DE2610591C2 - Verfahren und Anordnung zur Schmelzreduktion von feinkörnigem, eisenoxydhaltigem Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmelzreduktion von feinkörnigem, eiscnoxydhnltigern Material, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus den DE-OS 24 12 887 und 25 26 543 ist es bekannt, feinkörniges, eisenoxydhaltigcs Material auf der Oberfläche eines Roheisenbades in der Nähe eines Gleichstromlichtbogens zu reduzieren, der /wischen einer als Kathode geschalteten hohlen Elektrode und dem als Anode geschalteten Roheisenbad aufrechterhalten wird, wobei dem Bad durch einen Kanal in der Eleklrode feinkörniges, cisenoxydhaltiges Material, eventuell gemischt mit entsprechend feinkörnigem kohlenstoffhaltigem Material, zugeführt wird. Die Reduktion dürfte hierbei im wesentlichen auf dem Teil der Badoberfliiche geschehen, der vom Lichtbogen getroffen wird. Aufgrund des in gleichbleibender Richtung verlaufenden Stromes des Glcichstromlichibogcns, der einen starken Gasstrom mit sich reißt, bläst der Bogen die Schlacke zur Seite, wodurch eine schlackenfrcic Rohciscnllilchc freigelegt wird.

Aufgrund der hohen Temperatur dieser Fläche findet auf ihr eine schnelle Reduktion von großen Flüssen pro Flächeneinheit oxydischen Materials statt, wahrscheinlich im wesentlichen mit Hilfe des im Roheisenbad gelösten Kohlenstoffes. Wenn gleichzeitig feinkörniges, kohlenstoffhaltiges Material in der Nähe des Lichtbogens zugeführt wird, erfolgt die Äufkohlung übcrra- schcnderweise in dem erforderlichen Takt Wenn die Schlackenschicht auf der Roheisenoberfläche zu dick wird, so kann die Aufkohlung mit der Reduktion nicht Schritt halten. Dies beruht auf der für den Lichtbogen zunehmenden Schwierigkeit, eine ausreichend große

to Roheisenoberflüche bei zunehmender Dicke der Schlakkcnschicht von Schlacke freizuhalten. Der Fußpunkl des Lichtbogens verharrt nicht in einem Punkte, sondern tänzelt im Bereich der Elektrode umher. Dies hat bei zunehmender Dicke der Schlackcnschicht zur Folge.

daß die freigelegte Roheisenoberfläche immer kleiner wird, so daß das durch den Kanal in der Elektrode zugeführtc Material nicht auf Roheisen, sondern auf Schlakke fällt. Hierdurch wird sowohl die Aufkohlung wie auch die Reduktion gestört.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches gegenüber Dickenunterschieden der Schlackenschicht bedeutend unempfindlicher ist als das bekannte Verfahren.

Zur Lösung diese:· Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches ! vorgeschlagen, welches die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ei ne Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu ent wickeln.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 genannten Merkmale hat.

j·; Abgesehen von der verminderten Empfindlichkeit des Verfahrens und der Anordnung nach der Erfindung gegenüber unterschiedlich dicken 3rhlackenschichlcn. hat die Erfindung außerdem den Vorteil eines niedrigeren Gehaltes an FcO in der Schlacke, die bei der Rcduk- tion gebildet wird und eines geringeren Verschleißes sowohl der Wand- wie der Dcckelausfüttcrung im Ofenraum.

Bei der Erfindung wird also mit einem gemeinsamen von Schlacke befreiten Brennfleck für alle Elektroden

■ti gearbeitet und der Materialfluß aus dem feinkörnigen, eisenoxydhaltigcm Material, das vorzugsweise mit feinkörnigem, kohlenstoffhaltigem Material gemischt ist. wird diesem schlackenfreien Brennfleck zugeführt. Die MatcrialflUssc werden dabei so dosiert, daß sie unmittcl-

w bar reagieren und keine Ansammlung von nichtrcagiertem Material stattfindet.

Die Verwendung von Gleichstrom sowie die Anordnung der mehreren Elektroden so nahe nebeneinander, wie es mit Rücksicht auf die Elektrodenhalter und die Durchführungen durch den Ofendeckel möglich ist, haben zur Folge, daß die Lichtbogen infolge der elektromagnetischen Kräfte in das Zentrum der Elektrodenanordnung gelenkt werden. Hier bildet sich ein im wesentlichen stillstehender, sehr heißer Brennfleck, zu dem gc-

M) maß der Erfindung das genannte feinkörnige Material durch eine im Zentrum der Elektrodenkonfiguralion angeordnete gekühlte Lan/c geführt wird. Da der Brennfleck im wesentlichen stillsteht, ist es auf diese Weise möglich, auch bei verhältnismäßig dicken Schlaekcn-

ti'i schichten, die eine — relativ gesehen — kleinere freigelegte Kohcisenobcrfläche bewirken, das meiste des /ugcführien Materials auf der im Urennflcck mehr oder weniger freigelegten Roheisenoberfläche zu plazieren.

