DE2033197A1 - Verfahren und Vorrichtung von für die Weiterverarbeitung bestimmten Metallen bzw. Metallegierungen, insbesondere Stahl, oder Verbindungen dieser Metalle mit anderen Elementen, z. B. Metalloxyden, oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen mit Hilfe des Elektro-Lichtbogenofens - Google Patents

Description

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Verfahren und Vorrichtung von für die Weiterverarbeitung bestimmten Metallen bzw. Metallegierungen ι insbesondere Stahl _>t oder Verbindungen dieser Metalle mit anderen Elementen« z.B. Metalloxyden, oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen mit Hilfe des Elektro-Lichtbogenofens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie zugehörige Ein- und Vorrichtungen zur Erzeugung von für die Weiterverar·** beitung bestimmten Metallen bzw, Metallegierungen, insbesondere. Stahl, als Massenstahl oder SpezialStahl (z.B. Halbfabrikate) oder Verbindungen dieser Metalle mit anderen Elementen, z.B. Metalloxyden, oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen mit Hilfe des Elektro-Lichtbogenofens unter Verwendung von schüttfähigen Einsatzstoffen, bei Stahl vorzugsweise Eisenschwamm oder Eisenschwammbriketts oder sonstigen schüttfähigen Einsatz- und Zuschlagsstoffen.

Die Herstellung von Elektrostahl erfolgt bisher in verhältnismäßig begrenzten, meist kleinen Chargen in bekannter Weise durch Verarbeitung von Schrott in herkömmlichen kippbaren Elektrolichtbogenofen in diskontinuierlicher Arbeitsweise -Einschmelzen, Frischen, Legieren, Feinen bzw. Fertigmachen, Abgießen - nach dem Ein- und Mehrschlackenverfahren je nach Verunreinigung der Einsatzstoffe mit metallurgisch unerwünschten Begleitelementen und den jeweils angestrebten Sorten- und Qualitätsprogrammen. Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist die geringe Leistungsdichte je Einheit, die zu relativ niedrigen jährlichen Benutzungsstunden (z.B. ca. 2000 bei chargenweiser und ca. 3000 bei kontinuierlicher Chargierung) mit entsprechend geringer Kraftwerksauslastung und damit zu verhältnismäßig hohen Investitions- und Betriebskosten je Tonne Erzeugung führt. Darüber hinaus treten wahrend des

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Schrotteinschmelzens durch eine sehr ungleichmäßige Leistungsaufnahme mit häufipem Abriß des Lichtbogens bei direkter Berührung mit größeren Schrotteilen Kurzschluß- bzw. Abschaltströme auf, die eine Kurzschluß- bzw, Mindestabschaltleistung in Höhe der vierzig- bis fünfzigfachen Transformatorleistung und damit eine entsprechend hohe Reserve des Netzes bzw. des angeschlossenen Kraftwerkes zur Stabilisierung des Stromversorgungsnetzes erfordern. Der Verschleiß bei Elektroden und feuerfestem Material ist hoch. Erschwernisse bestehen bei der Einhaltung genauer Analysentoleranzen durch Schwankungen in der Analyse der Einsatzstoffe -- was eine Verringerung des Ausbringens an guten Blöcken bzw»· Brammen zur Folge hat sowie bedingt durch die diskontinuierliche Arbeitsweise und das Einschmelzen und die metallurgische Arbeit in einem Arbeits Vorgang. Beim.Abguß können Stahl und Sehlacke nicht immer sauber voneinander getrennt werden,, so daß entweder größere F@» Verluste oder gewisse Verunreinigungen des Stahls nicht zu vermeiden sind. Weitere Erschwernisse bestehen bei der Erzeugung ^K<3stimmter Qualitäten, und Chayggngpößeiu Ferner besteht nur eine geringe Möglichkeit sur* Automation des Verfahrens. Das Einschmelzen von 100 % Eisenschwamm in diesen, kippbaren Lichtbogenöfen kommt deshalb aus wirtschaftlichen Erwägungen und sonstigen nachstehend genannten Schwierigkeiten nur bedingt in Betracht. Eisenschwamm bzw. Eisenschwammbriketts weisen gegenüber dem üblichen, nicht aufbereiteten_t in der metallurgischen Beschaffenheit uneinheitlichen Sehrott ein geringes spezifisches Gewicht, eine höhere spezifische Oberfläche und eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf und stellen besonders hohe Anforderungen an ihre Verarbeitung« Vorgeschlagen hat man lediglich eine naturgemäß notwendige kontinuierliche Chargierung dieser Stoffe, ohne dabei die Gefahr völlig auszuschließen, daß wesentliche Mengen der Einsatzstoffe im Sinne schwimmender Eisberge zusammenbacken und nicht oder nur mit größten Schwierigkeiten zum Einschmelzen gebracht wer'den können,

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung von für die Weiterverarbeitung bestimmten Metallen bzw. Metallegierungen, insbesondere jedoch Stahl_f als Massenstahl oder SpezialStahl oder Verbindungen

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dieser Metalle mit anderen Elementen, z.B. Metalloxyden, oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen mit Hilfe des Elektro-Lichtbopenofens sowie eine zweckmäßige Einrichtung und Vorrichtung zu schaffen, mit dem Ziel einer möglichst optimalen Ausnutzung der installierten elektrischen Leistung und der Stabilisierung des Stromversorgungsnetzes.. Ferner soll eine Optimierung der betrieblichen Erfordernisse erreicht werden. Vorgesehen ist außerdem die Erzeugung einer Schlacke, die ihre Verarbeitung auf Nebenbestandteile wirtschaftlich interessant werden läßt. Durch Verbundarbeit des Elektro-Lichtbogenofens mit einer Direktreduktionsanlage sollen weitere betriebliche und wirtschaftliche Vorteile erzielt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnet sich _Λ demgemäß dadurch, daß der Lichtbogenofen nach Ersterstellung eines Anfangsschmelzbades - Normalbetrieb vorausgesetzt im wesentlichen mit begrenzten Mengen schüttfähiger (bei der Stahlerzeugung hochmetallisierter), weitestgehend einheitlich gehaltener Einsatz- und Zuschlagsstoffe, insbesondere bei Abstimmung der Dosierrate, zum Wärmeäquivalent bzw. zur Energie des vorhandenen Schmelzbades einschließlich der Schlacke und der Bad- und Schlackenbewegung sowie ihrer gleichmäßigen feinen Verteilung auf große Bereiche der Badbzw. Schlackenoberfläche, vorzugsv/eise kontinuierlich beschickt wird und daß - vorzugsweise auch zur Zeit der Beschickung, jedoch nach Ausreaktion - im oberen, über dem Schmelzbadspiegel liegenden Bereich die Schlacke und in einem unterhalb der Schlacke verbleibenden Bereich das geschmolzene Metall (Stahl) oder die sonstigen geschmolzenen Stoffe diskontinuierlich in jeweils erforderlicher bzw. benötigter Teilmenge abgezogen werden, und zwar höchstens so weit, daß im Schmelzraum des Einnehme Iz ge fäßes zwecks Erzielung eines längeren Dauerschmelzbetri« bes ständig eine größere Mindestmenge geschmolzenen Materials einschließlich Schlackenschicht zum sofortigen Einschmelzen der weiteren, dosiert zulaufenden Einsatz- und Zuschlagsstoffe verbleut.

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Die Elektroden werden en.tsnrechend der Schwankung des Bad-

kontinüierlicn ^ö ,

spiegeis automatisch/hochgezoqen oder nachgesetzt, ! ·

Das Verfahren nach der Erfindung wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß die den Schmelzraum des Einschmelzgefäße's während einer maximalen Dauerbetriebszeit passierende,* stets in Teilmengen abgezogene Gesamtmenge an geschmolzenem Metall, insbesondere Stahl, oder sonstigem geschmolzenem Material größer ist bzw. sein kann als das einmalige maximale zulässige Fassungsvermögen dieses Schmelzraumes·

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich in der Weise anwenden, daß der Schmelzbetrieb bei größeren Entnahmepausen unterbrochen und mit verringerter elektrischer Energie das Bad in fertig erschmolzenem Zustand gehalten wird, der jederzeit das Abziehen einer Teilmenge der Schmelze sowie die sofortige Fortsetzung der Zuführung der Einsatzstoffe und des Schmelzprozesses unter Vermeidung stärkerer Netzrückwirkungen erlaubt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die im Schmelzraum zurückgehaltene Mindestmenge an insbesondere aus Eisenschwamm oder Eisenschwammbriketts erschmolzenem Werkstoff etwa 20 bis 40 % des maximal zulässigen Fassungsvermögens des Schmelzraumes beträgt und die Schlacke, deren Verweilzeit bis zur völligen Ausreaktion eingestellt werden kann, bis auf einen Rest von etwa 20 bis 30 % abgezogen wire).

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch realisieren, daß der Schmelzraum des Einschmelzgefäßes bei der Erstellung des Anfangsschmelzbades mindestens etwa im Umfang der Mindestmenge aus einem zuvor in Betrieb gewesenen Nachbarofen gleicher Betriebsart bzw. einem Speicherbehälter mit bereits der Beschaffenheit der Ej,n- satzstoffe entsprechendsmgeschmolzenem Werkstoff einschließlich

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einer ausreichenden Schlackenmenp,e - wenn dies für betrieblich erforderlich oder vorteilhaft angesehen wird - beschickt wird.

Dabei kann penäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die im Schmelzraum des Lichtbogenofens durchzuführende metallur gische Arbeit, insbesondere für die Erzeugung von Massenstahl, im wesentlichen auf die Herstellung eines Stahleisens,mit einer solchen unteren Grenze in C-Gehalt» daß die Schlacke basisch eingestellt werden kann, oder durch Aufkohlung auf \ den zur Herstellung eines Einheitsrohstahls gewünschen C-Gehalt gegebenenfalls auch auf das Entfernen des Phosphorgehaltes, beschränkt sein. Für die Herstellung eines Einheitsrohstahls als Massenstahl zum direkten Vergießen ist auch die Zulegierung in beschränktem Umfang unter Inkaufnahme eines gewissen Abbrandes möglich.

