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DE1907543B2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen raffinieren von metallen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen raffinieren von metallen

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Publication number
DE1907543B2
DE1907543B2 DE19691907543 DE1907543A DE1907543B2 DE 1907543 B2 DE1907543 B2 DE 1907543B2 DE 19691907543 DE19691907543 DE 19691907543 DE 1907543 A DE1907543 A DE 1907543A DE 1907543 B2 DE1907543 B2 DE 1907543B2
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slag
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fresh
metal
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DE19691907543
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56Manufacture of steel by other methods
    • C21C5/567Manufacture of steel by other methods operating in a continuous way
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum konti- maß nicht nur Rohmetalle, sondern auch Legierunnuierlichen Raffinieren von Metallen mittels eines gen und Stein zu verstehen. Bevorzugt wird das erHerdofens gemäß Patent 1294 022. findungsgemäße Raffinationsverfahren jedoch für das
Das Hauptpatent 1 294 022 betrifft einen Herd- kontinuierliche Frischen von Roheisen zu Stahl ver-
ofen für das kontinuierliche, gleichzeitige Schmelzen 5 wendet.
und Raffinieren von Erzen oder Konzentraten, der Bei der vorliegenden Erfindung entspricht die im wesentlichen aus einer Schmelzzone, einer Raffi- erste Raffinierungszone, welche in etwa kreisförmig nierungszone und einer Schlackenabscheidungszone ausgebildet ist, der ersten Schmelz- und Beschikbesteht. Die Schmelzpegel dieser drei Zonen weisen kungszone des im Hauptpatent beschriebenen Herdeine gleiche Niveauhöhe auf und stehen miteinander io ofens. Die zweite Raffinierungszone entspricht der in Verbindung. Gleichwohl liegen jedoch die Zonen Raffinationszone des Hauptpatentes,
jeweils als getrennte Einheiten vor, wobei die Im folgenden Text werden die beiden Ausdrücke Schmelzzone kreisförmig ausgebildet ist, während Raffinieren und Frischen gleichwertig nebeneinander die beiden anderen Zonen länglich, z. B. rechteckig benutzt,
ausgebildet sind. 15 Während die erste Raffinierungs- bzw. Frischzone
Während somit das, Hauptpatent das gleichzeitige in etwa kreisförmig ausgebildet ist, haben die zweite Schmelzen und Raffinieren betrifft, liegt der vorlie- Raffinierungszone bzw. Frischzone und die Schlakgenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein ver- kenabscheidungszone eine längliche, in etwa rechtbessertes kontinuierliches Verfahren in Vorschlag zu eckförmige Form und Gestalt. In der ersten runden bringen, welches allein das Raffinieren von Metallen 20 Raffinierungs- bzw. Frischzone (im folgenden immer betrifft, welche schon in geschmolzenem Zustand als runde Frischzone bezeichnet) wird die Schlacke vorliegen. Hierbei soll ein Herdofen in Anwendung im wesentlichen im Gleichstrom mit dem Metall gekommen, der denselben prinzipiellen Aufbau wie der führt, während sie in der zweiten Raffinierungs- bzw. Herdofen des Hauptpatentes aufweist, in einigen Frischzone (im folgenden immer als längliche Frisch-Punkten jedoch gegebenenfalls in Anpassung an das 25 zone bezeichnet) im wesentlichen im Gegenstrom zu Raffinationsverfahren abgewandelt bzw. verbes- dem Metall fließt. Diese drei Ofenzonen werden sert ist. durch drei Kammern gebildet, die im wesentlichen
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- als getrennte Einheiten vorliegen, jedoch miteinander
kennzeichnet, daß in Verbindung stehen. Die Verbindungsstellen liegen
30 in etwa in einer Ebene.
a) das nicht raffinierte Metall und sauerstoffhaltige Für das Raffinationsverfahren ist es besonders Gase in eine erste Raffinierungszone eingegeben günstig, wenn das Fassungsvermögen der runden werden, Frischzone wenigstens so groß, insbesondere wenig-
b) das nicht raffinierte Metall in der ersten Raf- stens zweimal so groß ist wie das Fassungsvermögen finierungszone längs einer in etwa kreisförmigen 35 der zweiten bzw. länglichen Frischzone.
