DE1608309B2

DE1608309B2 - Kontinuierliches verfahren zur herstellung von stahl aus roheisen und vorrichtung zur durchfuehrung desselben

Info

Publication number: DE1608309B2
Application number: DE19681608309
Authority: DE
Inventors: Aldo Prof Rom Ramacciotti
Original assignee: Centro Spenmentale Metallurgico SpA, Genua (Italien)
Priority date: 1967-03-18
Filing date: 1968-03-13
Publication date: 1973-06-14
Also published as: LU55578A1; DE1608309A1; GB1187942A; NL6803844A; US3528799A

Description

Zur Herstellung von Stahl aus Roheisen mit Hilfe von hochgereinigtem, gasförmigem Sauerstoff (Sauerstofffrischen) sind zahlreiche Verfahren bekannt. Bei der Durchführung solcher Verfahren wird der gasförmige Sauerstoff in der Regel mittels einer wassergekühlten Windform auf das flüssige Roheisen oder das Roheisenbad geblasen. Der Sauerstoff wird an der Metall- und Schlackenoberfläche absorbiert und reagiert hierbei mit deren Bestandteilen, wobei das Roheisen »gefrischt« wird.

Bei anderen bekannten Verfahren bedient man sich feststehender oder sich drehender Reaktoren, in die einerseits pulverförmiger Kalk und Sauerstoff sowie andererseits gleichzeitig reiner Sauerstoff sowohl in den Raum über der Oberfläche des flüssigen Metalls als auch in dieses selbst eingeblasen werden.

Bei den genannten Verfahren handelt es sich um diskontinuierliche, d. h. chargenweise Verfahren. In aufeinanderfolgenden Stufen muß hierbei der Reaktor beschickt, das Roheisen »gefrischt« und im Anschluß daran der Reaktor entleert werden.

Diese diskontinuierlichen Verfahren besitzen jedoch gegenüber kontinuierlichen Verfahren, bei denen sämtliche Verarbeitungsvorgänge von den Rohstoffen bis zum Fertigprodukt ununterbrochen ablaufen, das Material ständig durch den Reaktor fließt und das Fertigprodukt mit den gewünschten Eigenschaften kontinuierlich abgezogen wird, verschiedene Nachteile.

Kontinuierliche Verfahren besitzen gegenüber ähnlichen, jedoch diskontinuierlichen Verfahren folgende Vorteile:

a) Das Endprodukt zeichnet sich durch eine größere Gleichmäßigkeit aus;

b) es können fortgeschrittenere Regelungs- und Kontrolltechniken angewandt werden;

c) es besteht die Möglichkeit, das betreffende Verfahren unmittelbar mit schon kontinuierlich gestalteten vor- und/oder nachgeschalteten Verfahren zu koppeln.

Auch die Vergütung des Roheisens selbst und seine Umwandlung zu Stahl kann bei einer Umgestaltung der bekannten, diskontinuierlichen Verfahren zu einem kontinuierlichen Verfahren erheblich vorteilhafter sein. Die Voraussetzungen dafür, auch die Aufbereitung des Roheisens kontinuierlich durchzuführen, sind teilweise bereits gegeben oder können ohne Schwierigkeiten geschaffen werden. So kann beispielsweise die der Roheisenaufbereitung vorgeschaltete Hochofenanlage ohne übermäßige Schwierigkeiten für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt werden. Das der Roheisenaufbereitung nachgeschaltete Stranggußverfahren kann bereits kontinuierlich durchgeführt werden, so daß diesem ein aus einer kontinuierlichen Roheisenaufbereitung durch Sauerstofffrischen stammender flüssiger Stahl ununterbrochen, d. h. kontinuierlich zugeführt werden kann.