Ein weiterer technischer und wirtschaftlicher Vorteil wird dadurch erzielt, daß eine aus dem Schmelzraum mit der jeweils erwünschten Abstichtemperatur entnommene Teilmenge erst in Spezialeinrichtungen den notwendigen weiteren metallurgischen Schritten, z.B. Entschwefeln, Entgasen, Legieren, Feinen oder sonstigen Verfahrensschritten, zum Erreichen der gewünschten Endanalyse für den Massen- und Qualitätsstahl unterzogen wird, wobei diese Arbeiten zur Erzeugung von Massenoder Qualitätsstahl auch parallel nebeneinander durchgeführt werden können. *

Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignen sich besonders feststehende Lichtbogenöfen, die für ihre Erstellung einen verhältnismäßig niedrigen wirtschaftlichen Aufwand voraussetzen, öfen dieser Art erhalten zweckmäßig einen wannenförmigen Einschmelzraum und eine größere Anzahl an leistungsfähigen Elektroden, und zwar möglichst mehr als drei Elektroden, sowie einen vorzugsweise fest installierten Deckel, insbesondere ein festes Gewölbe, der die notwendigen Öffnungen für die Elektroden, Lanzen sowie die Zuführungsrohre für die Einsatz- und Zuschlagsstoffe, die Entstaubung,und das

Einfüllen flüssiger Einsatzstoffe besitzt. i ' t

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Dabei sollen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Wände bei dem wannenförmipen Ofen weit von den Elektroden entfernt sein, derart, daß eine Beschädigung durch Abstrahlung vermieden ist. Der Abstand zwischen den Elektroden und der Wand wird zweckmäßig derart groß bemessen, daß sich Einsatzstoffe, die nicht eingeschmolzen sind, an der Wand ablagern und eine Schutzschicht bilden können.

Die nach der Erfindung im Sthmelzgefäß einzustellende basische Schlacke ist naturgemäß wenig agressiv. Soweit aber eine Abnutzung bzw. Beschädigung der Ofenwand durch agressive Schlacke nicht vermieden werden kann, sieht die Erfindung vor, nunmehr die der Beschädigung ausgesetzten Wandbereiche des Schmelzraumes auf eine möglichst eng begrenzte Wandzone, die der Badspiegelbewepung bei der Entnahme des geschmolzenen Einsatzmäterials entspricht, festzulegen, die dann bei entsprechender Absenkung des Badspiegels mit Hilfe von aufgebrachten Spritzmassen reparierbar ist«

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht nicht nur die Verwendung feststehender wirtschaftlich günstig erstellbarer Lichtbogenöfen für größte Leistungen bzw. erhebliche Durchsatzmengen, z.B. je nach Elektrodenzahl über 200 bis 300 t je Stunde; diese öfen können auch vorzugsweise mit fest installierten, bei Bedarf auf erhöhten Seitenwänden angeordneten Deckeln zur Verringerung der Beschädigung durch Absttahlung versehen sein. Da das Gefäß vorzugsweise feststeht, ist die Installierung der elektrischen Einrichtung wesentlich vereinfacht, Ebenso ist die Zuordnung der die Einsatz- und Zuschlagsstoffe zuführenden und für die Durchführung weiterer Maßnahmen erforderlichen Ein- und Vorrichtungen vereinfacht·

Das Verfahren nach der Erfindung schafft gute Voraussetzungen für eine besondere und vorteilhafte Betriebsweise, gemäß welcher ein Schmelzbetrieb mindestens zwei bis drei

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feststehende Produktionseinheiten (Schmelzräume) aufweisen kann, die untereinander unter Übernahme einer Mindestmenge an bereits aus ständig gleichen Einsatzstoffen erschmolzenem Material angefahren werden können»

Dabei können sämtliche oder einige der Produktionseinhei· ten zur Speicherunp des erschmolzenen Stahls od. dgl· verwendet werden.

Bei mehreren Produktionseinheiten läßt sich ein erheblicher wirtschaftlicher Vorteil dadurch erreichen, daß diesen Einheiten eine hinsichtlich der Anzahl geringer gehaltene umsetzbare elektrische Einrichtung zugeordnet wird, indem jeweils ein oder zwei Betriebseinheiten ein Wechselgefäß ohne elektrische Installation zugeordnet ist.

Das Verfahren nach der Erfindung einschließlich Ausbil· dune und Anordnung der Lichtbogenöfen eignet sich besonders zur Anwendung nachstehender Merkmale, und zwar soll nunmehr das Chargieren durch eine solche Anzahl von Zuführungsrohren durch den Deckel des Einscnmelzgefäßes vorgenommen werden, daß eine gleichmäßige feine Verteilung der Einsatz- und Zuschlagsstoffe zwischen den Elektroden und der Wand des Schmelzraumes sowie zwischen den Elektroden selbst unabhängig von der Anzahl dieser Elektroden in annähernd genauer Abstimmung der Dosierrate an die Energie des Bades und der Schlacke unter gleichzeitiger Steuerung der Bad- und Schlackenbewegung durch eine oder mehrere der nachfolgenden Maßnahmen

a) Einstellung des Restsauerstoffgehaltes des Eisenschwammes od. dgl. durch Wahl eines bestimmten Reduktionsgrades bei der Direktreduktion,

b) Zuführung von Kohlenstoff durch Lanzen oder andere geeignete Maßnahmen, i

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c) Zuführung von Flüssigsauerstoff, falls erforderlich,

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erfolgen, so daß ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den kontinuierlich chargierten Einsatz- und Zuschlagsstoffen und der Schlacke bzw. dem Bad gewährleistet ist, so daß im Idealfall jedes chargierte Einzelkorn beim Durchgang durch die Sehlacke oder spätestens beimAuf treffen auf das Bad sofort eingeschmolzen und eingeschlackt wird, wobei die Einschmelztemperatur» die aufgrund dieser Maßnahmen relativ niedrig gehalten werden kann, konstant über Liquidustemperatur gehalten wird. Durch diese Maßnahmen wird auch eine Agglomeratbildung mit Sicherheit vermieden«

Die vorgenannten Maßnahmen zur Behandlung der Schmelze im Zusammenwirken mit der Beschickung mit den Einsatzstoffen führen zu einer wesentlichen Verbesserung der Arbeitsweise auch solcher Lichtbogenöfen, bei denen nicht sämtliche Merkmale des Verfahrens nach der Erfindung angewendet werden.

In solchen Fällen, wo bei Inbetriebnahme eines Lichtbogenofens für die Ersterstellung eines Anfangsschmelzbades keine Mindestschmelzbadmenge aus einem anderen Lichtbogenofen bzw« Speicherofen oder Roheisen oder andere flüssige Einsatzstoffe zur Verfügung stehen, wird zwecks Vermeidung einer überhöhten Belastung des Stromversorgungsnetzes die aus Schrott oder anderen festen Einsatzstoffen bestehende Erstbeschickung mit verringerter elektrischer Leistung niedergeschmolzen· Die verlängerte Schmelzzeit ist gegenüber den erzielten Vorteilen der dann folgenden, zuvor beschriebenen Verfahrensschritte und der erheblichen Vereinfachung der Gesamtanlage nunmehr unbedeutend.

Bei Chargierungen auf einen flüssigen Sumpf wird mit geringer Spannung und Stromstärke angefahren und die durch den geringen EinschaItstrom verursachte Einschaltspitze durch ein geeignetes Dämpfungsglied, z»B. einen Kondensator» so kompensiert» daß Rückwirkungen auf das Netz vermieden werden«

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Während der beginnenden Chargierung werden Stromstärke und -spannung* stufenweise gesteigert, bis eine gleichmäßige höchste .Leistungsaufnahme erreicht wird, die bei dem Verfahren nach der Erfindung infolge konstanter Strom- und Spannungsverhältnis' se während des Einschmelzens konstant bleibt und Netzrückwirkungen vermeidet, womit zugleich eine ständige hohe Lei- · stungsaufnahme des Transformators und ein gleichmäßiger Grundlastbetrieb des Kraftwerkes bei hoher Ausnutzung erreicht wird«

Das Verfahren nach der Erfindung schafft eine wesentliche Voraussetzung dafür, daß nunmehr unter Verringerung oder Unterbrechung der Zuführung von Eisenschwamm das Schmelzbad einer kontrollierten überhitzung ausgesetzt werden kann, derart, daß in den nachfolgenden Stufen in dem jeweiligen Entnahmegefäß oder weiteren Einrichtungen eine Zulegierung» vorzugsweise während der Entgasung, im allgemeinen ohne weitere Wärmezufuhr durchführbar ist. Bei Bedarf kann jedoch eine solche Wärmezufuhr auch über Lichtbögen oder induktiv erzeugte Wirbelströme erfolgen. Jedem Einschmelzgefaßt sind je nach Durchsatzleistung, dem angestrebten Sorten- und Qualitätsprogramm und den Anforderungen der Weiterverarbeitenden Stufen» insbesondere der Vergießeinrichtung, ein oder mehrere Stahl* auffangbehälter zugeordnet, in denen bei Bedarf der Einheitairohstahl direkt zu den Abgießvorrichtungen transportiert oder parallel dazu in weiteren metallurgischen Schritten» wie Reduktion, Oxydation, Legieren, Feinen, auf die gewünschte Endanalyse gebracht wird. Hierfür wären ζ»Β» verfahrbare lichtbogen- oder induktivbeheizte Pfannenöfen mit Absaugdeok.il oder kombinierte beheizte Vakuumgefäße verwendbar.