Bahn zum Fließen gebracht und teilweise raf- Das geschmolzene noch nicht raffinierte Metall
finiert wird, wird vorzugsweise tangential zu den Wänden der
c) in der ersten Raffinierungszone das Metall zu- runden Frischzone eingegeben, während das raffisammen mit beim Raffinieren gebildeter nierte bzw. gefrischte Metall an dem von der runden Schlacke im Gleichstrom zum Fließen gebracht 40 Frischzone entfernten Ende der länglichen Frischwird, zone oder nahe diesem Ende abgezogen wird.
d) das teilweise raffinierte Metall von der ersten Der Herdofen kann in etwa die Form und Gestalt Raffinierungszone in eine zweite Raffinierungs- eines T, L oder U haben.
zone eingegeben und an einem Einfließen in eine Der Vorteil der runden Frischzone, in der das Me-
Schlackenabscheidungszone gehindert wird, 45 tall zusammen mit der beim Raffinieren gebildeten
e) sauerstoffhaltige Gase zum vollständigen Raffi- Schlacke im Gleichstrom geführt wird, liegt vor nieren in die zweite Raffinierungszone eingege- allem in einer Erhöhung der Kontaktzeit zwischen ben werden, Schlacke und Metall, die beide längs eines relativ
f) die Verweilzeit des Metalls in der ersten Raffi- großen Weges fließen und hierbei miteinander in nierungszone mindestens so groß, insbesondere 5° Kontakt stehen.
doppelt so groß, gewählt wird wie in der zweiten Ein weiterer Vorteil der runden Frischzone liegt
Raffinierungszone, darin, daß sie ein Reservoir für die längliche Frisch-
g) das vollständig raffinierte Metall kontinuierlich zone bildet, so daß kleine und kurzzeitige Schwanaus der zweiten Raffinierungszone nach außen kungen in der Zusammensetzung des Rohmetalls abgezogen wird, 55 oder Steines ausgeglichen werden können, so daß
h) in der zweiten Raffinierungszone die Schlacke eine gleichförmige Schmelze in die längliche Frisch-
im Gegenstrom zu dem Metall geführt und über zone einfließt. Um zu erreichen, daß die Schmelze
die erste Raffinierungszone in die Schlacken- lange genug in der runden Frischzone verweilt, ist
abscheidungszone eingegeben wird, — wie schon vorstehend erwähnt — das Fassungs-
i) ein Teil des in der Schlackenabscheidungszone 60 vermögen der runden Frischzone mindestens so
sich aus der Schlacke absondernden Metalls groß, vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie
wieder in die erste Raffinierungszone eingege- das Fassungsvermögen der länglichen Frischzone,
ben wird und Durch die Erhöhung der Kontaktzeit der in der
k) die Schlacke mit geringem Metallgehalt konti- runden Frischzone zirkulierenden Grundstoffe ergibt
nuierlich aus der Schlackenabscheidungszone 65 sich eine wesentliche Verbesserung des Raffinations-
nach außen abgezogen wird. effektes.
Das Gegeneinander- und das Miteinanderfließen
Unter der Angabe »Metalle« sind erfindungsge- der beiden Schlackenströme und ihr abschließendes
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Ausströmen in die Schlackenabscheidungszone wird durch kleinere Reaktionen mit dem feuerfesten
einmal durch die Gestaltung des Ofens selbst, zum Wandungsmaterial; dieser Schlackenfilm hilft die
anderen durch in geeigneten Winkeln angebrachte große Hitze zu reduzieren, welche von der heißen
Düsen unterstützt, die sauerstoffhaltiges Gas auf die Metalloberfläche an die Decke der Frischkammer
Schlacke in solcher Weise auftreffen lassen, daß die 5 reflektiert wird.
Ströme in die gewünschte Richtung gezwungen Vorrichtungen, wie in flachen Winkeln angeordwerden. Der Sauerstoff aus diesen Düsen unterstützt nete Düsen oder Schlackenschützen, können angeauch die Verbrennung von Kohlenmonoxyd oder bracht werden, um den Schlackenfluß von der zweianderen brennbaren Gasen, die aus dem Bad aus- ten Frischzone in die dritte Frischzone zu vermeiden treten. Auf diese Weise werden sowohl die Hitze io oder wenigstens so klein wie möglich zu halten, wie auch der Impuls des Sauerstoffes auf die Andernfalls würde sich in dieser dritten Frischstufe Schlacke übertragen. ein Zubrand von Eisenoxiden in der Schlacke be-
Führt man ein Frischen von geschmolzenem Roh- merkbar machen.