Andererseits schaffen die modernen Kontrollsysteme mit Hilfe von Computern Möglichkeiten, die zur Steuerung der einzelnen Stufen auch bei kontinuierlichen Verfahren geeignet sind. Angesichts der geschilderten Vorteile wurden bereits die verschiedensten kontinuierlichen Gegenstromverfahren bekannt (verwiesen sei z.B. auf die USA.-Patentschrift 2 572 489), darunter auch Stahlherstellungsverfahren durch Sauerstofffrischen. So ist es z. B. bekannt, das Roheisen mit Sauerstoff von oben her zu zerstäuben (Sprühaufbereitung), wobei das in Tröpfchen über-

führte Roheisen mit den umlaufenden Gasen reagiert und sich in gefrischtem oder vorgefrischtem Zustand auf dem Boden des Reaktors absetzt.

Zur Durchführung anderer bekannter Verfahren wird das Roheisen kontinuierlich in Kanalleitungen fließen gelassen, wobei ähnlich wie bei den bekannten diskontinuierlichen Verfahren Sauerstoff durch wassergekühlte Lanzen auf das flüssige Roheisen geblasen und am Ende des Reaktors der aus dem Roheisen aufbereitete Stahl abgezogen wird.

Aus der USA.-Patentschrift 2 819 160 ist es z.B. bekannt, den Metalloidgehalt des Roheisens dadurch zu vermindern, daß das Roheisen im Gegenstrom mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas in einem vollständig mit Füllkörpern aus Kalk, Koks oder inerten feuerfesten Materialien, gegebenenfalls unter Zusatz von etwas Schlacke, gepackten Reaktor, an dessen Boden eine Oxydationszone und an dessen Kopfende eine Reduktionszone gebildet und aufrechterhalten werden, in Kontakt gebracht und das gebildete Verfahrensprodukt zusammen mit Schlacke am Reaktorboden abgezogen wird. Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist z. B., daß die als Packungsmaterial benötigten Füllkörper eine zeit- und kostenaufwendige Vorerhitzung erforderlich machen und das Aufwärtssteigen der Schlacke verhindern bzw. die Abwärtsbewegung des flüssigen Roheisens unter Verringerung der Durchsatzausbeute verlangsamen sowie ferner die Zugabe fester Zuschläge unmöglich machen, wobei als weiterer Nachteil hinzu kommt, daß die zur Durchführung des bekannten Verfahrens verwendete Vorrichtung auf der gesamten Reaktionsfläche mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen sein muß.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 940 141 ist auch bereits eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen von Metallen bekannt, die ein mit flüssigem Roheisen zu beschickenden Drehrohr aufweist, wobei Sauerstoff zusammen mit anderen Stoffen von oben her in das Drehrohr eingeblasen wird unter Bildung einer Metall-Schlacken-Emulsion, die dann zur Trennung von Schlacke und Metall in ein Dekantiergefäß überfließen gelassen wird. Auch dieses bekannte Verfahren leidet unter mangelnder Effektivität und weist die angegebenen Mängel bei der Trennung von Stahl und Schlacke auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel und Wege zur kontinuierlichen Aufbereitung von Roheisen zu Stahl anzugeben, die sich durch Einfachheit, Billigkeit, Vielseitigkeit und erhöhte Wirksamkeit auszeichnen.

Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Roheisen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die chemische Umsetzung zwischen der in Form eines dichten, am oberen Ende des Reaktors austretenden und reaktoraufwärts strömenden Schaumes vorliegende Schlacke, dem flüssigen, tröpfchenförmig durch die aufwärts strömende Schlacke nach abwärts fließenden Roheisen und dem Gas, im Gegenslrom zwischen der Schlacke und dem Gas stattfindet, daß die aus der 6u Schlacke und dem flüssigen Roheisen bestehende Emulsion von praktisch waagerecht orientierten, in die Emulsion selbst eindringenden und mit derselben reagierenden Sauerstoffstrahlen durchwirbelt wird und daß sich das gefrischte Roheisen unter der Emulsion absetzt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein aus mit feuerfestem Material ausgemauerter Schacht vorgesehen ist, an dessen unterem Ende ein Abstichloch für den Frischstahl, an dessen oberem Ende eine Einspeisrinne für das zu frischende Roheisen, ein Überlaufrohr für die Schlacke, Auslässe für die sich während des Frischens entwickelnden Gase oder Dämpfe sowie mindestens eine Beschickungstür für stückige Zusätze und über dessen mittleren Abschnitt verteilt, in den Schacht mündende Düsen mit im wesentlichen waagerechter Achse zum Einblasen von Sauerstoff auf die aus der Schlacke und dem Roheisen bestehende Emulsion angeordnet sind.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird ein leerer Reaktor, der vergleichsweise einfach und billig ist, vorerhitzt, der Reaktorboden mit Schlacke beschickt, flüssiges Roheisen zugegossen, so daß die Schlacke schmilzt und auf Grund der Oxydationsreaktion von Kohlenstoff mit Fe.,O_;j quillt und bis zu den Sauerstoffeinblasdüsen nach oben steigt, worauf zur Erzeugung eines Schlackenschaums Sauerstoff eingeblasen wird, der nach oben steigt, die Frischung des Eisens bewirkt und oben abgezogen wird.

Erfindungsgemäß werden zahlreiche Vorteile erzielt, die mit bekannten kontinuierlichen Verfahren nicht erzielbar sind. So ist z. B. ein vergleichsweise einfacher, nämlich leerer Reaktor verwendbar, und das Verfahren ist sehr vielseitig, da während seiner Durchführung durch eine Beschickungstür nicht nur flüssige, sondern auch feste Zusatzstoffe, z. B. Schrott und Eisenerz zuführbar sind. Ferner werden bei vergleichsweise raschem Durchsatz vergleichsweise lange Kontaktzeiten zwischen dem tröpfchenförmigen Roheisen und dem hochviskosen Schlackenschaum erzielt. Ferner erfolgt die Entkohlungsreaktion mit höherer Vergasungsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs und auf Grund der vergleichsweise sehr kurzen Zeit, während welcher der Sauerstoff mit dem Metall direkt in Kontakt ist, werden weniger Abgase und/oder Eisenoxyd gebildet. Ferner befinden sich das Fertigmetall und die Schlacke im chemischen Gleichgewicht, so daß keine weitere Umsetzung des fertigen Metalls erfolgt. Ferner liegt eine sehr günstige Reaktionskinetik vor, da die Umsetzung zwischen dem Sauerstoff und dem in der Schlacke eingeschlossenen Gas als auch die Umsetzung zwischen dem Sauerstoff und der Schlacke exotherm verlaufen. Schließlich wird durch die in Form eines Schaumes, in welchem die Schlacke die dispergierende Phase und der Sauerstoff die disperse Phase bilden, nach oben bewegte Schlacke die einwandfreie Trennung von Metall und Schlacke stark vereinfacht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung werden in die aus dem Roheisen und der Schlacke gebildete Emulsion gemeinsam mit dem Sauerstoff Kalkpulver und/oder Eisenerze und/oder feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe eingeblasen. Diese Brennstoffe können gegebenenfalls mit der aus dem flüssigen Roheisen und der Schlacke gebildeten Emulsion reagieren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird gemeinsam mit dem aufgeschmolzenen Roheisen oberhalb der Schlacke Eisenschrott, grobstückiger Kalk und Eisenerze eingespeist.

In der Vorrichtung nach der Erfindung sind die im mittleren Abschnitt des Reaktors vorgesehenen und in das Reaktorinnere hineinragenden Düsen oder

Winddüsen so angeordnet, daß sie in den Raum über dem aufbereiteten flüssigen Stahl gerichtet sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind Steuereinrichtungen vorgesehen, die in Abhängigkeit vom Gewicht des beschickten Schachtes die Einspeisung von flüssigem Roheisen, Sauerstoff und den restlichen Reaktionsteilnehmern regeln, um die Frischstahlmenge im Inneren des Schachtes im wesentlichen konstant zu halten.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist die feuerfeste Ausmauerung mindestens am Schachtboden und im unteren Teil des Schachtes bis zu einer über den Frischstahlspiegel hinausragenden Höhe vorgesehen und die restliche Schachtinnenwand mit einer Blechverkleidung versehen, die durch einen Wasserfilm oder mit Hilfe eines mit Wasser durchströmten Kühlmantels gekühlt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung im Querschnitt dargestellten Reaktors näher erläutert.