Das Verfahren nach der Erfindung schafft eine weitere wesentliche Voraussetzung dafür, daß im Verbund mit der Auswahl der Rohstoffe, gegebenenfalls der Pelletierung von Erz- oder sonstigen Roh-stoffmischungen in genau vorgegebenen Verhältnissen und Konzentrationen und dar Direktrediiktion mit Einstellung'd@s Reduktion:3gx»ad--3S iJas j@Htilig@ liaö©lieslS

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mit einheitlich bleibenden Einsatzstoffen beschickt werden kann, die neben Eisen Mangan-, Chrom-, Titan- und Vanadiumoxyd bzw. weitere Oxyde aufweisen, die sich in diesem Einschmelzgefäß in der Schlacke ansammeln, wo sie in einem durch die vorgenannten Haßnahmen bestimmbaren Umfang angereichert werden, daß sie durch Weiterverarbeitung der Schlacke wirtschaftlich gewinnbar sind,

Das Verfahren nach der Erfindung zur Erzeugung von Elektro« stahl oder einem in gleicher Weise zu erzeugenden Werkstoff schafft ferner eine gute Voraussetzung für eine Verbundarbeit des kontinuierlichen LichtbogenschmelzVerfahrens mit einer vorgeschalteten Direktreduktionsanlage, die Einrichtungen zur Dampf- und Stromerzeugung durch sofortige Abgasverwertung, insbesondere Einrichtungen zur Sauerstoff- und Schmelzstromerzeugung, aufweist·

Ein zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besc-.ders geeignetes Einschmelzgefäß des Elektro-Lichtbogenofens besteht darin, daß dieses Gefäß für das Abziehen der Teilmengen des geschmolzenen Stahls eine tiefliegende verschließbare öffnung, insbesondere Bodenöffnung, erhält und im oberen Bereich der Wandung mit in der Höhe versetzt bzw. gestaffelten verschließbaren Abzugsrinnen für unterschiedlich anfallende Schlackenmengen versehen ist. Der Verschluß der Bodenöffnung kann mechanisch, z.B. durch einen Stopfen, oder bei magnetischem Gut durch Induktionsströme erfolgen, durch die auch der FlüssxRStahl bei entsprechender Ausbildung der Abzugsrinne abgesaugt und abgefördert werden kann.

Sämtliche grundsatzlichen Merkmale sowie auch die zur Ergänzung und Verbesserung ersterer dienenden weiteren, zum Teil erst später behandelten Erfindungsmerkmale führen zur Erzielung erheblicher technischer und wirtschaftlicher! Vorteile, die nachstehend waitestKahend zusammengefaßt dargelegt und

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Es wird zunächst eine kontinuierliche Chargierung von schüttfähigen Einsatz- und Zuschlagsstoffen unter gleichmäßiger feiner Verteilung auf ein flüssiges Schmelzbad zwischen den* Elektroden, jedoch auch zwischen Elektroden und Wand, unter genauer Anpassung der Dosierrate an die Energie des Lichtbogens bzw» des Schmelzbades erreicht* Die Art der Chargierung ermöglicht einen besonders guten Wärmeübergang zwischen den Einsatz- und Zuschlagsstoffen sowie Schlacke und Bad und ermöglicht deren schnelles Einschmelzen bei kontrollierter und gesteuerter Badbewegung« Auf diese Weise wird eine Agglomeratbildung vermieden. Die Schmelztemperatur liegt beim..',,. Normalbetrieb konstant über Liquidustemperatur und kann bei Verringerung der Dosierrate gesteuert erhöht werden. Dies * führt zu einer konstanten Leistungsaufnahme während des Einschmelzens und damit zu einer Verringerung der erforderlichen Netzreserven infolge Verringerung bzw. Vermeidung der Netzrückwirkungen bei gleichzeitigem gleichmäßigem Grundlastbetrieb des Kraftwerkes unter hoher Ausnutzung. Verbunden damit ist eine Verringerung der zu installierenden elektrischen Leistung wegen höherer durchschnittlicher Leistungsaufnahme des Transformators. Erreicht wird eine Verbesserung des elektrischen und thermischen Wirkungsgrades durch den ; Betrieb der Transformatoren mit relativ niedrigem Wirkleistungsfaktor.. Es ist weiterhin der Obergang zu kurzen strom« ' intensiven Lichtbögen mit entsprechender Verringerung der Abstrahlung möglich, ferner der Obergang auf die UHP-Technik. Wegen der stets vorhandenen Schlackenschicht sind Wärmever- ' luste durch Abstrahlung sehr gering. Die Lichtbögen erfordern keine Regulierung, womit auch induktive Verluste eingeschränkt bzw, vermieden werden. Erzielt wird eine hohe Benutzungsstundenzahl beim Einschmelzen infolge Trennens zwischen Einschmelzen einschließlich Frischen und Entphosphorung in dreischichtigem Dauerbetrieb und den weiteren metallurgischen Verfahrensschritten. Das Verfahren erlaubt die Benutzung vorzugsweise feststehender Einschmelzgefäße, ferner die Anwendung

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von Wechselgefäßen mit der Möglichkeit der Umsetzung der elektrischen Einrichtungen und gegebenenfalls des Mechanismus für die zur Zuführung bestimmter Elemente benötigten Lanzen und sonstigen Einrichtungen in verhältnismäßig kurzer Zeit. Sämtliche metallurgischen Arbeiten können vor Prozeßbegiryi eingestellt werden. Es ist eine Automation des Prozesses erreichbar* Das Chargieren erfordert im Normalbetrieb keine Unterbrechung. Zur gleichen Zeit kann der diskontinuierliche Abzug von Stahl od. dpi. in gewünschter Beschaffenheit in einem tiefliegenden Bereich erfolgen. Gleichermaßen kann jeweils nach Ausreaktion die Schlacke aus einem geeigneten oberen Bereich des Gefäßes diskontinuierlich abgezogen werden* Der Stahl ist rein von Schlackenbestandteilen; Fe-Verluste werden auf das geringstmögliche Maß zurückgeführt.

Durch kontinuierliche Zugabe von Schlackenbildnern, überwiegend Kalk und Kohlenstoff, während des Einschmelzens werden Kohlenstoffgehalt und Schlackenzusammensetzung konstant gehalten. Die Reaktionszeit der Schlacke und die Dicke der Schlackenschicht sind einstellbar. Auf diese Weise können auch Einsatzstoffe mit hohen Schlackenanteilen ohne Leistungsminderung verarbeitet und die Reaktionszeiten bis zur Erzielung eines qualitativen oder betrieblichen Optimums ausgedehnt werden.

Die Trennung zwischen Einschmelzen und den weiteren metallurgischen Stufen xxx in nur einer Verfahrenskombination ermöglicht die wahlweise Herstellung eines Einhei&srohstahls gleichbleibender Zusammensetzung, der bei entsprechender Einstellung der Analyse im Einschmelzgefäß direkt vergossen werden kann. Wird Massenstahl höherer Qualität oder Qualitätsstahl benötigt, so kann die dem Lichtbogenofen entnommene Teilmenge in den nachgeschalteten metallurgischen Stufen auf die gewünschte Endanalyse gebracht werden. Dies kann bei Bedarf parallel zur Massenstahlerzeugung erfolgen« Falls sich die nachgeschaltete metallurgische Arbeit beim Massenstahl auf das Entgasen beschränkt und die Entstehung des Kohlenstoffgeholte υπ

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eventuelle Zulegierunpjen während des Einschmelzens erfolgen, wäre auch* eine Kombination des Einschmelzgefäßes mit einer anschließenden kontinuierlichen Durchlaufentgasung möglich.

Bei den bevorzugt zur Anwendung kommenden feststehenden Einschmelzgefäßen wird mit den insbesondere fest installierten Deckeln bzw, Gewölben eine wirtschaftliche Bauweise ermöglicht»

Der chargenweise diskontinuierliche Abzug von Einheitsrohstahl einerseits und Schlacke andererseits unter Belassung einer Restschmelze von etwa 2Ö bis 30 % ermöglicht einen über längere Zeit reichenden Dauerzustand. Dabei eignet sich das Einschmelzgefäß zur Rohstahlspeicherung, da es nunmehr ausreichend groß dimensioniert werden kann, In dem Einschmelzgefäß lassen sich Eisenschwamm und Eisenschwammbriketts bzw. andere Rohstoffe mit unterschiedlichen Schlackenanteilen einschmelzen, da nun über die im oberen Bereich vorgesehenen» Über einen bestimmten Höhenbereich erstreckten oder verteilten Schlackenabzugsrinnen die Dicke der Schlackenschicht ohne Nachteil für.den Schmelzvorgang bestimmt werden kann. Durch Einstellung der Stärke der Schicht der Restschlacke nach Abzug und die Einleitung von Stahl und Schlacke bei Neuzustellung wird erreicht, daß die auf dem flüssigen Bad brennenden Lichtbögen immer abgedeckt sind. Es kann ferner der Abstand zwischen den Elektroden und der Wand so groß gehalten werden, daß sich von den Einsatzstoffen ein nicht niedergeschmolzener Rest unter Erzielung einer Schutzwirkung an der Wand ablagert* Der Abstand zwischen Badspiegel und Deckel des Schmelzgefäßes kann groß gehalten werden.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist der, daß jedes Einschmelzgefäß mit einer Restschmelze oder mit Einheitsrohstahl aus einem anderen Einsohmelzgefäß bzw. einem Speichergefäß angefahren werden kann, und zwar bei Bedarf geschützt durch eine ebenfalls eingebrachte Schlaekansohieht* Beschädi-

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gungen der Ofenwand, die in der Regel nur im Schlackenbereich eintreten, können während des Betriebszustandes des Ofens bei abgesenktem Badspiegel durch Aufbringen geeigneter Spritzmassen durchgeführt werden*

Die Einstellung der metallurgischen Arbeit und der Dosierraten vor Prozeßbeginn und Automation des Prozesses führen zur Verbesserung des Ausbringens an guten Blöcken oder Brammen· Die verschiedenen Maßnahmen dienen weiterhin zur Verbesserung der betrieblichen und tariflichen Situation.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung treten beim Abziehen der Schlacke geringstmögliche Fe-Verluste auf» weil die Schlackendicke und auch der Schlackenabzug je nach Ausreaktion der Schlacke einstellbar sind und der Ablauf der Reaktion über die Bewegung des Bades und der Schlacke in der angegebenen Weise gesteuert wird, und zwar insbesondere durch die Einstellung des Restsauerstoffgehaltes im Eisenscb**"isim bzw_t in den Eisenschwammbriketts»

Die Vorbereitung der Einsatzstoffe hinsichtlich gleichmäßiger Zusammensetzung der Schlacke durch Auswahl geeigneter Erze oder in Verbindung mit der Mischerzpelletierung vor Einsatz in die Direktreduktionsanlage schafft eine wirtschaft lich interessante Möglichkeit zur Weiterverarbeitung dier Schlacke auf Nebenprodukte· Die Schlacke fällt nämlich in weitestgehend gleichmäßiger Zusammensetzung als Folge der eingestellten Dicke sowie der Steuerung der Reaktionszeit und der Umsetzungen an.