eisen nach obigem Verfahren mit einer entsprechend Ein gewisses Schäumen der nach hinten fließenden
der vorliegenden Erfindung hergestellten Anlage 15 Schlacke ist günstig, sehr starkes Schäumen in der
durch, so kann ein wenig des basischen Flußmittels einen oder anderen Frischzone kann jedoch durch
in die runde Frischzone nahe der Eintrittsöffnung für Einsprühen oder Einspritzen (durch Lanzen oder
das geschmolzene Roheisen zugegeben werden. Der andere Mittel) von geeignet feinverteilten Feststof-
größere Anteil des basischen Flußmittels wird je- fen, z. B. Kalk, Kalkstein oder Fluorid, auf die
doch vorzugsweise näher an dem die Austrittsöff- 20 Oberfläche der Schlacke eingedämmt werden,
nung für den Stahl enthaltenden Ende der länglichen Die Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung
Frischzone zugegeben; die Schlacke, die sich nahe der Erfindung. Sie zeigen typische Ofenanordnun-
diesem Ende bildet, wird durch eine Wand oder ein gen, in denen die runde Frischzone mit 10, die läng-
Leitblech veranlaßt, entgegen dem Metall zu fließen. liehe Frischzone mit 11 und die Schlackenabschei-
Hierdurch wird ein Ausfließen der Schlacke mit dem 25 dungszone mit 12 bezeichnet ist.
Metall verhindert. F i g. 1 zeigt die Schnittansicht eines Ofens gemäß
Die runde Frischzone dient in erster Linie dazu, der vorliegenden Erfindung, in dem die runde Frischeine gleichförmige Entsilizierung zu erhalten, ferner zone 10 in der Spitze eines rechten Winkels angedazu, die Entfernung des Kohlenstoffes einzuleiten. bracht ist, der von der länglichen Frischzone 11 und Auch Titan und andere rasch oxydierbare Elemente 30 der Schlackenabscheidungszone 12 gebildet wird;
werden in dieser Zone entfernt. F i g. 2 zeigt die Schnittansicht eines Ofens, in
Der größere Anteil des basischen Flußmittels wird dem die längliche Frischzone 11 und die Schlackenbevorzugt an dem Ende der länglichen Frischzone, abscheidungszone 12 parallel zueinander so veran dem der Stahl abgestochen wird, zugegeben. Dort schoben angebracht sind, daß sie an zwei gegenist die entstandene Schlacke hochbasisch und gut 35 überliegenden Seiten der runden Frischzone 10 in oxydiert, so daß sie möglicherweise mehr als 25 % diese einmünden;
FeO und als Rest hauptsächlich CaO enthält. Diese F i g. 3 zeigt die Schnittansicht eines U-förmigen
gut oxydierte Schlacke reagiert heftig mit dem Koh- Ofens, in dem die längliche Frischzone 11 und die
lenstoff enthaltenden Metall und erzeugt beachtens- Schlackenabscheidungszone 12 die Schenkel des U
werte Mengen von Kohlenmonoxid und dadurch 40 und in der die runde Frischzone 10 in diesem U die
auch ein heftiges Sieden des Bades. Für die Stahl- Verbindung der beiden Schenkel bilden;
bereitung ist dies eine günstige Erscheinung, weil da- F i g. 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie
mit eine richtige Durchmischung der hochbasischen 4-4 von F i g. 2.
