DE4030272C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wiederverwendbarer Produkte aus metallhaltigen Schlämmen mit Ölanhaftungen oder mit anderen Verunreinigungen gemäß den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der praktischen Anwendung eines ähnlichen Verfahrens nach dem deutschen Patent 38 41 835 C1 hat sich gezeigt, daß die metallurgische Behandlung auf dem Schachtofenherd zu einem erhöhten Verschleiß der feuerfesten Auskleidung führt der auf die Einwirkung der Schmelzprodukte zurückzuführen ist.

Dem versucht die Feuerfestindustrie durch Verbesserung der Steinqualitäten zu begegnen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahrensweisen ist dadurch gegeben, daß flüssige Eisenoxide - Feineisenerze - bei der Reduktionsbehandlung mit Kohlenstoff auf dem Schachtofenherd spontan und heftig reagieren.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahrensweise liegt darin, daß nicht direkt Stahl- und Gußeisen als Endprodukte hergestellt werden können.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik eine Verfahrensweise - gemäß der deutschen Patentschrift 32 40 656 A1 bekannt. Sie baut auf eine Erzsäule auf, die in einem Schachtofen oder Konverter zu errichten ist. Die Reduktion wird über Einblasen von Sauer- und Kohlenstoff betrieben, so daß im unteren Schachtteil auf einem Herd Roheisen oder kohlenstoffärmeres Metall anfällt.

Der Nachteil ist, daß keine Metallschlämme als Einsatzstoffe möglich sind, weil die reduzierenden Gase, auch Abgase, die Säule durchströmen. Würden metallhaltige Stoffe mit Ölanhaftungen verwendet, so führen Ölvorverdampfungen zu Filterbränden.

Die deutsche Offenlegungsschrift 24 21 792 beschreibt ein Verfahren mit direkt reduzierten Eisenoxiden, was heißt, daß der Verfahrensgrundstoff Eisenschwamm ist, der über die Eisenschwammgewinnung bereits zu Eisen reduziert worden ist.

Metallhaltige Schlämme sind hierbei nicht vorgesehen, zumal bei der Tränkung des Eisenschwamms mit Öl die oben genannten Nachteile auftreten würden.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 39 08 787, Anspruch 1, werden aus stückigen oxidischen Einsatzstoffen in flüssiger Form Metalle, Roheisen oder Stahlvorprodukte erzeugt.

Der Nachteil ist, daß auch hier ölhaltige Metallschlämme nicht einsetzbar sind, weil die Reduktion über Gase erfolgt, die eine Säule durchströmen und Filterbrände durch vorverdampfte Ölanteile verursachen würden.

Zur französischen Patentschrift 20 64 179, wo auf Seite 5, Zeile 9 bis 14 eine CO- und H₂ Reduktion im festen Zustand beschrieben wird und die Reduzier- und Abgase sie durchströmen, gelten ebenfalls die Nachteile, die oben mehrfach benannt wurden.

Die Erfindung bezweckt aufgabengemäß nicht nur die oben benannten Nachteile zu beseitigen, sondern sie will auch in einfacher und billiger Verfahrensweise aus Feineisenerzen, die mit Altölen, auch billigen Rohölen benetzt sind, in einem Schachtofen Stahl oder Gußeisenprodukte direkt herstellbar machen.

Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Stahlfremdvorschmelze kann von außen flüssig auf den Herd eingebracht werden. Sie kann aber auch durch Schrott und Kohle von außen eingebracht und auf dem Schachtofenherd in den Schmelzfluß überführt werden. In dieser reduzierfähigen Stahlfremdvorschmelze, die bis auf 1800°C überhitzt wird, erfolgt dann die Restreduktion der vorher nicht vollkommen reduzierten Eisenoxide.

Der Kohlenstoffgehalt dieser Schmelze wird laufend kontrolliert und durch zugeführten Kohlenstoff auf etwa 1,5%, auch höher, gehalten.

Bevor eine Schmelze aus dem Ofen abgestochen wird, erfolgt eine metallurgische Endbehandlung. Hierzu kann der sich immer neu bildende Schmelzfluß aus der Ofenbeschickung gedrosselt oder unterbrochen werden.

Je nach Bedarf kann die metallurgische Endbehandlung über alle Arten von Schlacken, auch reduzierende Schlacken, betrieben werden, auch mit Hilfe von inerten Spülgasen.

Zum Schluß werden erforderliche Dexoxidations- und notwendige Legierungselemente in die Schmelze eingebracht, so daß gewünschte Stahl- und Gußeisenschmelzen abgestochen werden können.

In gleicher Weise sind Stahl- und Gußeisenprodukte über andere metallische Einsatzstoffe, beispielsweise alle Arten von Bearbeitungsspänen, herstellbar. Bei dieser Verfahrensführung wird der Angriff von flüssigen Eisenoxiden auf die Ofenausmauerung, dadurch vermindert, daß die Stahlfremdvorschmelze sich ständig steigend verhält und relativ weniger Eisenoxide mit der Ofenausmauerung in Berührung kommen.

An Hand eines Ausführungsbeispiels gemäß Zeichnung wird das Verfahrensprinzip erläutert, ohne daß aus dem Ausführungsbeispiel und der Zeichnungen über die Merkmale der Patentansprüche hinausgehend, Rechte hergeleitet werden können.

