DE1508015B1 - Verfahren zum betrieb von hochoefen und hochofen hierfuer - Google Patents

Description

in vorteilhafter Weise möglich, durch die Einwirkung der elektrischen Wärme Gase aus dem Schmelzbad wirksam zu beseitigen, wodurch der Gütegrad der Erzeugnisse in erhöhtem Maße verbessert wird. Die festen Verunreinigungen können auf jedes erforderliche Maß herabgedrückt werden. Femer können dem Schmelzbad durch die Formen zusätzliche Oxydations-, Desoxydations- und Zuschlagmittel zugeführt werden. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, gasförmigen Sauerstoff als alleiniges Oxydationsmittel zur Verkürzung der Frisch- und Feinungszeit zu verwenden.

Die Durchführung des kontinuierlichen Frischens ist gleichfalls gegeben. Für die laufenden Probeentnahmen und Temperaturmessungen können besondere Einrichtungen vorgesehen sein.

Die großen Vorteile der Anwendung von elektrischer Energie und ihre Umwandlung in Wärme für die Durchführung metallurgischer Prozesse besteht in der Hauptsache darin, daß durch den elektrischen Strom in sehr reiner Form höchste Temperaturen zur Verfügung gestellt werden können. Mittels des elektrischen Stromes kann man die Temperatur des Schmelzbades in einem großen Bereich leicht verändern und gut einregulieren. Zur Erzielung von verschiedenen Reaktionstemperaturen und zur Einleitung von weiteren metallurgischen Vorgängen im raschen Verlauf ist diese Eigenschaft von besonderer Bedeutung. Hierbei werden die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Erzeugnisse wesentlich verbessert. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat weiterhin zur Folge, daß bei gleicher Güte des Erzeugnisses unreine Rohstoffe verwendet werden können. Die Anwendung des elektrischen Stromes als Wärmequelle erlaubt weiter, die Temperaturen des Schmelzbades in ganz engen Grenzen zu regeln, was besonders bei der Herstellung von hochwertigem Qualitätsstahl und beim Vergießen von besonderer Wichtigkeit ist. Die Umwandlung der elektrischen Energie in halten wird, sondern man muß auch in der Lages ein, im Schmelzbad selbst hüttenmännische Operationen vorzunehmen. Selbstverständlich treten durch die Einwirkung der elektrischen Energie Temperaturerhöhungen und Badbewegungen auf. Die Stahlerzeugung läßt sich in technisch vorteilhafter und wirtschaftlicher Weise durchführen, wenn Sauerstoff auf das Schmelzbad aufgeblasen und das Schmelzbad dadurch in Bewegung gehalten wird.

Der Stromverbrauch ist für den Frisch- und Feinungsvorgang gering. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Bad rasch homogen und erhält eine bessere Temperaturverteilung, wodurch der Frischvorgang beschleunigt, der Schlackenabzug erleichtert wird und auch die Gase aus dem Metallbad wirksam entfernt werden. Die Anwendung der Sauerstofftechnik, verbunden mit intensiver Wirbelbewegung, gestaltet den ganzen Stahlprozeß wirtschaftlicher.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, sowohl bestes Roheisen als auch die verschiedensten Stahlsorten unmittelbar zu erzeugen. Ein besonderer Vorteil liegt in dem Umstand, daß jeder, auch der kleinste Hochofenbetrieb, in der Lage ist, ohne jeden Zeitverlust mit den niedrigsten Unkosten die erforderlichen Umstellungen vorzunehmen, um wirtschaftlicher arbeiten zu können.

Zusammengefaßt ergeben sich also folgende beachtliche Vorteile bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens:

Es lassen sich höchste Temperaturen im Gestell erzeugen, und es ist eine einfache Temperaturregelung möglich. Es können unreine und daher billige Rohstoffe verwendet werden, und es tritt eine Verbesserung der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Erzeugnisse ein. Das investierte Kapital bleibt erhalten und wirksam, und es ist eine erhebliche Senkung der Gestehungskosten der Erzeugnisse möglich, so daß die entstehenden Unkosten in kurzer Betriebs-

Wärme erfolgt im Metallbad gleichmäßig, wobei die 40 zeit getilgt sind.