Die Abnahme der in der Direktreduktion anfallenden Abgas mengen zur Dampf- und Stromerzeugung, insbesondere z*ür Sauerstoff- und Schmelzstromerzeugungj führt in Verbindung mit den Übrigen genannten Maßnahmen zur Ausnutzung der installierten elektrischin Leistung und der Stabilisierung dee Netzes. Es

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ist damit die Errichtung von kontinuierlich arbeitenden Hüttenwerken möglich, die vom fremden Strombedarf weitestgehend unabhängig sind.

Als Einsatzstoff für die Erzeugung von Stahl kommen in erster Linie Eisenschwamm oder andere schüttfähige hochmetallisierte Eisenträger, wie Eisenschwammbriketts, in Frage* In Erwägung gezogen ist die Verwendung aufbereiteten kleinstückigen Schrotts, der in Zukunft in zunehmendem Maße auf den Markt kommen dürfte. Es handelt sich um Schrott beispielsweise aus aus dem Verkehr gezogenen Kraftfahrzeugen, die in einer Spezialanlage zerspant werden, worauf die nicht-magneti-

satzstoFfen sehen Teile entfernt werden. Bei den genannteu Ein-/ist mit einer weitestgehend kontrollierbaren, in engen Grenzen einzuhaltenden Analyse zu rechnen, womit die vor Schmelzbeginn ^λ durchzuführenden metallurgischen Arbeiten bekannt und einstell- ι bar wären. Hiermit wird der Einsatz einer Prozeßsteuerung für Stofftransport, Dosierung und Zupabe sowie Schmelzenführung ermöglicht, die wiederum die Voraussetzung für eine Optimierung von metallurgischer Arbeit, Schmelzverlauf und Schmelztemperatur und den zeitlichen Gesamtprozeßverlauf darstellen·/Die für die Direktreduktion zur Verfügung stehenden Erze sind im allgemeinen phosphor- und schwefelarm« Hierbei beschränkt sich die metallurgische Arbeit beim Massenstahl im wesentlichen auf das Einstellen des erforderlichen Kohlenetoffgehaltε. Falls es notwendig sein sollte, kann man beim Einschmelzen in der ersten Stufe durch Kalkzusatz entphosphoren. Alle anderen metallurgischen Schritte - Entschwefeln, Entgasen, Legie· ren und gegebenenfalls weiteres Aufkohlen sowie sonstige metallurgische Schritte - erfolgen wie bei der Erzeugung von Qualitätsstahl in zusätzlichen Vorrichtungen.

Das Frischen kann vorzugsweise während des Einschmelzens erfolgen, indem der in den Einsatzstoffen enthaltene Resteaufx»-

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stoff mit dem kontinuierlich eingebrachten Kohlenstoff reagiert. Die Kohlenstoffzugabe wird nach dem vorher festgestellten Restsauerstoffpehalt der hochmetallisierten Einsatzstoffe bemessen, so daß der geforderte Endkohlenstoffgehalt des Rohstahls genau eingestellt werden kann. Überschuß an Kohlenstoff kohlt den Stahl auf.

Um einen weitestgehend durchlaufenden Betrieb mit höchstmöglichen jährlichen Benutzungsstunden zu erreichen, wird das Einschmelzen, Frischen und die eventuell erforderliche Entphosphorung des eingeschmolzenen Eisenschwamms von der unter Umständen zusätzlich notwendig werdenden weiteren metallurgischen Arbeit netrennt. Das Einschmelzen erfolgt deshalb in den vorzugsweise feststehenden Einschmelzgefäßen, deren Größe und Schmelzleistung entsprechend den betrieblichen Erfordernissen der weiterverarbeitenden Stufen ausgelegt werden. Da diese feststehenden öfen gegenüber herkömmlichen kippbaren Gefäßen außerordentlich wirtschaftlich erstellbar sind und auch der Einsatz von mehr als drei Elektroden je Ofen möglich ist, wird die Kpazität dieser öfen nach oben zunächst nur durch die betrieblichen Erfordernisse begrenzt. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn zur Sicherung der Produktion mindestens zwei bis drei Produktionseinheiten (Einschmelzgefäße) vorgesehen werden. Bei Ausfall eines Einschmelzgefäßes kann dann weitergearbeitet werden. Auch liefert jede Schmelzeinheit im Bedarfsfall die Mindestmenge an eingeschmolzenem Stahl einschließlich Schlacke zur Wiederinbetriebsetzung eines Einschmelzgefäßes. Die Leistungsdichte und damit die Stundenleistung solcher EinschmeIzgefäße ist erheblich höher als die bei herkömmlichen kippbaren Elektrolichtbogenofen, da infolge des Trennens zwischen Einschmelzen und der weiteren

wesentlich metallurgischen Arbeit das Einschmelzen/nur bei Störungen oder dem Ober gang auf ein Wechsel, gefäß unterbrochen werden muß.

Die wirtschaftliche Bauweise feststehender öfen erlaubt es ι diese so zu dimensionieren, daß sie in dem betrieblich erwünschten Umfang zur Stahlspeicherung benutzt werden können« Auf diese Weise steht im Stahlwerk ein Puffer mit Flüssigstahl zur Verfügung, der zur Überbrückung von Störungen am Ofen ausreicht. Bei Störungen in den weiterverarbeitenden Stufen_t z.B. bei einer Stranpgußanlage, kann nunmehr der Inhalt der für das Abgießen bereitgestellten Pfannen in das Einschmelzgefäß oder einen Stahlspeicher zurückgegeben werden. Falls eine völlige Entleerung eines Einschmelzgefäßes wegen Außerbetriebnahme erforderlich wird, kann auch in diesem Fall das noch verbliebene restliche Schmelzbad einem benachbarten Einschmelzgefäß oder einem Stahlspeicher zugeführt werden.

Die wirtschaftliche Bauweise des Einschmelzgefäßes macht es auch möglich, mit besonders vereinfachten Wechselgefäßen zu arbeite*. Es werden nach Möglichkeit mindestens zwei, vorzugsweise feststehende, EinschmeIzgefäße mit nur einer elektrischen Einrichtung benutzt, die für sich allein oder bei beweglichem Deckel einschließlich Deckel und gegebenenfalls mit einer Lanzeneinrichtung in kürzester Zeit von dem einen auf das andere Wechselgefäß umgesetzt werden kann. Das betriebliche Optimum wären zwei in Betrieb befindliche Einschmelzgefäße mit einem zentral angeordneten Wech'selgefäß in Bereitschaft. Die Arbeitsweise mit Wechselgefäßen trägt in erheblichem Maße zur Erhöhung der elektrischen Benutzungsstunden bei.

Zur Beschickung der Einsehmelzgefäße mit den schüttfähigen hochmetallisierten oder sonstigen Einsatzstoffen ist noch , auf folgendes hinzuweisen: Die Beschickung erfolgt, indem der · Eisenschwamm oder die anderen zum Einsatz kommenden schüttfähigen Einsatzstoffe, wie Kalk, Kohlenstoff und bei Bedarf auch Legierungselemente, durch ein Förderband in hochliegende Bunker gebracht und dann von dort mit Hilfe einer geeigneten Dosier- und Transporteinrichtung über Fallrohre kontinuierlich dem Einschmelzgefäß zugeführt werden. Diesesι Verfahren

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ermöglicht, insbesondere für die Zukunft, bei Bedarf auch eine kontinuierliche HeißcharRierung der Einsatzstoffe, d.h. der Eisenschwamm wird unmittelbar aus der Direktreduktionsanlage im heißen Zustand im Rahmen der eingestellten Dosierrate dem einen Schmelzgefäß zugeführt.

Bei der Aufgabe des Eisenschwamms bzw. der sonstigen Einsatzstoffe zwischen Elektroden bzw. den Elektroden und der Wand ist die feine gleichmäßige Verteilung der Stoffe auf die Badoberflache wichtig. Bei richtiger Einstellung der Dosies rate, der Badtemperatur und der Badbewegung werden die Zusatzstoffe sofort eingeschmolzen. Eine Agglomeratbildung wird vermieden. Mit Hilfe des im Eisenschwamm einstellbaren Restsauers toffgehaltes und/oder den anderen genannten Naßnahmen - Zuführung von Kohlenstoff bzw. Zuführung von flüssigem \ Sauerstoff - kann stets mit kochendem Bad oder kochender Schlacke gearbeitet werden. Dadurch ist es möglich, auch 100 % Eisenschwamm ohne Schwierigkeiten einzuschmelzen und einen gleichmäßigen Ablauf aller Frisch-, Entkohlungs- und Verschlackungsreaktionen zu gewährleisten.