Frischungsschlacke mit dem Stahl gewährleistet wird, Die entsprechenden Bezugszeichen haben in den
dem sie Schwefel und Phosphor entzieht. 45 verschiedenen Figuren dieselbe Bedeutung. In
Wenn man Stähle mit niedrigem Kohlenstoff- F i g. 1 mit 3 ist die Flußrichtung des Metalls durch gehalt, wie z. B. beunruhigten Stahl herstellen will, ausgezogene Linien dargestellt, die Flußrichtung der ist es vorteilhaft, durch geeignete Mittel ein Einflie- Schlacke durch strichpunktierte Linien,
ßen von großen Schlackenmengen in das am Aus- Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Öfen enthalflußende des Stahls gelegene Gebiet mit sehr niedri- 50 ten alle eine runde Frischzone 10, in der die Schlacke gem Kohlenstoffgehalt zu vermeiden. Dies erreicht und das Metall halbwegs in die gleiche Richtung flieman vorzugsweise durch sehr flach angebrachte ßen, und eine längliche zweite Frischzone 11, in der Düsen oder durch eine Schlackenschütze. Durch die Schlacke halbwegs entgegengesetzt zu dem Mediese Einrichtungen wird die Frischkammer in drei tall fließt, sowie eine Schlackenabscheidungszone 12. Frischzonen unterteilt, die runde Zone, in der die 55 In diesen Figuren sind die Zonen 11 und 12 immer Schlacke mit dem Metall gleichgerichtet fließt, die- mit der Zone 10 verbunden. Die relative Anordnung jenige Frischzone, in der die Schlacke entgegen- der Zonen 11 und 12 gegeneinander und zu der gerichtet fließt, und eine abschließende Frischzone Zone 10 sind im wesentlichen beispielshalber gemit nur wenig oder gar keinem Schlackenfluß. Diese wählt und geben keine Begrenzungen des Verfahrens dritte Frischzone nimmt das Metall mit geringem 60 entsprechend der vorliegenden Erfindung an. Die je-Kohlenstoffgehalt auf, aus dem Schwefel und Phos- weilige Wahl der Ofenkonstruktion wird durch die phor bereits durch Frischen entfernt sind. Hier tritt speziellen Faktoren der einzelnen Anlagen bestimmt, keine große Schlackenbildung auf, weil nur noch der wie z. B. durch den zur Verfügung stehenden Raum, Kohlenstoff entfernt werden muß, der das Band in die Bedienungsanordnung, Transportmöglichkeiten Form von Kohlenmonoxidblasen verläßt. Trotzdem 65 und die spezifischen Frischvorgänge, die mit der Anbildet sich meistens ein dünner Schlackenfilm in die- lage durchgeführt werden sollen. In F i g. 1 sind z. B. ser dritten Frischzone durch die Reaktion von Eisen- die Zonen 11 und 12 im rechten Winkel zueinander oxid und basischem Flußmittel und ebenso auch angeordnet. Die offenen Anordnungen, die in F i g. 1
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und 2 gezeigt sind, haben den Vorteil, daß die ver- zone 12 (in F i g. 4 zu sehen) ist mit einem Gefälle
schiedenen Teile des Ofens leicht für Wartung und ausgeführt, das sich durchgehend von dem Schlak-
Reparatur zugänglich sind, wogegen der durch kendamm 27 nach unten zur Einmündung der
F i g. 3 dargestellte Ofen eine geringe Grundausdeh- Zone 12 in die Frischzone 10 des Ofens erstreckt,
nung hat, die sich besonders für Anlagen mit be- 5 Dort ist auch das Bodenniveau ungefähr auf dersel-
grenzter Größe eignet. ben Höhe wie die Metalloberfläche 31 in der Frisch-
Das geschmolzene Metall, das einer Raffination zone 10. Dadurch wird das Metall, das sich aus der
unterworfen werden soll, wird tangential in den Ofen Schlacke 31 α in der Zone 12 absondert, veranlaßt,
durch eine Rinne 13 eingegeben, das gefrischte Ma- entlang dem Boden 30 in die runde Frischzone 10
terial wird durch die Abstichöffnung 14 abgezogen, io des Ofens zurückzufließen. Ein Fließen von Metall
Man kann jedoch auch andere als die gezeigten Öff- aus den Frischzonen 10 und 11 in die Schlacken-
nungen für die Beschickung des zu frischenden Ma- abscheidungszone 12 wird hierdurch halbwegs ver-
terials verwenden. hindert.
