger Stoffe zur flüssigen Schlacke außerhalb des Frischgefäßes während des stetig fortlaufenden oder absatzweisen Abziehens der Schlacke aus dem Frischgefäß und vorzugsweise in Pulverform erfolgte

16 ο Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Frischgefäß abgezogene oder entfernte Schlacke vorzugsweise fortlaufend gewogen und der Schlacken· abzug oder die Schlackenentnahme in Abhängigkeit von den Momentan-

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werten des Schlackengewichtes gesteuert wird, beispielsweise durch Änderung des Kippwinkels des Frischgefäßes, unter besonderer Berücksichtigung der sich aus diesen Momentanwerten des Schlackengewichtes ergebenden zugeordneten Werte für den Gehalt der Schlacke an metallischem Eisen.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schlackenüberlauföffnung des Frischgefäßes und einer Schlackenpfanne zum Auffangen stetig überlaufender Schlacke eine Hilfspfanne mit einer Abgießschnauze, einem Abgießstutzen o.dgl. als Abgießpfanne angeordnet wird,

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgießen vorzugsweise in drei Arbeifcsphasen erfolgt, deren jede entweder für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einer oder mehreren der übrigen Phasen durchgeführt wird, nämlichs

a) im Abgießgefäß (der Abgießpfanne) wird die Schlacke und^ das mit dieser mitgerissene Metall, die zu Beginn des Überlaufens aus dem Frisohgefäß auslaufen, aufgefangen, wobei Schlacke und Metall in der Abgießpfanne solange zurückgehalten werden, bis in dieser eine Schlacke erhalben wird, die als Kunstdünger verwendbar ist;

b) Die Abgießpfanne wird derart gekippt, daß allein das mit der Schlacke mitgeführte Metall in der Pfanne zurückbleibt, während für die Schlacke diese Pfanne nur als !Durchgangsstation dient;

c) Gegen Ende der Operation wird gleichzeitig Metall und eine Schlacke mit hohem Eisengehalt zurückgehalten_o

19. "Verfahren zum stetig fortlaufenden Frischen von Roheisen, bei dem von oben in ein mit Roheisen beschicktes Frischgefäß oxydierendes Gas, z.Bo technisch reiner Sauerstoff und ggf» feinverteilte

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schlackenbildende Stoffe eingeblasen werden und die Führung des stetig fortlaufenden Frischverfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgetragene Schlacke zusammen mit den mitgerissenen Metallteilchen in einem vom Frischgefäß verschiedenen Gefäß aufgefangen wird, daß anschließend Schlacke und Metall, beispielsweise durch vorsichtiges Abgießen oder Schleudern, voneinander getrennt v/erden, daß dem Frischgefäß während des irischens selbst vorzugsweise stetig fortlaufend Roheisen in einer Menge zugeschlagen wird, die im wesentlichen g/leich ist der aus dem Frischgefäß zusammen mit der Schlacke abgezogenen Metallmenge»

2o. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des Roheisens in der Bad- bzw₀ Herdtiefe erfolgt«

21 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 2o, dadurch gekennzeichnet ,' daß die Menge des von der Schlacke mitgerissenen M_etalles durch Änderung einer oder mehrerer Parameter physikalischer, chemischer, mechanischer oder geometrischer Natur des Blasstrahles geregelt wird«

22. "Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Frischgefäß zusammen mit der Schlacke abgezogene oder ausgetragene Metall außerhalb des Frischgeiäßes einer metallurgischen Behandlung unterworfen wird.

??. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22, dabei der

aureh gekennzeichnet, daß ^Xx. metallurgischen Behandlung das zusammen miG uer Schlacke aus dem Frischgefäß ausgetragene Metall außerhalb desselben einer zusätzlichen Frisch- oder Feinungsbehandlung

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-y-Ht

unterworfen wird.