Ein bedeutender Vorteil der kontinuierlichen Chargierung schüttfähiger und hochmetallisierter Einsatzstoffe gegenüber einem chargenweisen Einbrigen liegt in der Verkürzung der Frisch- und Feinun^azeiten sowie dem Fortfall der Totzeiten zur Durchführung von Zwischenanalysen und Nachchargierungen. Dieses Einschmelz^efäß kann während des Einschmelzens gleichmäßig mit der vorgegebenen Einschmelzleistung und damit mit gleichmäßiger Laistunpsaufnahme ohne die bei Schrottbetrieb üblichen erheblichen Metzrückwirkungen. betrieben werden·

Die vorgenannte Arbeitsweise führt gegenüber chargenweiser Chargierung zu der angestrebten wesentlichen Stabilisierung des Stromversorgunrisnetzes, erreicht durch eine weitestgehende konstante Leistungsaufnahme bei Verringerung der erforderlichen Metzreaerve sowie der Verringerung der installierten

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Leistung infolge höherer durchschnittlicher Leistungsaufnahme des Transformators und Vermeidung der bei Schrottbetrieb üblichen Kurzschluß- bzw, Abschaltströme, die das Netz schlagartig in erheblicher Höhe belasten/ Anfahren mit verringerter Spannung und Stromstärke xxxxx Kompensation der durch den verhältnismäßig geringen Einschaltstrom verursachten Einschaltspitze. Die hohe jährliche Benutzungsstundenzahl, die bei der Verfahrensweise nach der Erfindung noch erheblich über 7000 liegen kann, führt nicht nur zu einer optimalen Ausnutzung der installierten elektrischen Leistung, sondern auch zu einer Verbesserung der Kraftwerksnutzung. Neben einer Senkung der Investitions- und Verarbeitungskosten durch Erhöhung der Leistungsdichte je Einheit wird auch eine Senkung der Stromtarife ermöglicht.

Die Verwendbarkeit der Einschmelzgefäße zur Stahlspeicherung ermöglicht bei Bedarf die Anwendung verschiedener betrieblicher Maßnahmen, wie Unterbrechung des Einschmelzens, Drosselung der Leistung, das Einschmelzen in nur einem Gefäß, Flicken bei abgesenktem Badspiegel oder Übergang auf das Wechselgefäß, so daß bei Spitzenzeiten der Netzbelastung die Leistungsaufnahme verringert werden kann. Die Möglichkeit zur Stahlspeidherung kann diese Spitzenzeiten überbrücken helfen.

Die genannte Arbeitsweise kann durch die bereits bekannten Maßnahmen zur Verbesserung des elektrischen und thermischen Wirkungsgrades ergänzt werden, wie

Betrieb der Transformatoren mit relativ niedrigem Wirkleistungsfaktor,

Obergang zu kurzen stromintensiven Lichtbögen mit ' entsprechender Verringerung der Abetrahlung,

Obergang auf die UHP-Technik (Ultra High Power).

_f ' ORIGINAL INSPECTED

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In der schon erwähnten Weise kann bei Bedarf durch Sauerstoffzufuhr mit Hilfe einer, oder mehrerer Sauerstofflanzen die Schmelzleistunp erhöht und die Bad- und Schlackenbewegung verbessert werden. Die Sauerstoffzufuhr, d.h. die dafür benötigte Lanze kann gleichzeitig für die Zuführung von feinkörnigem Kalk verwendet werden. Durch Kombination der Sauerstoffzufuhr mit einer verstärkten Aufkohlung des Bades durch Einbringen geeigneter Kohlungsmittel läßt sich bei Bedarf eine Verkürzung der Einschmelzzeit bei gleichzeitigem Einsparen von elektrischer Energie erreichen.

In den Einschmelzgefäßen wird ein Stahleisen bzw. Einheitsrohstahl gleichbleibender Zusammensetzung hergestellt, der durch Nachbehandlung in weiteren Verfahrensschritten auf die gewünschte Endanalyse gebracht wird. Auf diese Weise ist mit einer Verfahrenskombination die wahlweise Herstellung eines Stahleisens oder Einheitsrohstahls gleichmäßiger Qualität, die in ihrer Zusammensetzung nach Bedarf variiert werden können, sowie die Herstellung eines beliebigen Qualitätsstahls möglich. Die Automation des Prozesses und die beliebige Einstellung der Chargengrößen für Massen- und Quälitätsstahl macht die Einhaltung genauer Analysentoleranzen für den Fertigstahl und eine optimale Anpassung an die weiterverarbeitenden Stufen durch Vorgabe und genaue Einhaltung der Abstichgewichte möglich.

Während bei den herkömmlichen Arbeitsweisen mit kippbaren Elektro-Lichtbogenöfen zu der dort erwünschten Beschleunigung der Entleerung im allgemeinen Pfannen mit großem Fassungvermögen benutzt werden, die beim Vergießen in einer Stranggußan-Iage zumindest bei den Knüppelproprammen wegen Begrenzung der Gießquerschnitte und der Gießzeit betriebliche Schwierigkeiten verursachen können und deshalb häufig eine Zwischenüberhitzung auf besonderen Heizstanden erfordern, kann das gemäß der

Stahleisen bzw, der Erfindung hergestellte/Einheitsrohstahl aus dem feststehenden

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Einschmelzgefäß ohne Beeinträchtigung der Schmelzzeit in solchen Portionen bzw. Pfanneninhalten entnommen werden, wie es zur Erreichung eines betrieblichen Optimums für das Stranggießen oder die zwischengeschaltete Verarbeitung in weiteren metallurgischen Stufen notwendig erscheint.

in großen Pfannen So werden bei Brammen große Portionen/entnommen und bei

Qualitätsstählen kleinere Pfannen oder Aufnahmegefäße verwen-

j ■ ." j' · j- ^ t, · metallurgische Anbeit

det, in denen in der schon genannten Weise die weitere/ erxolgt Beim Verfahren nach der Erfindung sind Parallelarbeiten möglich, d.h. es kann gleichzeitig Massenstahl in einer Stranggußanlage hergestellt und mit Hilfe der kleineren Pfannen od. dgl. Qualitätsstahl in meist kleinen Mengen erzeugt werden.

Für das Anfahren eines Elektro-Lichtbogenofeiis kann in der schon mehrfach erwähnten Weise ein Einheitsrohstahl als Restschmelze verwendet werden ι der im Gefäß durch eine Schlackenschicht geschützt ist.

Die weitere Möglichkeit zum Anfahren besteht in der Verwendung von Einheitsrohstahl einschließlich entsprechender Schlackenmenge aus einem anderen Einschmelzgefäß· Sofern vor-· handen, können zum Einfahren auch flüssiges Roheisen oder aufbereiteter Schrott eingesetzt werden, wobei letzterer mit verringerter Leistung niedergeschmolzen wird. Die erzielte Gleichmäßigkeit des Einschmelzvorganges· führt zu einer gegenüber üblichem Schrotteinsatz in herkömmlichen Lichtöfen wesentlich geringeren Lärmbelästigung. .

Aus dem gemäß der Erfindung verwendeten feststehenden Einschmelzgefäß wird der Stahl jeweils aus dem unteren Abschnitt des Gefäßes diskontinuierlich in ein Entnahmegefäß abgezogen, wobei der Badspiegel naturgemäß im Rhythmus der Abstiche schwankt. Der Rohstahl wird in der Regel während des Chargierans abgezonen. Nach Füllung des Entnahmegefaßte wird

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die Abstichöffnung mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung, z.B. einem Stopfen, mechanisch oder induktiv wieder geschlossen. Je nach Programm und der während des Einschmelzens vorgenommenen metallurgischen Arbeit kann der Einheitsrohstahl direkt in einer Stranggußanlage oder in Gießständen vergossen oder zunächst in weiteren metallurgischen Schritten auf die gewünschte Endanalyse gebracht v/erden. Bei verringerter Eisenschwammzufuhr im Einschmelzgefäß besteht jederzeit die Möglichkeit zur kontrollierten und gesteuerten Überhitzung « des Bades. Dies erlaubt im allgemeinen eine Legierung in den weiteren Stufen, vorzugsweise während des Entgasens, ohne weitere Wärmezufuhr, wobei bei Bedarf eine Wärmezufuhr durch Lichtbögen oder induktiv möglich ist.

Das Arbeiten mit feststehenden Einschmelzgefäßen und Wechselgefäßen führt gegenüber konventionellen Hochleistunga-Lichtbogenöfen zu einer Verringerung der Investistionskosten je Tonne Rohstahl. Durch die Kontxnuierlichkext des Verfahrens und die Einstellung der metallurgischen Arbeit vor Beginn des Prozesses werden auch die Betriebskosten gesenkt. So werden insbesondere die Personalkosten, die Instandhaltungs- und Reparaturkosten und der Aufwand für feuerfestes Material und Elektroden verringert. .

Die Schlacke, die sich im Einschmelzgefäß gebildet hat, wird in der jeweils genannten Weise diskontinuierlich aus besonderen verschließbaren Schlackenabzugsrinnen abgezogen. Die Abzugsrinnen können am Gefäß, vorzugsweise gegenüber der Stahlabstichsrinne, in mehreren Höhenlagen angebracht sein. Auf diese Weise kann ,Eisenschwamm mit verschieden hohen Bestandteilen an Schlackenträgern verarbeitet werden* Beim Verfahren bzw, der Vorrichtung nach der Anmeldung stört das Anwachsen der Schlackenschicht nicht, weil sie bei Bedarf bis auf eine erforderliche Restmenge von etwa 20 bis '30% abgezogen werden kann. Die Schlackenschieht läßt sich somit

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sowohl in ihrer Dicke als auch in ihrer Verweilzeit variieren» d.h. einstellen* Bevor Schlacke abgezogen wird, kann abgewartet werden, biö die Schlacke völlig ausreagiert hat. Eisenverluste sind infolgedessen sehr gering. Der entnommene Stahl ist in jedem Fall frei von Schlacke, d.h. rein.