Sauerstoffstrahlen oder Strahlen eines Sauerstoff Der Schlackenschacht 28 hat eine viel größere
enthaltenden Gases werden in das langsam dahinfiie- 15 Tiefe und ein viel größeres Gesamtvolumen als der
ßende geschmolzene Metall eingeblasen. Dies erfolgt relativ flache und abschüssige Teil der Zone 12. Er
in den Frischzonen 10 und 11 durch eine Vielzahl läßt dadurch die Verweilzeit der langsam gegen das
von Lanzen, z. B. 34, 15, 16, 17 und 18. Die Lanze Schlackenabstichloch 29 fließenden Schlacke wir-
34 ist bevorzugterweise annähernd tangential an der kungsvoll anwachsen. Dadurch hat die Schlacke grö-
Frischzone 10 angebracht. Den Lanzen kann eine 20 ßere Gelegenheit für eine Gravitationsabscheidung
geeignete Neigung gegeben werden, so daß sie den von feinen Metallgraupen aus der Schlacke. Das sich
mit- oder entgegenströmenden Schlackenstrom in die langsam am Boden des Schachts 28 ansammelnde
Richtung der Schlackenabscheidungszone 12 fließen Metall kann in geeigneten Intervallen abgestochen
lassen. Als Alternative zur Neigung der ganzen Lan- werden (was nur selten geschehen muß) und mit
zen genügt es, die Endstücke der gasführenden Boh- 25 einer Gießpfanne in die Hauptfrischzone 10 zurück-
rungen an den Lanzen in solchen Winkeln anzuord- gebracht werden. Es kann aber auch über dem
nen, daß der Schlackenfluß in die gewünschte Rieh- Damm 27 gepumpt werden, so daß es infolge der
tung gelenkt wird. Gravitation in die Frischzone 10 zurückfließt.
Ein wenig des basischen Flußmittels kann in die Das Gebiet der Schlackenabscheidung 12 ist auch
runde Frischzone 10 eingegeben werden (die Anord- 30 geeignet, um Zusätze in die Schlacke zu geben
nung einer solchen Zuführung von derartigen Mate- (eventuell über den Durchlaß 33). Beim Frischen
rialien ist nicht kritisch, und deshalb ist sie in der von Roheisen können diese Zusätze gegeben werden,
Zeichnung auch nicht gezeigt), der Großteil dieser um die Abscheidung des Eisens aus der Schlacke zu
Flußmittel wird jedoch bevorzugt durch die Lanze verbessern (z. B. durch die Zugabe von Ferrosili-
17 oder durch zusätzliche Rohre in der Nachbar- 35 cium, Calciumcarbid, Kohle, Koks oder anderen
schaft dieser Düse eingespritzt. reduzierenden Stoffen), oder um die Schlacke für
In den in F i g. 1 und 3 gezeigten Ausführungsfor- andere Verwendungszwecke nach dem Abstechen men der Erfindung sind hitzebeständige Inseln 19 geeignet zu machen (z. B. Kieselsäure, Soda usw., entlang der Wände der Frischzone 11 an geeigneten um die Schlacke in Glas umzuwandeln).
Stellen angebracht (im allgemeinen in einem Ab- 40 Ein Gasabgang 32 ist an einer geeigneten Stelle in stand von ungefähr zwei Drittel bis drei Viertel der der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform über dem Gesamtlänge der länglichen Zone 11). Es ist günstig, Schlackenschacht 28 angebracht,
in diese Einengung zwischen solchen Inseln eine Strahlen von Sauerstoff oder einem sauerstoffhal- oder mehrere Düsen 23, 24 in flachen Winkeln anzu- tigen Gas werden von den Lanzen 25 und 34 erordnen, die sauerstoffenthaltendes Gas auf die Flüs- 45 zeugt, um wenigstens einen Anteil des in den Ofensigkeitsoberfläche so blasen, daß ein Schlackenfluß gasen in merklichem Prozentsatz vorhandenen Kohin die abschließende oder dritte Frischzone 22 ver- lenmonoxids zu verbrennen, das aus dem kochenmieden werden kann. Die Inseln 19 können durch den Bad aufsteigt. Die Lanzen 24 unterstützen auch Metallröhren oder Blöcke (in den Zeichnungen nicht die Zirkulation der Flüssigkeiten in der runden gezeigt) flüssigkeitsgekühlt sein. Ihre Gestalt ist mit 5° Frischzone 10. Ferner helfen die Lanzen 25, die glatten Oberflächen 21 zweckmäßig ausgebildet. Schlacke von der runden Frischzone 10 in die
Die hitzebeständigen Inseln 19 können entweder Schlackenabscheidungszone 12 zu befördern,
als Teil der feuerfesten Auskleidung des Ofens her- _ .