Beispiele für die Ausbildung eines Hochofens zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung in schematischer Form dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Teil eines Hochofens und

Fig.2 den Grundriß des Hochofens nach Fig. 1.

In F i g. 1 ist ein Hochofen mit seiner linken und rechten Seite, mit den Ebenen der Notformen a, der

das Bad bedeckende Schlackenschicht weniger heiß wird als das Metall selbst. Ferner tritt eine gesteigerte Badbewegung auf. Ein weiterer Vorteil bei der Anwendung von Elektrowärme ist die Vermeidung eines Atmosphärenwechsels. Es gibt weder Ruß noch Staub, es entstehen keine störenden Geräusche, und es ist eine genaue Überwachung des Wärmehaushaltes möglich.

Schließlich dürfte auch die Einfachheit und die
hohe Wirtschaftlichkeit der für die Umwandlung von 50 Hauptformen b, der Frischformen k und der Schlakelektrischer Energie in Wärme nötigen Einrichtungen kenformen c abgebildet. Außerdem ist auf beiden Seiein weiterer Vorteil sein. Die Elektrizität paßt sich al- ten die Hochofenringleitung e eingezeichnet. Auf der len gegebenen Verhältnissen leicht an. Die stete Be- linken Seite ist die Lage und Richtung der Notfortriebsbereitschaft ist ein nicht zu unterschätzender men α und der Hauptformen b radial als auch schräg/ Vorzug. Es genügt dabei der einfache Vorgang des 55 tangential. Im Grundriß nach F i g. 2 ist die schräg/ Einschaltens, um den elektrischen Strom zur sofortigen Arbeitsleistung zur Verfügung zu haben.

Das Ziel der Erfindung ist, die Vorzugsstellung der
im stetigen Vormarsch befindlichen Elektrostahlgewinnung in der Stahlindustrie durch eine Massenher- 60 tal und radial. Die Gestellwand s und der Boden sch stellung von Elektrostahl weiter zu verbessern und zu der linken Seite bestehen aus praktisch unschmelzbarem Kohlenstoffmaterial und bilden einen runden, nach oben offenen Behälter. Dieser Behälter stellt in der Tat eine einzige Kohlenelektrode dar, und das 65 Auskleidungsmaterial besitzt den Vorzug eines guten elektrischen Leiters für den fließenden Strom. Hierdurch ist auch eine gleichmäßige, allseitige Beheizung des ganzen Metallbades st gesichert. Durch das Iso-

tangentiale Richtung h der Blasformen, die zu einer Kreislinie / verläuft, dargestellt. Die Lage und Richtung der Schlackenformen c ist sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite gleich, nämlich horizon-

sichern. Für diesen Prozeß wird gemäß der Erfindung der allseits bewährte Hochofen herangezogen, der wegen seines großen Ofeninhaltes und der kurzen Schmelzzeit nur geringe Wärmeverluste aufweist.

Natürlich genügt es zur Durchführung des Stahlerzeugungsprozesses nicht, daß das Schmelzbad durch die Wirkung des elektrischen Stromes nur flüssig ge-

liermaterial t ist der Behälter von dem anderen Mauerwerk abgeschirmt.

Für den Betrieb des Hochofens sind auf der linken Seite die Abzweigungen aus der Hochofenringleitung e, die Leitungen / und g, welche heißen Wind verschiedenster Zusammensetzung zu den Notformen α und den Hauptformen b bringen, vorgesehen. Die Absperrorgane sind mit ο bezeichnet.

Auf der rechten Seite sind dagegen die Notformen a, die Hauptformen b und die Frischformen k in einer vertikalen Lage, und zwar in einer schrägen Richtung / nach unten zur Ofenachse hin, angeordnet. Die Auskleidung der Gestellwand s und des Bodens sch besteht aus einem anderen, für den jeweiligen Prozeß geeigneten, hochfeuerfesten Baustoff, der ebenfalls durch das Isoliermaterial t vom übrigen Mauerwerk abgesichert ist. Ferner ist auf der rechten Seite eine direkte Widerstandsbeheizung« vorgesehen. Durch gestrichelte Linien innerhalb des Gestell- und Bodenmauerwerks ist ebenfalls eine indirekte Widerstandsbeheizung angedeutet.