Die in vorerwähnter Weise abgezogene Schlacke fällt stets in einer vorbestimmten gleichmäßigen Zusammensetzung an, so daß sie sich besonders für die Verarbeitung auf Nebenprodukte eignet. Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich in dem Fall, wenn im Verbund mit der Direktreduktion gearbeitet wird. Die Direktreduktion ermöglicht insbesondere die Verarbeitung von Eisen-, Nickel-, Kobalt- und oxydischen Kupfererzen auf direktem Wege zum Metall, die sich damit beim Einschmelzen im flüssigen Stahl bzw. Metal ansammeln·' Dagegen werden Mangan-, Chrom-, Titan- und Vanadiumoxyde sowie andere Oxyde nicht reduziert und verbleiben beim Einschmelzen in der Schlacke, aus der sie bei entsprechenden Gehalten des Ausgangserzes durch Laugung oder andere geeignete Verfahren gewonnen werden können. Durch Auswahl geeigneter Erze und ihre Vorbereitung für den Prozeß, erforderlichenfalls in der Verbindung mit der Mischerzpelletierung der Erze vor Einsatz in die Direktreduktionsanlage, ist es möglich, die Einsatzstoffe mit einem solchen Anteil an Nebenbestandteilen zu erzeugen, daß ihre Gewinnung aus der Schlacke unter wirtschaftlichen Bedingungen möglich ist. Außerdem kann hierdurch auch der Gehalt an Nebenbestandteilen in Einheitsrohstahl, wie z.B. Nickel, vorherbestimmt werden.

Es besteht ferner die Möglichkeit der Verbundarbeit mit einer vorgeschalteten Direktreduktionsanlage einschließlich Dampf- und Stromerzeugung zur Abgasverwertung, insbesondere zur Sauerstoff- und Schmelzstromerzeugung. Die bei der Direktreduktion anfallenden großen Abgasmengen, vor allem bei Verwendung gasreicher Kohle als Reduktionsmittel, kann

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vorzugsweise zur Dampf- und Stromerzeugung eingesetzt werden» Bei herkömmlicher Arbeitsweise der Elektrolichtbogenofen verhindern jedoch im allgemeinen die zur Stabilisierung des Netzes notwendigen Maßnahmen eine derartige Nutzung, zumal entsprechende Netze sehr häufig nicht zur Verfügung stehen und eine Einspeisung in das Öffentliche Netz in den Schmelzpausen, soweit vorhanden, nicht immer möglich ist. Die vorgenannte Kontinuierlichkeit des Einschmelzens mit konstanter Leistungsaufnahme ohne · wesentliche Netzrückwirkungen läßt jedoch eine solche Nutzung zu, soweit in direktem Verbund mit der Direktreduktionsanlage gearbeitet wird. Falls die zur Verfügung stehenden Abgasmengen groß genug sind, besteht auf diese Weise die Möglichkeit der Errichtung kontinuierlich arbeitender, vom fremden Strombezug weitgehend unabhängiger Hüttenwerke»

Das Verfahren kann nach der Erfindung bei Bedarf auch für das kontinuierliche Ein- und Umschmelzen von Nichteisenmetallen und Nichteisenmetall-Legierungen oder sonstigen schüttfähigen NE-Metallschrott-Einsatzstoffen oder Verbindungen der Metalle mit anderen Elementen oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen mit Hilfe des Elektro-Lichtbogenofens angewandt werden. Die Anwendung ist insbesondere für solche metallurgischen Prozesse gegeben, wo in Ein- oder Umschmelzofen der Lichtbogen ' als Energiequelle verwendet werden kann^ die Einsatz-, Zuschlagsund Legierungsstoffe in schüttfähiger, d.h. vorzugsweise in granulierter, pelletierter, brikettierter oder sonstiger kleinstückiger Form oder in flüssigem Zustand vorliegen bzw. in einen solchen Zustand überführt werden können-und deshalb kontinuierlich chargiert werden können und eine Trennung zwischen kontinuierlichem Einschmelzen mit portionsweisem Abzug von Sumpfinhalt und Schlacke und den weiteren metallurgischen Verfahrensschritten anwendbar ist, z.B. Reduktion des Zinkoxyds bei der Zinkherstellung, Herstellung von Kupfer-Nickel-Legierun-

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V²⁵ -

gen (Monel-Metall) mit anschließender Hfcduktion, Herstellung; von Handels- und Anodenkupfer, wobei bei Bedarf zur Einsparung von Verfahrensschritten auch eine Hintereinanderschaltung je nach Erfordernis zwischen kontinuierlichem Einschmelzen und nach Unterbrechung des Einschmelzens von Reduktion, Oxydation, Legieren, Fertigmachen oder anderen erforderlichen metallurgischen Arbeiten im gleichen Gefäß möglich ist»

Beim Verfahren nach der Erfindung kann mit Vorteil eine Heißchargierung angewendet werden. Auf diese Weise läßt sich eine weitere Einsparung elektrischer.Energie erzielen*

In den beigefügten Zeichnungen ist eine Ein- bzw. Vorrichtung weitestgehand schematisch veranschaulicht, wie sie zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung verwendbar ist.

Fig. 1 zeigt im Sinne eines Grundrisses ein Aggregat zur kontinuierlichen Elektrostahlerzeugung auf der Basis "Eisenschwamm"} _v

Fig. 2 zeigt das gleiche Aggregat im Sinne eines Vertikalschnittes zur Fig. 1. .

Bei dem Ausführ8ngsbeispiel nach der Zeichnung weist der Schmelzbetrieb drei feststehende Produktionseinheiten, und zwar die Schmelzgefäße 1, 2 und 3, auf. Es handelt sich um feststehende, insbesondere wannenförmige Gefäße, die einen Deckel bzw. ein Gewölbe 4 aufweisen und im unteren Bereich mit « einer verschließbaren öffnung bzw. Rinne 5 zum Abziehen bzw. Absaugen des eingeschmolzenen Metalls, insbesondere Stahl, versehen sind. Im oberen Bereich der Gefäßwandung 6, insbesondere an der der zuvor genannten Entnahmeöffnung 5 gegenüberliegenden Seite, sind mehrere Schlackenabstichrinnen 7 vorgesehen, die in der Höhe zueinander versetzt sind, so daß Schlacke ^! in verschiedenen Höhenlagen abgezogen werden kann. Diese öffnungen bzw. Rinnen sind verschließbar. Mindestens den beiden äußeren Schmelzöfen ist zunächst je ein elektrischer Teil mit den Elektroden 8 zugeordnet. Das mittlere Einschmelzgefäß 2 ist als Wechselgefäß bzw, Speichergefäß vorgesehen, das beispielsweise nach Außerbetriebsetzung eines der beiden äußeren öfen 1 bzw. 3 mit der dann frei-'

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werdenden elektrischen Einrichtung ausgerüstet wird. Die elektrische Einrichtung ist somit zwischen den Einschmelzgefäßen auswechselbar.

Diesem in der Zeichnung dargestellten Schmelzbetrieb zugeordnet bzw, in geeigneter Entfernung nachgeschaltet sind Stranggußanlagen 9 oder andere für die Herstellung von Hassenstahl und Qualitätsstahl geeignete Einrichtungen, Vorgesehen sind ferner ein oder mehrere Stahlauffangbehälter 10 je nach Programm, in welchen die einem Einschmolzgefaßt entnommene Teilmenge auf einen besonderen Stand/bei wahlweiser Zuführung von elektrischer Energie zur Erhöhung des Wärmeinhalts weiteren metallurgischen Schritten, z.B. der Entschwefelung, Entgasung sowie dem Legieren zur Erzeugung entsprechender Stahlqualitäten,unterzogen wird. Im Bereich dieses Pfannenstandes befinden sich die auf die Pfannen aufsetzbaren Entgasungshauben 11 sowie Einrichtungen 12 zur Bereithaltung und Zugabe jeweils benötigter Zuschlags- und Legierungsstoffe sowie die gegebenenfals benötigten Einrichtungen für die Zuführung xx* elektrischer Energie,

Zunächst wird beispielsweise in dem einen Einschmelzgefäß 1 ein Anfangsschmelzbad unter Vermeidung einer überlastung des Netzes erstellt, dann wird die Beschickung mit weitestgehend einheitlich gehaltenen Einsatzstoffen, bei der Herstellung von Stahl, insbesondere Eisenschwamm und Eisenschwammbriketts, eingeleitet und kontinuierlich fortgesetzt. Die speziellen Schritte des Verfahrens sind in der Einleitung dieser Beschreibung dargelegt. Die· elektrische Einrichtung weist mehrere vertikal kontinuierlich absenkbare und hochziehbare Elektroden auf, die im größeren Abstand von den Behälterwandungen gehalten sind, so daß sich bei Bedarf Einsatzmaterial zum Schutz der Wände ablagern kann. Ober die Zuführungsrohre 13 und die Dosier- und Transporteinrichtung IU wird die Be-

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Schickung des Schmelzraumes beispielsweise mit den einem Bunker 15 entnommenen Einsatz- und Zuschlagsstoffen in genauer, fein dosierter Menre auf die Oberfläche des Schmelzbades bewirkt. Auf dem eingeschmolzenen Rohstahl od. dgl. bildet sich eine Schlackenschicht 16, Während der Beschickung des Einsdimelzgefäßes mit Einsatzstoffen tu-dgl. kann die Dicke der Schlackenschicht auf das gewünschte Maß verändert werden» wobei über eine der öffnungen 7 Schlacke in den Schlackenbehälter 17 abgezogen wird, von wo sie gegebenenfalls einer Weiterverarbeitung auf die in ihr enthaltenen Nebenprodukte zugeführt werden kann. Ebenso wie die Schlacke kann der Rohstahl od. dgl. 18 jeweils in der erforderlichen bzw. benötigten Teilmenge über die Rinne 5 abgezogen werden, wobei die Pfanne 10 entweder direkt der Stranggußanlage 9 oder zunächst

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dem erwähnten Standplatz*/zur Durchführung der weiteren metallurgischen Arbeiten bis zur Erreichung der gewünschten Endanalyse zugeführt werden kann. Der so entweder parallel oder nacheinander hergestelle Massen- oder Qualitätsstahl kann anschließend wahlweise auf die Stranggußanlage oder den anderen Einrichtungen, z.B. zum Abguß von Kokillen, vergossen werden.