Am unteren Ende oder Boden eines schachtförmigen, zylindrischen Reaktors 1 mit feuerfester Magnesit- oder Dolomitsteinausmauerung befindet sich ein Frischstahlbad 2, das über ein Stranggußabstichloch 3 abgezogen wird. Am oberen Ende des Reaktors 1 ist eine Rinne 4 vorgesehen, über die aus einem Kübel 5 das aus einem nicht abgebildeten Hochofen stammende flüssige Roheisen in den Reaktor 1 eingespeist wird. Über Düsen 6 wird Sauerstoff in den Reaktor 1 eingeblasen. Durch eine Beschickungstür 7 werden Zusatzstoffe wie Schrott, Eisenerz u. dgl. in den schachtförmigen Reaktor 1 eingeführt, während über eine Abschlackrinne 8 Schlacken und über eine Haube oder einen Auslaß 9 die im Reaktor 1 gebildeten Gase abgeleitet werden. Mit 10 ist der mittlere Teil des Reaktors bezeichnet.

Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Nach beendeter Umsetzung sammelt sich am Boden des Reaktors 1 der die erforderlichen Eigenschaften aufweisende flüssige Stahl 2 an und wird kontinuierlich über das Abstichloch 3 zu einem Sammelbehälter abgezogen oder direkt zu einer Stranggußanlage für die Erzeugung von Brammen oder Knüppeln gefördert.

Am oberen Teil des Reaktors wird über die Zuleitung 4, das aus einem oberhalb angeordneten Kübel 5 stammende, zu frischende Roheisen dem Reaktor 1 zugeführt. Der mittlere Teil 10 des Reaktors 1 ist vollständig mit einer schaumigen Schlacke angefüllt. Diese Schlacke wird durch mehrere Sauerstoffstrahlen von hochgereinigtem Sauerstoff, die durch die seitlich angeordneten, wassergekühlten Düsen 6 eingeblasen werden, durchgewirbelt. Der Sauerstoff reagiert hierbei mit der Schlacke und dem im Schaum eingeschlossenen Gas sowie mit den Roheisentröpfchen, die sich bei der Zerstäubung des von der Zuleitung 4 kommenden Strahls gebildet haben. Die Roheisentröpfchen reagieren bei der nach unten gerichteten Tropfbewegung mit der Schlacke, so daß sie, nachdem sie den unteren Teil des Reaktors erreicht haben, vollständig gefrischt und zu einem Stahl mit den erforderlichen Eigenschaften aufbereitet sind.

Durch die Düsen 6 zum Einblasen des Sauerstoffs können in den Reaktor 1 ferner noch Kalkpulver, Erze u. dgl. eingeblasen werden, um die Zusammensetzung der Schlacke zu vervollständigen oder zu ändern. Weiterhin ist es auch möglich, durch die Düsen 6 gasförmige, flüssige oder feste Brennstoffe einzuführen.

Weitere Zusätze wie Stahlschrott, Eisenerz, Kalk, Kalkstein, Auflockerungsstoffe u. dgl. können von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich durch die am oberen Ende des Reaktors 1 vorgesehene Tür 7 eingesetzt werden.

ίο Die überschüssige Schlacke fließt automatisch über die Abschlackrinne 8 in ein dazu vorgesehenes Gefäß ab. Die bei den Umsetzungen entstehenden und aus der schaumigen Schlacke austretenden Gase strömen zu einer am oberen Reaktorende gelagerten Haube 9, werden dort gekühlt und in üblicher Weise gereinigt sowie anschließend in die Atmosphäre entlassen oder als Brenngas verwendet.