gestellt werden. Man kann sie auch aus hitzebestän- Beispiel
digen Materialien, wie z. B. Dolomitklötzchen auf- 55 Geschmolzenes Roheisen wurde in einen Ofen von
bauen, die in den Ofen abgesenkt oder auf andere dem in F i g. 1 gezeigten Typ mit einer Einfüllrate
Weise durch geeignete Öffnungen eingebracht von 4 t/Stunde gegeben. Das Roheisen hatte die fol-
werden. gende Zusammensetzung:
In der Schlackenabscheidungszone 12 kann ein
Schlackendamm 27 (in F i g. 4 zu sehen) errichtet 60 C 3,75 °/o
werden und ein Schlackenschacht 28, der zwischen Si 1,15 %
dem Schlackendamm 27 und der Auslaßöffnung 29 Mn ·. 0,8 °/o
für die Schlacke angeordnet ist. Der Schlacken- P 0,09 °/o
damm 27 kann durch Metallröhren oder Blöcke 35 S 0,06 %
flüssigkeitsgekühlt werden. 65 Fe Rest
In der Schlackenabscheidungszone 12 herrscht
eine geringere Turbulenz als in den anderen Ofen- Als Flußmittel diente ein hochwertiger gebrann-
zonen. Der Boden 30 der Schlackenabscheidungs- ter Kalk (1,6 mm Teilchendurchmesser), dem fein-
zermahlenes Fluorid zugegeben war. Dieses Flußmittel wurde über die Lanze 17 mit einer Rate von 54 kg Kalk und 2,2 kg Fluorid pro Tonne produzierten Stahles zugegeben. In der länglichen Frischzone wurde eine heftig schäumende Schlacke erzeugt. Diese Schlacke, mit einem anfänglich fast unendlichen Verhältnis von CaO zu SiO2, floß frei nach hinten in Richtung der runden Frischzone 10 und durch diese hindurch. Mit einem abschließenden Basizitätsverhältnis (CaO: SiO2) von 2,2 bis 27 wurde sie in eine zerkörnernde Rinne (nicht gezeigt) abgestochen.
Während der beiden ersten Betriebsstunden wurde die Einspritzrate des Sauerstoffes so gewählt, daß ein Stahl mit hohem Kohlestoffgehalt (0,9 bis 1,0% C) erzeugt wurde. Die anderen Elemente waren hierbei mit folgenden Prozenten vertreten:
Si ,
Mn 0,30%
P 0,008%
S 0,008%
Fe Rest
25
Es wurden also über 90% des Phosphors und über 85% des Schwefels bei einer Kalkzugabe entfernt, die geringer als bei einer Stahlbereitung mit konventioneller Speisung war. Die Wirksamkeit des Sauerstoffes war hoch, da nur 1300 Kubikfuß Sauerstoff auf die Nettotonne erzeugten Stahles verwendet wurden.
In den restlichen Stunden des Versuches wurde das gleiche Roheisen verwendet, um einen Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt herzustellen, der die folgende Zusammensetzung aufwies:
C 0,15%
Si 0,02%
Mn 0,03%
P 0,004%
S 0,006%
Fe Rest
40
45
In diesem Fall wurden über 95% des Phosphors und 90 % des Schwefels entfernt.
Wegen des günstigen Einflusses des Frischens mit entgegenlaufender Schlacke waren hier die Eisenverluste in der Schlacke kaum größer als 0,6% des erzeugten Stahls, bei der Herstellung von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt waren diese Verluste kleiner als 0,5%. Die Hitzeerzeugung war so groß, daß eine Zugabe von 12 bis 15% Kühlmittel in Form von kaltem zerkleinertem Schrott zugegeben werden konnte. Anzeichen deuten darauf hin, daß bei Durchführung dieses Frischverfahrens in einer kommerziellen Größenordnung der Schrottverbrauch über 35% liegen kann und auf diese Weise größer ist als bei einer konventionellen Stahlerzeugung unter Verwendung von Sauerstoff.