• a) Vor Verfahrensbeginn wird der Schachtofen auf etwa 1600°C aufgeheizt.
• b) Danach wird die flüssige reduzierfähige Stahlfremdvorschmelze von außen über die Arbeitstür (1) auf den Vorherd (2) gebracht - oder, die andere Möglichkeit, Schrott und Kohlenstoff werden in gleicher Weise auf den Herd gebracht und hier zur reduzierfähigen Stahlfremdvorschmelze erschmolzen. In beiden Fällen wird eine Überhitzung von mindestens 1800°C angestrebt.
• c) Über die Chargierglocke (3) wird das Chargiergut - ölhaltiges Feineisenerz oder andere benannten Stoffe - in den röhrenartigen Ofenbeschickungsteil (4) bis zu einer gewollten Höhe eingebracht.
• d) Bei gedrosselter Flammenführung wird das Chargiergut etwa 30 Minuten vorgewärmt.
• e) Danach werden die Ofenbrenner so eingestellt, daß das Chargiergut, das sich auf einer feuerfesten und netzartigen Brücke oberhalb der Stahlfremdvorschmelze aufgebaut hat, zu schmelzen beginnt.
  Im Übergang des Chargiergutes in den Schmelzfluß wird es durch Einblasen von Kohlenstoff bereits vorreduziert. Es tropft vorreduziert über eine kohlenstoffhaltige Schlackendecke in die reduzierfähige Stahlfremdvorschmelze hinein, die ebenfalls durch Einblasen von Kohlenstoff reduzierfähig gehalten wird.
• f) Mit steigendem Schmelzbadstand der Stahlfremdvorschmelze, bedingt durch reduziertes Eisen, kann nun ein Schmelzteil über die Feuerbrücke (5) auf den größeren und eigentlichen Schachtofenherd fließen.
  Gleichzeitig - je nach Notwendigkeit - kann ein Teil der Stahlfremdvorschmelze über das innere Abstichloch - durch mögliche Öffnung und Schließung des Abstichloches (6) - auf den größeren Schachtofenherd fließen.
• g) Auf diesen größeren Schachtofenherd wird die metallurgische Behandlung betrieben.
• h) Nach ausreichender Behandlung und Badstand wird die erzeugte Stahlfremdschmelze über den Abstich (7) abgestochen, womit der Vorgang beendet ist.
• i) Über das Abstichloch (8), aus welchen Gründen auch immer, kann die Stahlvorschmelze teilweise oder vollkommen abgestochen werden.

Der gesamte Schmelzablauf, wenn er einmal begonnen hat, kann kontinuierlich oder auch diskontinuierlich betrieben werden. Anzumerken ist, daß über die Chargierglocke keine vorverdampften Ölanteile nach außen dringen können. Ein sehr geringer Öldampfanteil, der beim Chargieren in diese Glocke strömen könnte, kondensiert, wird abgefangen und wieder dem Kreislauf zugeführt.

Der Hauptanteil von Ölvorverdampfungen kann sich nur in Richtung der Schmelzzone bewegen, wo er verbrennt und als Abgas - Pfeilrichtung - zum Kamin abströmt.

Die Vorteile dieser Verfahrensweise eröffnen eine großtechnische Nutzung im Stahlherstellungsbereich, indem Feineisenerze ohne das aufwendige Hochofenverfahren direkt in Stahl- oder Gußeisenprodukte überführt werden können.

Es ist sogar denkbar, daß bestimmmte Filterstäube, die einen hohen Legierungswert haben, in die Schlammform überführt und nach dieser Verfahrensweise über den Schmelzfluß zurückgewonnen werden können.

Auch andere Filterstäube, die eine brauchbare Zusammensetzung haben, können über diese Verfahrensweise Grundstoffe für die Bauindustrie herstellbar machen, was Deponieablagerungen erspart.

Denn diese Verfahrensweise ermöglicht durch Probennahme eine laufende Kontrolle für die anzustrebenden Herstellungsprodukte.

Es ist eine Verfahrensweise, die nicht nur revolutionierende Möglichkeiten im Verhüttungsbereich aufzeigt, sondern auch für eine bessere Umwelt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung wiederverwendbarer Produkte aus metallhaltigen Schlämmen mit Ölanhaftungen oder mit anderen Verunreinigungen in einem Schachtofen mit rohrartiger Beschickungsvorrichtung, wobei am Ende des Verfahrens Gase oder Luft, ggf. auch Feststoffe zur metallurgischen Behandlung auf oder in das Schmelzprodukt geblasen werden, das aus den eingesetzten Materialien erzeugt wurde und sich in einem Herd des mit zusätzlicher elektrischer Heizung ausgestattetem Schachtofens befindet, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Endbehandlung auf eine am Anfang des Verfahrens auf dem Schachtofenherd befindliche reduzierfähige Stahlfremdvorschmelze von oben her die Schlämme aufgebracht, diese in Gegenwart von zugesetztem Kohlenstoff bei Temperaturen von mindestens 1800°C geschmolzen und reduziert werden und sie danach in flüssiger Form in die Stahlfremdvorschmelze einfließen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierfähige Stahlfremdvorschmelze von außen in flüssiger Form auf den Schachtofenherd eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierfähige Stahlfremdvorschmelze in Form von Schrott gemeinsam mit Kohlenstoff von außen in den Schachtofenherd eingebracht und hier verflüssigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlfremdvorschmelze vor Verfahrensbeginn auf mindestens 1800°C überhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenstoff in und über die Schmelze im Schachtofenherd eingeblasen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Unterbrechung des Schmelzflusses der zu behandelnden Stoffe eine metallurgische Endbehandlung der Schmelze ermöglicht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur direkten Stahl- oder Gußeisenherstellung Legierungselemente zulegiert werden.