Im mittleren Teil des Reaktors finden folgende Umsetzungen statt:

a) zwischen dem gasförmigen Sauerstoff und den im Schaum enthaltenen Gasen:

= CO.,

b) zwischen dem gasförmigen Sauerstoff und den die Schlacke durchdringenden Tröpfchen des flüssigen Roheisens:

V₂O₂+ 2FeO = Fe₂O₃ (2)

c) zwischen dem gasförmigen Sauerstoff und der flüssigen Schlacke:

O., + Si = SiO₂ (3)

V₂"O₂ + C = CO (4)

V₂O₂+ Mn = MnO (5)

'/2 0, + 2P = P₂O₅ (6)

d) zwischen Roheisentröpfchen und der Schlacke:

(7)
(8)
(9)
(10)

(H)

Si + 2Fe₀O₃ = SiO₀ + 4FeO
C + Fe₀O₃ = CO + 2FeO
Mn + Fe₀O₃ = MnO + 2FeO
2 P + 5Fe₀O₃ = P,O₅ + 10Fe
S + Fe + CaO = CaS + FeO

Da sowohl die Umsetzung zwischen dem Sauerstoff und dem Gas (Kohlendioxyd) als auch die Umsetzung zwischen dem Sauerstoff und der Schlacke exotherm ist, erwärmt sich die Schlacke stark, wodurch die Reaktionskinetik begünstigt wird. Die Roheisentröpfchen erwärmen sich mittelbar durch Berührung mit der Schlacke und unmittelbar bei der Umsetzung mit den Gasen und der Schlacke. Sowohl der Reaktor 1, als auch der Kübel 5 für das flüssige Roheisen liegen auf Waagen. Hierdurch wird einerseits die richtige Höhe des Stahlspiegels 2 am Boden des Reaktors 1 und andererseits der Durchsatz des eingesetzten Roheisens ermittelt. Auf diese Weise erhält man die Möglichkeit einer Steuerung der Vorrichtung.

Das Gewicht P des Reaktors 1 ergibt sich aus der Gleichung:

J'Stahl'

+ ^Sc

hlacke

Schlacke

Da die Dichte rschiacko und die Dichte y_stal,, bekannt und voneinander sehr verschieden sind, besteht zwischen der Höhe des flüssigen Stahls h_slaM und der Höhe der Schlacke ßschiacko folgende Beziehung:

^Stahl + ^Schlacke ~ ^gesamt

Das Gewicht P₀ des leeren'Reaktors kann leicht ermittelt werden.

Zu Beginn des Verfahrens ist zu ermitteln:

Stahl

. "θ /Schlacke ' " * "gesamt

S (/Stahl "~ /Schlacke)

S ist der lichte Querschnitt des Reaktors.

Der Durchsatz des eingeführten Roheisens ergibt sich aus dem Gewicht des Kübels 5 im Verhältnis zur Zeit.

Das Verfahren wird wie folgt eingeleitet: Nach dem Vorwärmen des Reaktors auf eine Temperatur von 900 bis 1000° C mit Hilfe von in der Abbildung nicht dargestellten, bei der Stahlherstellung jedoch üblichen Hilfsbrennern, wird der Reaktorboden mit einer geeigneten Menge niedrigschmelzender Schlacke, vorzugsweise Kalziumferrit mit einem 3 bis 4%igen Fluorgehalt beschickt. Das Abstichloch wird mit einem brennbaren Pfropfen oder mit einer feuerfesten Masse, welche auf mechanischem Wege oder mittels Sauerstoff leicht entfernbar sind, abgedichtet, worauf mit dem Zugießen des flüssigen Roheisens, welches in dieser Stufe vorzugsweise eine ziemlich hohe Temperatur aufweisen soll, begonnen wird. Bei der Berührung mit dem flüssigen Roheisen schmilzt die Schlacke und beginnt infolge der Oxydation des Kohlenstoffes (Reaktion 8) zu quellen. Sobald der Schlackenspiegel die Sauerstoffeinblasdüsen erreicht, wird unter laufendem Zugießen von flüssigem Roheisen mit dem Einblasen von Sauerstoff begonnen. Wenn das flüssige Metall im unteren Teil des Reaktors bis zu der bereits erhöhten Höhe, d. h. (aus Sicherheitsgründen) bis etwas unterhalb der ersten Düsenreihe angestiegen ist, wird das Abstichloch geöffnet und das Metall ausfließen gelassen. Ein automatischer oder von Hand betätigter Regler sorgt dafür, daß der Metallspiegel im Reaktor immer gleichbleibt und steuert, je nach Bedarf, die Zuflußmenge des Roheisens.