24-. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 23'» dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Frischung durch Einführen eines oxydierenden G-ases, vorzugsweise reinen Sauerstoffes, von oben erfolgt, wobei dieses Gas ggf. feinverteilte schlackenbildende Stoffe in Suspension enthält₀

25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Frischvorganges im ersten Frischgefäß derart erfolgt, daß schäumende Schlacke mit schwachem Eisen-, aber starkem Gehalt an P₂ ⁰S ^en"ksteht, daß in einem zweiten Gefäß ein mindestens teilweise gefrischtes Metall zusammen mit einer für die Verwendung in der Landwirtschaft geeigneten Schlacke aufgefangen wird, daß nach Trennung dieses M_etalles von der Schlacke das Metall einer sehr stark oxydierend geführten Frischoperation unterworfen wird, die solange andauert, bis eine Schlacke mit sehr hohem Eisengehalt erhalten wird, und daß schließlich ein Teil des derart fertig gefrischten Metalles vergossen wird, während die sehr stark mit Eisen angereicherte Schlacke in das erste Frischgefäß zurückgebracht wird.

26ο Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in einen oder in beide der verwendeten Frischgefäße Schrott eingeführt wird und daß dieser Schrott vorzugsweise mittels eines oder mehrerer Brenner für Sauerstoff und Brennstoff geschmolzen wird»

27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Frischgefäß abgezogene (entnommene) Schlacke vorzugsweise während eines wesentlichen Teiles

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der zum Frischen des Roheisens in diesem Frischgefäß benötigten Zeitdauer gekörnt wird.

28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeichnet durch ein Frischgefäß mit im wesentlichen zylindrischer Form, das einen geschlossenen Boden und eine Schlackenabzugs- bzw» Auslaßöffnung in seiner bei benwand aufweist, das ähnlich wie ein an sich bekannter Konverter sich nach oben zu verjüngt, derart, daß der obere G-efäßteil vorzugsweise eine konische Form aufweist, daß ferner die Schlackenabzugsöffnung eine Ablaufrinne ο«dgl» zum Ableiten der Schlacke entweder in eine Schlackenpfanne oder in ein Abgießgefäß enbhält.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgefäß ein Gießloch aufweist, das oberhalb der Schlackenabzugsöffnung derart angeordnet ist, daß der Abstand zwischen beiden öffnungen (löchern) vorzugsweise zwischen der 1- und der 2-fachen Schlackendicke beträgt.

3o₀ Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frischgefäß eine Abgießpfanne und eine Schlackenpfanne zugeordnet sind, derart, daß die Abgießpfanne zwischen Frischgefäß und Schlackenpfanne angeordnet ist»

31 ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 3o, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgefäß in seinem oberen Teil einen in einer senkrechten Ebene parallel zur Überlaufrinne o.dgl. angeordneten Ausschnitt aufweist, derart, daß beim Kippen des Frischgefäßes die Stellung der Blaslanze unverändert bleibte,

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32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen zylindrsich ausgebildete, unten geschlossene Frischgefäß mit einem sich nach oben zu verjüngenden Oberteil mit vorzugsweise konischer Ausbildung und einer seitlichen EntschlackungsÖffnung eine weitere Öffnung für die Durchführung einer Blaslanze von oben, eine Vorrichtung zur fortlaufenden Beschickung des Frischgefäßes mit zu frischendem Roheisen, sowie eine Pfanne zur Aufnahme der aus dem Frischgefäß stammenden Schlacke zusammen mit dem von dieser mitgeführten Metall t enthält, wobei die Schlackenpfanne selbst mit einer Vorrichtung zum Trennen der Schlacke vom Metall versehen ist.

33 β Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen zylindrisch ausgebildete, unten geschlossene Frischgefäß mit einem sich nach oben zu verjüngenden Oberteil vorzugsweise konischer Ausbildung und einer seitlichen EntschlackungsÖffnung eine weitere Öffnung für die Durchführung einer Blaslanze von oben, eine Pfanne zur Aufnahme von aus dem Frischgefäß stammender Schlacke und mitgeführtem Metall mit einer Einrichtung zum Trennen dieser Schlacke vom Metall, und schließlich eine Vorrichtung zum Körnen der Schlacke unmittelbar am Ausgang des Frischgefäßes bzw. der Pfanne enthält, wobei die zugeordneten Vorrichtungen zueinander kaskadenartig angeordnet sind»

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