Zum Anfahren des zweiten Einschmelzgefäßes wird eine Teilmenge Rohstahl einschließlich Schlacke aus dem Gefäß 1 entnommen, so daß der Schmelzbetrieb unter kontinuierlicher Zuführung von Einsatzstoffen sofort aufgenommen werden kann. Für den Fall der Außerbetriebsetzung eines der öfen 1 und 3 wird der als WachseIgefaß vorgesehene Einschmelzofen 2 in der vorerwähnten Weise mit einer Mindestmenge an Rohstahl und falls dies zur Vermeidung der Abstrahlung erwünscht ist, auch mit einer entsprechenden Schlackenmenge gefüllt * Zum geeigneten Zeitpunkt wird die elektrische Einrichtung 8 von dem außer Betrieb gesetzten Ofen abgehoben und auf das Wechselgefäß aufgesetzt, so daß hier ebenfalls der Schmelzprozeß schnell und ohne Überlastung des Netzes eingeleitet und betrieben Wird.

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Tritt eine Störung beim Pfannenofen oder bei der Strang» gußanlage auf_t kann die für das Vergießen oder Weiterverarbeiten in dem Behälter 10 bereitgestellte Schmelzbadmenge in einen der in Betrieb befindlichen Einschmelzöfen zurückgegossen werden, zu welchem Zweck die Einfüllgefäße naturgemäß, mit Befüllungsöffnungen ausgerüstet sind* Es besteht auch die Möglichkeit, jeweils eines der Einschmelzgefäße zur Speicherung einer Rohstahlmenge einschließlich Schlackenschicht bereitzuhalten oder mindestens zeitweise für diesen Zweck zu verwenden, um in solchen Zeiten, wo eine größere Netzbelastung nicht erwünscht oder nicht möglich ist» mit dem ge speicherten Rohstahl die Stahlproduktion fortsetzen zu können.

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Claims (1)

1. P a t e η t an sprue h e :

   1· Verfahren zur Erzeugung von für die Weiterverarbeitung bestimmten Metallen bzw. Metallegierungen» insbesondere Stahl» als Massenstahl oder SpezialStahl (z.B. Halbfabrikate) oder Verbindungen dieser Metalle mit anderen Elementen, z.B. Metalloxyden oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen mit Hilfe des Elektro-Lichtbogenofens unter Verwendung von schüttfähigen Einsatzstoffen, bei Stahl vorzugsweise Eisenschwamm oder Eisenschwammbriketts oder sonstigen schüttfähigen Einsatz- und Zuschlagsstoffen, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß der Lichtbogenofen nach Ersterstellung eines Anfangs-, schmelzbades - Normalbetrieb voausgesetzt - im wesentlichen mit begrenzten Mengen schüttfähiger (bei der Stahlerzeugung hochmetallisierter) weitestgehend einheitlich gehaltener Einsatz- und Zuschlagsstoffe, insbesondere bei Abstimmung der Dosierrate, zum Wärmeäquivalent bzw, zur Energie des vorhandenen Schmelzbades einschließlich der Schlacke und der Bad- und Schlackenbewegung sowie ihrer gleichmäßigen feinen Verteilung auf große Bereiche der Bad- bzw. Schlackenoberfläche, vorzugsweise kontinuierlich beschickt wird und daß - vorzugsweise auch zur Zeit der Beschickung, jedoch nach Ausreaktion — im oberen, über dem Schmelzbadspiegel liegenden Bereich die Schlacke und in einem unterhalb der Schlacke verbleibenden Bereich das geschmolzene Metall (Stahl) oder die sonstigen geschmolzenen Stoffe diskontinuierlich in jeweils erforderlicher bzw. benötigter Teilmenge abgezogen werden, und zwar höchstens so weit, daß im Schmelzraum des Einschmelzgefäßes zwecks Erzielung eines längeren Dauerschmelzbetriebes ständig eine größere Mindestmenge geschmolzenen Materials einschließlich Schlackenschicht zum sofortigen Einschmelzen der weiteren» dosiert zulaufenden Einsatz- und Zuschlagsstoff· verbleibt*

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   2, Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Elektro-Lichtbogenofens entsprechend der Schwankung des Badspiegels automatisch kontinuierlich hochgezoRen oder nachgesetzt werden.

   3, Verfahren nach Anspruch !.,dadurch gekennzeichnet, daß die den Schmelzraum des Einsehmelzgefäßes während einer maximalen Dauerbetriebszeit passierende, stets in Teilmengen abgezogene Gesamtmenge an geschmolzenem Metall, insbesondere Stahl, oder sonstigem geschmolzenem Material größer ist bzw. sein'kann als das einmalige maximale zulässige Fassungsvermögen dieses Schmelzraumes,

   4, Verfahren nach Anspruch 1 bzw, 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schmelzbetrieb bei größeren Entnahmepausen unterbrochen und mit verringerter elektrischer Energie das Bad in fertig erschmolzenem Zustand gehalten wird, der jederzeit das Abziehen einer Teilmenge der Schmelze sowie die sofortige Fortsetzung der Zuführung der Einsatzstoffe und des Schmelzprozesses unter Vermeidung stärkerer Netzrückwir» kungen erlaubt· *

   5, Verfahren nach Anspruch 1 bzw, einem der folgenden, dadurch gekennzeichn et, daß die im Schmelzraum zurückpehaltene Mindestmenge an insbesondere aus Eisenschwamm oder Eisenschwammbriketts erschmolzenem Werkstoff etwa 20 bis 40 % des maximal zulässigen Fassungsvermögens des Schmelzraumes beträgt und die Schlacke, deren Verweilzeit bis zur völligen Ausreaktion eingestellt werden kann, bis auf einen Rest von etwa 20 bis 30 % abgezogen wird,

   6, Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzraum des Einschmelztefäßes bei der Erstellung des Anfangsschmelzbades mindestens etwa im Umfang dev Mindestmenge aus einem zuvor in Betrieb gewesenen Nachbarofen gleicher Betriebs-

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   art bzw. einem Speicherbehälter mit bereits der Beschaffenheit der Einsatzstoffe entsprechendem geschmolzenem Werkstoff einschließlich einer ausreichenden Schlackenmenge - wenn dies für betrieblich erforderlich oder vorteilhaft angesehen wird beschickt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß die im Schmelzraum des Lichtbot»enofens durchzuführende metallurgische Arbeit, insbesondere für die Erzeugung von Massenstahl, im wesentlichen auf die Herstellung eines Stahleisens,mit einer solchen unteren Grenze in C-Rehalt, daß die Schlacke basisch eingestellt werden kann, oder durch Aufkohlung auf den zur Herstellung eines Einheitsrohstahls gewünschten C-Gehalt, gegebenenfalls auch auf das Entfernen des Phosphorgehaltes» beschrankt ist.

   8. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch R e k e η η ζ e i c h net, daß eine aus dem Schmelzraum mit der jeweils erwünschten Abstichtemperatur entnommene Teilmenge erst in Spezialeinrichtungen den notwendigen weiteren metallurgischen Schritten, z.B. Entschwefeln, Entgasen, Legieren, Feinen oder sonstigen Verfahrensschritten, zum Erreichen der gewünschten Endanalyse für den Massen- und Qualitätsstahl unterzogen wird.

   9. Verfahren nach Ansprüchen 7 und 8, d a d ü r c h ge kennzeichne t , daß die Arbeiten zur Erzeugung von Massen- oder Qualitätsstahl parallel nebeneinander durch« geführt werden*

   10. Verfahren nach Anspruch 1 bzw* einem der folgenden, dadurch gekennzei ch.net , daß das Einschmelzen des Eisenschwammes od. dgl. in vorzugsweise fest- . stehenden, insbesondere wannenförmigen, Lichtbögenöfen (1, 2 bzw. 3) durchgeführt wird.

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   11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolichtbogenofen einen vorzugsweise fest installierten Deckel, insbesondere ein festes Gewölbe, aufweist» der öffnungen für die Elektroden und Lanzen sowie für Zuführungsrohre für die Einsatz- und Zuschlagsstoffe und für das Einfüllen flüssiger Einsatzstoffe besitzt.

   12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise wannenförmig ausgebildete Lichtbogenofen (1) mehr als drei Elektroden aufweist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Wände (6) bei dem wan-. nenförmigen Ofen (1) weit von den Elektroden entfernt sind» derart, daß eine Beschädigung durch Abstrahlung vermieden ist.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichne t , daß der Abstand zwischen Elektroden und Wand derart groß ist, daß sich Einsatzstoffe, die nicht eingeschmolzen sind, an der Wand ablagern und eine Schutzschicht bilden können.

   15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der durch agressive Schlacke der Beschädigung ausgesetzte Wandbereich des Schmelzraumes auf eine möglichst eng begrenzte Wandzone» die der Badspiegelbewegung bei der Entnahme des geschmolzenen Einsatzmaterials entspricht» festgelegt ist» die dann bei entsprechender Absenkung des Badspiegels mit Hilfe von aufgebrachten Spritzmassen reparierbar ist.

   16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet) daß die feststehenden Produktionseinhexten (Einschmelzgefäße) mit fest installierten» bei Bedarf auf erhöhten Seitenwänden

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   angeordneten Deckeln zur Verringerung der Beschädigung durch · Abstrahlung versehen sind,

   17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e -

   k e η η ze ic h η e t , daß ein Schmelzbetrieb mindestens zwei bis drei feststehende Produktionseinhexten (Schmelzräume) aufweist, die untereinander unter Übernahme einer Mindestmenge an bereits aus ständig gleichen Einsatzstoffen erschmolzenem Material angefahren werden können·

   18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e η η ζ eic h η e t , daß sämtliche oder einige der Produktionseinheiten (1, 2, 3) zur Speicherung des erschmolzenen Stahls od. dgl. verwendbar sind. ,

   19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, insbesondere nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h net , daß den Produktionseinheiten eine hinsichtlich der Anzahl geringer gehaltene, umsetzbare elektrische Einrichtung zugeordnet wird, indem jeweils ein oder zwei Betriebseinheiten ein Wechselgefäß ohne elektrische Installation zugeordnet ist.