Patentansprüche:
1. Verfahren zum kontinuierlichen Raffinieren von Metallen mittels eines Herdofens gemäß Patent 1294022, dadurch gekennzeichnet, daß
a) das nicht raffinierte Metall und sauerstoffhaltige Gase in eine erste Raffinierungszone eingegeben werden,
b) das nicht raffinierte Metall in der ersten Raffinierungszone längs einer in etwa kreisförmigen Bahn zum Fließen gebracht und teilweise raffiniert wird,
c) in der ersten Raffinierungszone das Metall zusammen mit beim Raffinieren gebildeter Schlacke im Gleichstrom zum Fließen gebracht wird,
d) das teilweise raffinierte Metall von der ersten Raffinierungszone in eine zweite Raffinierungszone eingegeben und an einem Einfließen in eine Schlackenabscheidungszone gehindert wird,
e) sauerstoffhaltige Gase zum vollständigen Raffinieren in die zweite Raffinierungszone eingegeben werden,
f) die Verweilzeit des Metalls in der ersten Raffinierungszone mindestens so groß, insbesondere doppelt so groß, gewählt wird wie in der zweiten Raffinierungszone,
g) das vollständig raffinierte Metall kontinuierlich aus der zweiten Raffinierungszone nach außen abgezogen wird, -
h) in der zweiten Raffinierungszone die Schlacke im Gegenstrom zu dem Metall ge-. führt und über die erste Raffinierungszone in die Schlackenabscheidungszone eingegeben wird,
i) ein Teil des in der Schlackenabscheidungszone sich aus der Schlacke absondernden Metalls wieder in die erste Raffinierungszone eingegeben wird und
k) die Schlacke mit geringem Metallgehalt kontinuierlich aus der Schlackenabscheidungszone nach außen abgezogen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht raffinierte Metall und die sauerstoffhaltigen Gase in etwa tangential und in Flußrichtung in die kreisförmige Bahn der ersten Raffinierungszone eingegeben werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Raffinierungszone im Gegenstrom zu dem Metall fließende Schlacke in etwa tangential und in Flußrichtung des längs einer in etwa kreisförmigen Bahn fließenden Metalls in die erste Raffinierungszone eingegeben wird.
4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vollständig raffinierte Metall aus der zweiten Raffinierungszone an einem Ende derselben abgezogen wird, welches dem anderen Ende derselben gegenüberliegt, wo das teilweise raffinierte Metall von der ersten Raffinierungszone zugeführt wird.
5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke von der Schlackenabscheidungszone an einem Ende derselben abgezogen wird, welches dem anderen Ende derselben gegenüberliegt, wo die Schlacke von der ersten Raffinierungszone zugeführt wird.
6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-
109531/242
net, daß das Metall aus der zweiten Raf finierungszone durch eine Verengung in eine dritte Raffinierungszone weitergeleitet, hierin weiter raffiniert und sodann nach außen kontinuierlich abgezogen wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke an einem Fließen von der zweiten in die dritte Raffmierungszone gehindert wird.
8. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke in ein Schlackenbecken der Schlackenabscheidungszone eingeleitet, hierin weiter abgesetzt und von Metall getrennt und sodann nach außen abgezogen wird.
9. Herdofen zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen der ersten Raffinierungszone (10), welche kreisförmig ausgebildet ist, wenigstens so groß ist wie das Fassungsvermögen der zweiten Raffuiierungzone (U), welche länglich ausgebildet ist.
10. Herdofen gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen der ersten Raffinierungszone (10) mindestens zweimal so groß ist wie das Fassungsvermögen der zweiten Raffinierungszone (11).
11. Herdofen gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schlakkenabscheidungszone (12), welche länglich ausgebildet ist, im Bereich der Verbindung der Schlackenabscheidungszone (12) mit der ersten Raffinierungszone (10) ungefähr auf gleicher Höhe liegt wie das geschmolzene Metall in der ersten Raffinierungszone (10).
12. Herdofen gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schlackenabscheidungszone (12) in Richtung auf den Schlackenabstich (29) nach oben ansteigt.
13. Herdofen gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlackenbecken zwischen dem höher gelegenen Ende des Bodens der Schlackenabscheidungszone (12) und dem Schlakkenabstich (29) angeordnet ist.
14. Herdofen gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Raffinierungszone (11) und die Schlackenabscheidungszone (12) in etwa rechtwinkelig zueinander angeordnet sind.
15. Herdofen "gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Raffinierungszone (11) und die Schlackenabscheidungszone (12) auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Raffinierungszone (10) in etwa parallel zueinander angeordnet sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DE19691907543 1968-02-16 1969-02-14 Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen raffinieren von metallen Pending DE1907543B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU33751/68A AU422152B2 (en) 1968-02-16 1968-02-16 Method and apparatus for refining metals

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Publication Number Publication Date
DE1907543A1 DE1907543A1 (de) 1971-01-21
DE1907543B2 true DE1907543B2 (de) 1971-07-29

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ID=3721118

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691907543 Pending DE1907543B2 (de) 1968-02-16 1969-02-14 Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen raffinieren von metallen

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