Von Zeit zu Zeit, jedoch nicht in zu großen Abständen, werden an der Austrittsöffnung des Kanals 3 Proben gezogen und die Temperatur des (flüssigen) Metalls gemessen. Die Temperaturmessung kann jedoch auch kontinuierlich erfolgen. Wenn der Stahl nicht den gewünschten Kohlenstoffgehalt aufweist, so wird das Verhältnis von eingeblasenem Sauerstoff zu eingesetztem Roheisen so lange verändert, bis ein Fertigstahl der gewünschten Zusammensetzung erhalten wird. In den unter dem Reaktor angeordneten Sammelbehälter für den Stahl, in welchem der Stahl gegebenenfalls auch desoxydiert wird, werden die erforderlichen Korrekturzusatzstoffe zugesetzt. Die Temperatur wird durch Zufuhr unterschiedlicher Schrott- oder Erzmengen von oben her durch die Windformen, oder aber auch durch Änderung der Brennstoffzufuhr zu den Windformen gesteuert.

Die Entfernung der Schlacken erfolgt spontan am oberen Ende des Reaktors durch die Abschlackrinne 8. Sie kann aber auch durch Einblasen von Kalkpulver durch die Windformen oder mittels von oben eingeführter oberflächenaktiver Zusatzstoffe beschleunigt werden.

Nachdem die Sammelpfanne mit flüssigem Stahl gefüllt ist, wird dieser in Form eines Strahles durch einen Y-förmigen Kanal oder andere bekannte Leitungen zu einer zweiten, leeren Pfanne abgeleitet. In entsprechender Weise wird nach erfolgter Entleerung der Sammelpfanne die zum Beschicken des Reaktors mit flüssigem Roheisen dienende Vorrichtung ausgetauscht.

Auf diese Weise kann das Verfahren, abgesehen von periodischen Stillegungen zum Neuausmauern des Reaktors ohne Unterbrechung, d. h. kontinuierlich durchgeführt werden.

ίο Sollte der Verschleiß der feuerfesten Ausmauerung der Schlackenzone zu rasch erfolgen, so kann die Ausmauerung gegebenenfalls durch Kühlen der äußeren Stahlblechverkleidung mit einem Wasserfilm vollständig entfernt werden. Hierbei bildet sich rasch, von selbst auf der Innenwand der Blechverkleidung eine Schicht aus verfestigter Schlacke, die wegen ihrer Porosität hohe Isolationseigenschaften aufweist. In der unteren Zone des Reaktors, in welcher sich der flüssige Stahl befindet, muß natürlich die feuerfeste Ausmauerung erhalten bleiben.

Das beschriebene Verfahren weist gegenüber nicht kontinuierlichen Verfahren sämtliche Vorteile kontinuierlicher Verfahren auf. Solche Vorteile sind insbesondere: geringere Dimensionierung der Vorrichtung bei gleichbleibender Leistung, einfacher gebaute Einrichtungen zur Behandlung des Rauchs (Abgase) regelmäßigere Rauchbildung, leichtere Steuerung der einzelnen Verfahrensstufen u. dgl.