Für den Betrieb weiden aus der Hochofenringleitung e durch die Leitungen /. g und / heißer Wind verschiedenster Zusammensetzung den Not-, Haupt- und Frischformen zugeführt. Die Frischformen erhalten zudem eine Leitung/? für die Sauerstoffzufuhr und eine Leitung m für die Kaltwindzufuhr. Natürlich können alle Formen verschiebbar angeordnet werden. Die Organe für die Zuführung von zusätzlichen Oxydations-, Desoxydations- und Zuschlagsmitteln

ίο aller Art sowie die Einrichtungen für die Probeentnahmen und Temperaturmessungen können in der Nähe der Badoberfläche angeordnet werden.

Der Grundriß nach F i g. 2 ist ebenfalls in eine linke und eine rechte Seite unterteilt. Auf der linken Seite ist die Anordnung der Not- und Hauptformen in einer schräg/tangentialen Richtung/?, die zu einer Kreislinie / führt, dargestellt. Auf der rechten Seite sind dagegen die Notformen a, die Hauptformen b und die Frischformen k in einer vertikalen Lage in Richtung j schräg nach unten zur Ofenachse hin angeordnet. Die Aufprallflächen sind besonders angedeutet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: besteht. Der Schmelzzone wird dabei zusätzliche Wärme mit Hilfe von Elektroden zugeführt. Das Reduktionsgas wird aus der fühlbaren und/oder chemischen Wärme von aus dem Reduktionsgas abziehen-5 den Gichtgasen erwärmt. Das Reduktionsgas wird in regenerativen Gaserzeugern erzeugt, die durch Verbrennen von abziehenden Gichtgasen beheizt werden. Bei einem bekannten elektrischen Schachtofen für direkte Widerstandserhitzung werden, um Überhitzun-

1. Verfahren zum Betrieb von Hochöfen zur Gewinnung von Stahl, bei dem die Schmelze im Gestell des Hochofens durch starken Strömungsdruck und hohe Temperaturen der aus den schräg/ tangential angeordneten Blasformen austretenden Verbrennungsgase in rotierende Bewegung versetzt wird und dann ein Frischen der Schmelze

durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff mittels io gen des zu schmelzenden Materials, die eine Verschräg auf die Schmelze gerichteter Frischformen dampfung von Verunreinigungen zur Folge haben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß können, zu vermeiden, die Elektroden als Gitter ausanschließend an den Schmelz- und Frischprozeß gebildet und in verschiedenen Höhenlagen des die Veredelung der Schmelze zur Erzeugung von Schachtofens angeordnet. Die Gitterstäbe, deren En-Stahl durch elektrische Widerstandsbeheizung im 15 den in einen Rahmen eingespannt sind, der dieselbe unteren Teil des Gestelles erfolgt. lichte Weite wie der Schacht aufweist, unterteilen den

2. Hochofen zur Durchführung des Verfahrens Rahmen in Felder von gleicher oder annähernd gleinach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eher Ausdehnung, wodurch erreicht wird, daß der das Gestell von einem hochfeuerfesten Isolier- elektrische Strom die zwischen den Elektroden wanmaterial (t) umgeben ist, in welches elektrische 20 dernde Beschickung in gleicher Dichte durchfließt Widerstandsdrähte (κ) eingebettet sind. und sie in gleichem Maße erwärmt.