   20. Verfahren zum Schmelzen von'sitähl usw. in Lichtbogen-Öfen insbesondere nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Chargieren durch eine solche Anzahl von Zuführungsrohren durch den Deckel des Einschmelzgefäßes vorgenommen wird, daß eine gleichmäßige feine Verteilung der Einsatz- und Zuschlagsstoffe zwischen den Elektroden und der Wand des Schmelzraumes sowie zwischen den Elektroden selbst unabhängig von der Anzahl dieser Elektroden in annähernd genauer Abstimmung der Dosierrate an die Energie des Bades und der Schlacke unter gleichzeitiger Steuerung der Bad- und Schlackenbewegung durch eine oder mehrere der nachfolgenden Maßnahmen

   a) Einstellung des Restsauerstoffgehaltes des Eisenschwammes od. dgl. durch Wahl eines bestimmten!Reduk-

   tionsgrades bei der Direktreduktion, .

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   ORIGINAL INSPHCTED-

   b) Zuführung von Kohlenstoff durch Lanzen oder andere geeignete Maßnahmen,

   c) Zuführung von Flüssigkeitssauerstoff, falls erforderlich,

   erfolgt, derart, daß ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den kontinuierlich chargierten Einsatz- und Zuschlagsstoffen und der Schlacke bzw. dem Bad gewährleistet ist, so daß im Idealfall jedes chargierte Einzelkorn beim Durchgang durch die Schlacke oder spätestens beim Auftreffen auf das Bad sofort eingeschmolzen und eingeschlackt wird, wobei die Einschmelztemperatur, die aufgrund dieser Maßnahmen relativ niedrig gehalten werden kann, konstant über Liquidustemperatur gehalten wird.

   21. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme eines Lichtbogenofens für die Ersterstellung eines Anfangsschmelzbades unter Vermeidung einer überhöhten Belastung des Stromversorgunesnetzes eine aus Schrott oder anderen festen Einsatzstoffen bestehende Erstbeschickung mit verringerter elektrischer Leistung niedergeschmolzen wird.

   22. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennze lehnet, daß bei Chargierungen auf einen flüssigen Sumpf mit geringer Spannung und Stromstärke angefahren und die durch den geringen Einschaltstrom verursachte Einschaltspitze durch ein geeignetes Dämpfungsglied, z.B. einen Kondensator, so kompensiert wird, daß Rückwirkungen auf das Netz vermieden werden·

   23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß während der beginnenden Chargierung Stromstärke und -spannung stufenweise gesteigert werden, bis eine gleichmäßige höchste Leistungsaufnahme erreicht wird, die während des Einschmelzens konstant bleibt·

   .109884/0604 original inspected

   24. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verringerung oder Unterbrechung der Zuführung von Eisenschwamm das Schmelzbad einer kontrollierten Überhitzung ausgesetzt · wird, derart, daß in den nachfolgenden Stufen in dem jeweiligen Entnahmegefäß oder weiteren Einrichtungen eine Zulegierung, vorzugsweise während der Entgasung, im allgemeinen ohne weitere Wärmezufuhr durchführbar ist,

   25. Verfahren nach Anspruch 24» dad u r eh ge ke η η ζ ei c h η e t , daß bei Bedarf eine Wärmezufuhr über Lichtbögen oder induktiv erzeugte Wirbelströme erfolgt.

   26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 24 bzw. 25, d ad ure h gekennzeichnet, daß jedem Einschmelzgefäß je nach Durchsatzleistung, dem angestrebten Sorten- und Qualitätsprogramm und den Anforderungen der weiterverarbeitenden Stufen, insbesondere der Vergießeinrichtunp, ein oder mehrere Stahlauffangbehälter zugeordnet sind, in denen bei Bedarf der Einheitsrohstahl direkt zu den Abgießvorrichtungen transportiert oder parallel dazu in weiteren metallurgischen Schritten auf die gewünschte Endanalyse gebracht wird.

   27. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch die Verwendung verfahrbarer lichtbogen- oder induktivbeheizter Pfannenöfen mit Absaugdeckel oder kombinierter beheizter Vakuumgefäße.

   28. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbund mit der Auswahl der Rohstoffe, gegebenenfalls der Pelletierung von Erz oder sonstigen Rohstoffmischungen in genau vorgegebenen Verhältnissen und Konzentrationen und der Direktreduktion mit Einstellung des Reduktionsgrades das jeweilige Einschmelzgefäß mit einheitlich bleibenden Einsatzstoffen beschickt wird, die neben Eisen Mangan-, Chrom-, Titan- und Vanadiumoxyd bzw. weitere Oxyde aufweisen, die sich in diesen Ein-

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   schmelzgefäß in der Schlacke ansammeln, wo sie in einem durch die vorgenannten Maßnahmen bestimmbaren Umfang angereichert werden, daß sie durch Weiterverarbeitung der Schlacke wirtschaftlich gewinnbar sind.

   29. Verfahren zur Erzeugung von Elektrostahl oder einem in gleicher Weise zu erzeugenden Werkstoff» gekennzeichnet durchdie Verbundarbeit des kontinuier-

   nach AnsDruch 1 liehen LichtbogenschmelzVerfahrens/mit einer vorgeschalteten Direktreduktionsanlage, die Einrichtungen zur Dampf- und Stromerzeugung durch sofortige Abgasverwertung, insbesondere Einrichtungen zur Sauerstoff- und Schmelzstromerzeugung, auf«- weist.

   30. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach , Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß das Einschmelzgefäß des Elektro-Lichtbogenofens für das Abziehen der Teilmengen des geschmolzenen Stahls eine tiefliegende verschließbare öffnung, insbesondere BodenöffnunR, aufweist und im oberen Bereich der Wandung mit in der Höhe versetzt bzw. gestaffelten verschließbaren Abzugsrinnen für unterschiedlich anfallende Schlackenmengen versehen ist.

   31. Vorrichtung nach Anspruch 30, d a du rc h ge kennzeichnet , daß für die Bodenöffnung ein mechanischer, z.B. durch einen Stopfen gebildeter» Verschluß vorgesehen ist.

   32. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß bei magnetischem Gut ein durch Induktionsströme bewirkter Verschluß bei der Bodenöffnung Anwendung findet.

   33* Vorrichtung nach Anspruch 30 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet) daß die Bpdenöf f-

   9884/060 4 or_IGInal (nspectesj

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   nung an eine Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigstahl od. dgl. angeschlossen ist.

   34. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u roh ge k e η η« zeichnet, daß das Einschmelzgefäß bei Verbundarbeit mit einer Direktreduktionaanlage mit aus letzterer entnommenem heißen Eisenschwamm in der vorbestimmten Menge beschickt wird.

   35. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Lichtbogenöfen eine Heißchargierung angewendet wird, derart, daß eine weitere Einsparung an elektrischer Energie eintritt.

   36. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 7, d a d u r c h

   g e k e η η ζ e i c h η e t , daß durch kontinuierliche Zugabe von Schlackenbildnern, überwiegend Kalk und Kohlenstoff, während des Einschmelzens der Kohlenstoffgehalt und die Schlackenzusammensetzung konstant gehalten werden.

   37. Verfahren nach Anspruch 36, d a d u r c h g e -

   k e η η ζ e i c h η et , daß die Reaktionszeit der Schlacke und die Dicke der Schlackenschicht einstellbar sind, derart, daß Einsatzstoffe mit hohen Schlackenanteilen ohne. Leistungsminderungverarbeitend die Reaktionszeit bis zur Erzielung eines qualitativen oder betrieblichen Optimums ausgedehnt werden können.

   38. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Fällen, wo sich die nachgeschaltete metallurgische Arbeit beim Massenstahl auf das Entgasen beschränkt und die Entstehung des Kohlenstoff gehaltes und eventuelle Zulegierungen während des Einschmelzens erfolgen, eine Kombination des Einschmelzgefäßes mit einer anschließenden kontinuierlichen Durchlaufentgasung angewendet wird·

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   39. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Einstellung der metallurgischen Arbeit und der Dosierraten vor Prozeßbeginn und Automation des Prozesses.

   40. Verfahren nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch den Einsatz einer Prozeßsteuerung für Stofftransport, Dosierung und Zugabe sowie Schmelzenführung.

   41. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, gekennzeichnet .durch eine Verringerung der Leistungsaufnahme bei Spitzenzeiten der Netzbelastung bei Fortsetzung der dem Einschmelzen folgenden Arbeiten aus der Stahlspeicheruntz.

   42. Verfahren nach Anspruch 20,dadurch gekennzeichnet , daß die für die Sauerstoffzufuhr vorgesehene Lanze gleichzeitig für die Zuführung von feinkörnigem Kalk dient.

   43. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Automation des Prozesses und die beliebige Einstellung der Chargengrößen für Massen- und Qualitätsstahl die Einhaltung genauer Analysentoleranzen für den Fertigstahl und eine optimale Anpassung an die weiterverarbeitenden Stufen durch Vorgabe und genaue Einhaltung der Abstichgewichte ermöglicht wird.

   44. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2 und einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem feststehenden Einschmelzgefäß ohne Beeinträchtigung der Schmelzzeit das hergestellte Stahleisen bzw. der Einheitsrohstahl in solchen Portionen bzw. Pfanneninhalten entnommen wird, wie es zum Erreichen eines betrieblichen Optimums für* das Stranggießen oder die zwischengeschaltete Verarbeitung in weiteren metallurgischen Stufen notwendig ist.

   109884/06CU

   45. Verfahren nach Anspruch 1 bzw, einem der folgenden, gekennzeichnet durch seine Anwendung für das kontinuierliche Ein- und Umschmelzen von Nichteisenmetallen und Nichteisenmetall-Legierungen oder sonstigen schüttfähigen NE-Metallschrott-Einsatzstoffen oder Verbindungen der Metalle mit anderen Elementen oder sonstigen schmelzbaren Erden oder Stoffen des Elektro-Lichtbogenofens.

   109884/0604