Gegenüber den bekannten und eingangs beschriebenen kontinuierlichen Verfahren bietet das Verfahren nach der Erfindung folgende Vorteile:

a) Zur Durchführung des Verfahrens ist nur ein einziger, einfach gebauter Reaktor mit niedrigerem Verbrauch an feuerfesten Stoffen erforderlich;

b) die Schlacke und das Roheisen kommen miteinander im Gegenstrom in Berührung, wodurch die Entschwefelungs- und Entphosphorierungskapazität der Schlacke besser ausgenutzt wird und die austretende Schlacke einen geringeren Eisengehalt aufweist;

c) die zur Umsetzung zwischen Roheisen und Schlacke zur Verfügung stehende Kontaktfläche

ist sehr groß und die Kontaktzeit zwischen dem Roheisen und der Schlacke, verglichen mit dem als »Sprühaufbereitung« bekannten Verfahren viel länger, da das tröpfchenförmige Roheisen in einem hochviskosen Medium, wie dies bei der

Schlacke der Fall ist, wesentlich langsamer absinkt;

d) die Entkohlungsreaktionen erfolgen in verteilter Phase und mit höherer Vergasungsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs (d. h. mit höherer Verdampfungskapazität) als in einem Metallbad, wodurch sich die Berieselungseinrichtungen und Vorsprünge verringern lassen. Darüber hinaus bilden sich infolge der kurzzeitigen, direkten Berührung des Sauerstoffs mit dem Metall weniger Rauch (Abgase) und/oder Eisenoxyd;

e) das sich am Boden des Reaktors ansammelnde flüssige Metall steht mit der darüber liegenden Schlacke in chemischem Gleichgewicht, wobei keine weiteren Umsetzungen zwischen dem Metall und der Schlacke eintreten und das Dekantieren der Schlacke erleichtert wird.

309524/412

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Roheisen, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Umsetzung zwisehen der in Form eines dichten, am oberen Ende des Reaktors austretenden und reaktoraufwärts strömenden Schaumes vorliegende Schlacke, dem flüssigen, tröpfchenförmig durch die aufwärts strömende Schlacke nach abwärts fließenden Roheisen und dem Gas im Gegenstrom zwischen der Schlacke und dem Gas stattfindet, daß die aus der Schlacke und dem flüssigen Roheisen bestehende Emulsion von praktisch waagerecht orientierten, in die Emulsion selbst eindringenden und mit derselben reagierenden Sauerstoffstrahlen durchwirbelt wird und daß sich das gefrischte Roheisen unter der Emulsion absetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die aus Roheisen und Schlacke gebildete Emulsion gemeinsam mit dem Sauerstoff Kalkpulver und/oder Eisenerze und/ oder feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe eingeblasen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsam mit dem aufgeschmolzenen Roheisen oberhalb der Schlacke Eisenschrott, grobstückiger Kalk und Eisenerze eingesetzt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus mit feuerfestem Material ausgemauerter Schacht (1) vorgesehen ist, an dessen unterem Ende ein Abstichloch (3) für den Frischstahl, an dessen oberem Ende eine Einspeisrinne (4) für das zu frischende Roheisen, ein Überlaufrohr (8) für die Schlacke, Auslässe (9) für die sich während des Frischens entwickelnden Gase oder Dämpfe sowie mindestens eine Beschickungstür (7) für stückige Zusätze und über dessen mittleren Abschnitt verteilt, in den Schacht (1) mündende Düsen (6) mit im wesentlichen waagerechter Achse zum Einblasen von Sauerstoff auf die aus der Schlacke und dem Roheisen bestehende Emulsion angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit vom Gewicht des beschickten Schachtes (1) die Einspeisung von flüssigem Roheisen, Sauerstoff und den restlichen Reaktionsteilnehmern regeln, um die Frischstahlmenge (2) im Innern des Schachtes (1) im wesentlichen konstant zu halten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Ausmauerung mindestens am Schachtboden und im unteren Teil des Schachtes (1) bis zu einer über den Frischstahlspiegel (2) hinausreichenden Höhe vorgesehen ist und daß die restliche Schachtinnenwand eine Blechverkleidung aufweist, die durch einen Wasserfilm oder mit Hilfe eines von Wasser durchströmten Kühlmantels gekühlt wird.