3. Hochofen zur Durchführung des Verfahrens Um den Betrieb von Hochöfen unter vorteilhaftenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ren Bedingungen zu ermöglichen, als dies bei der Verdas Gestell aus unschmelzbarem Kohlenstoff- wendung reinen Eisenerzes ohne Gebirge der Fall ist, material besteht, das die eine Elektrode bildet, 25 wird bei einem bekannten, in gewöhnlicher Weise

durch Gebläse betriebenen Hochofen der in dem Ofenschacht niedersinkenden Beschickung eine besondere Wärmemenge mittels elektrischer Erhitzung in demjenigen Teil des Ofenschachtes zugeführt, in

30 dem die Reduktion der niedrigeren Oxydationgrade

des Eisens zu metallischem Eisen beginnt. Die elektrische Erhitzung kann dadurch erfolgen, daß ein elek-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb trischer Strom durch die Beschickung an jener Stelle von Hochöfen zur Gewinnung von Stahl, bei dem die geleitet wird, wobei der Strom mittels Elekroden oder Schmelze im Gestell des Hochofens durch starken 35 Kontaktplatten aus Kohle oder solchen Mischungen Strömungsdruck und hohe Temperaturen der aus den von Kohle mit Magnesia, Kalk oder anderen Verbinschräg/tangential angeordneten Blasformen austre- düngen, die bei höherer Temperatur für die Elektrizitenden Verbrennungsgase in rotierende Bewegung tat leitend sind, zugeleitet bzw. abgeleitet werden versetzt wird und dann ein Frischen der Schmelze kann. Diese besondere Wärmemenge bewirkt in erster durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff mittels 40 Linie eine Herabsetzung derjenigen Wärmemenge, die schräg auf die Schmelze gerichteter Frischformen er- sonst von dem durch den Ofenschacht emporsteigenfolgt, den Gasen zum Erwärmen der herabsinkenden Be-Es sind bereits Hochöfen bekanntem denen das Roh- schickung zugeführt werden mußte. Die erwähnte beeisen auch gleichzeitig gefrischt wird, um aus dem sondere Wärmemenge kann somit im Verhältnis zu Erz direkt Stahl zu erzeugen. Dies kann durch oxydie- 45 dem Wärmebedürfnis in einem Hochofen ziemlich

während die andere Elektrode in das Schmelzbad hineinragt.

rende Flammen im Schmelzraum oder durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff in den Schmelzraum erreicht werden. Durch das Einblasen der Luft oder des Sauerstoffs kann durch entsprechende Anordnung der Blasformen eine rotierende Bewegung der Schmelze 50 herbeigeführt werden.

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen aus Erz bekannt, bei dem die Wärmeenergie nicht aus Koks gedeckt und auch das Reduktionsgas nicht wesentlich aus Koks hergestellt 55 Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß wird. Das Erz wird dabei mit schlackebildenden Zu- anschließend an den Schmelz- und Frischprozeß die schlagen als Beschickung einem schachtofenförmigen Veredelung der Schmelze zur Erzeugung von Stahl Reduktionsgefäß von oben aufgegeben und das erschmolzene Roheisen aus der Schmelzzone des Reduktionsgefäßes unten abgezogen. Im Gegenstrom zu 60 Bei einem Hochofen zur Durchführung des erfinder von oben nach unten wandernden Bechickung dungsgemäßen Verfahrens kann das Gestell von strömt außerhalb des Reduktionsgefäßes aus Kohlenwasserstoff erzeugtes Reduktionsgas, welches auf
Temperaturen von 900⁰C oder mehr erhitzt in die Beschickung eingeführt wird. Zur Herstellung von Roh- 65 Kohlenstoffmaterial bestehen, das die eine Elektrode eisen aus koksarmer oder koksfreier Beschickung bildet, während die andere Elektrode in das Schmelzwird mit einem Reduktionsgas gearbeitet, welches bad hineinragt, hauptsächlich aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es

klein sein, weil sie gewissermaßen zum Eliminieren der Einwirkung der Beschickung auf die Reaktionen in dem Teil des Hochofens dient, wo die Reduktion zu metallischem Eisen stattfindet.

Um einen noch besseren Stahl im Hochofenprozeß zu erzielen, als dies mit den bekannten Verfahren und Hochöfen möglich ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zusätzlich zum Frischen auch noch elektrische Energie für die Stahlveredlung heranzuziehen.

durch elektrische Widerstandsbeheizung im unteren Teil des Gestelles erfolgt.

einem hochfeuerfesten Isoliermaterial umgeben sein, in welches elektrische Widerstandsdrähte eingebettet sind. Das Gestell kann aber auch aus unschmelzbarem