Hierdurch erhält man eine schnelle Aufkohlung und Reduktion mit einem folglich niedrigen FeO-Gehalt in der Schlacke.

GemäB der Erfindung wird die Lage der Elektroden in vertikaler Richtung individuell in bekannter Weise so gesteuert, daß die Stromstärke in allen Elektroden möglichst gleich groß ist. Hierdurch wird, besonders bei drei oder mehr Elektroden, eine große Lagestabilität des Brennfleckes sichergestellt Dadurch, daß die Stromstärke in den Elektroden ungefähr gleich ist, ist auch der to Potentialunterschied zwischen den Elektroden klein. Dies bedeutet, daß die Elektroden sehr nahe nebeneinander angeordnet werden können, ohne daß Überschlagsgefahr besteht.

Gemäß der Erfindung werden daher die mehreren Elektroden nahe nebeneinander angeordnet, was in Kombination mit der Ablenkung der Lichtbogen zum Symmetriezentrum den — insbesondere bei niedriger Lichtbogenspannung — bedeutsamen Vorteil mit sich bringt, daß die Lichtbögen nur einen kleinen Teil der Wände und des Deckels des Ofenraumes beleuchten, da diese von den Elektroden beschattet werden.

Gemäß der Erfindung werden vorzugsweise Soderberg-Elektroden verwendet, die infolge ihres relativ hohen spezifischen Widerstandes einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben. Hierdurch kann man eine verhältnismäßig gute Beschallung der Wände und des Gewölbes erzielen und gleichzeitig die Elektrodenkosten niedrig halten.

Um den Verschleiß an den Teilen der Ausfüttcrung jo von Wänden und Deckel zu verringern, die durch die unvermeidlichen kleinen Spalte zwischen den Elektroden beleuchtet werden, hat es sich gemäß der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, den Ofentrog um einen Winkel von 360: η Grad langsam hin- und herzudrehen, J5 wobei η die Anzahl der Elektroden ist. Der Teil des Wandfutters, der durch den Spalt zwischen den unteren Enden der Elektroden und dem Bad beleuchtet wird, wird am besten durch Kühlen des Futters geschützt.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbei-Spieles einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens soll die Erfindung näher erläutert werden. Der Ofen isi in der Figur im Schnitt dargestellt.

Die Figur zeigt einen Ofen 1 mit :inem dichtschließendcn Deckel 2 und einer Gießanordnung 4 für die Metallschmelze 5 und die Schlacke 6. Der Deckel 2 ist mit einem Absaugkanal 3 versehen. Die Metallschmelze 5 ist durch die Bodenkoir'akte 7 an eine Gleichstromquelle 8 angeschlossen. Durch den Deckel verlaufen vier vertikale, symmetrisch um die vertikale Mittellinie des Ofens plazierte Elektroden 9 sowie eine wassergekühlte, zentral angeordnete Lanze 10 für die Zufuhr der Materialmischung. Die Elektroden 9 sind über individuelle Rcgelorgane 11 an die Gleichstromquelle 8 angeschlossen. Mit den Regelorganen 11 wird die Höhe der Elektroden 9 so eingestellt, daß sich der Strom gleichmäßig auf sämtliche Elektroden verteilt. Die Gleichslromlichtbögen zwischen den Elektroden und der Schmelze treffen sich im Zentrum der Eiektrodenkonfiguration auf der Metallschmelze und erzeugen einen t>o sehr heißen Brennfltck. Über die Lanze wird in diesen Brennfleck eine Mif>chung aus eiscnoxydhaitigem und kohlenstoffhaltigen^ Material geführ, und dort schnell zu einer kohlenstoffhaltigen Eiscnschmelze reduziert. Mittels der Gicüanordnj'jg 4 wird das Niveau der Hi- t/> senschmelze und Schlacke konstant gehalten.

Um eine zentralsynimetrische Anbringung der Kathoden im Ofenraum vor... >men zu können, sind mindestens drei Kathoden erforderlich. Eine obere theoretische Grenze für die Kathodenzahl gibt es nicht; in der Praxis wird eine solche obere Grenze durch wirtschaftliche und regelungstechnische Gründe gesetzt werden. Bei einer gegebenen Ofengröße ergibt eine hohe Anzahl von Elektroden den Vorteil eines besseren Beschaftungseffektes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren bei der Schmelzreduktion von feinkörnigem eisenoxydhal ligem Material mittels feinkörnigen, kohlenstoffhaltigen Materials auf der Oberfläche eines Roheisenbades mit Hilfe von Gleichstromlichtbögen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtbogen aufrechterhalten werden zwischen zentralsymmetrisch angeordneten, im wesentlichen parallelen und im wesentlichen vertikalen, als Kathode geschalteten Elektroden, die so nahe beieinander angeordnet sind, daß ein gemeinsamer Brennfleck im Symmetriezentrum der Elektrodenanordnung auf der Oberfläche des als Anode geschalteten Roheisenbades entsteht, und daß diesem Brennfleck dosierte Flusse des feinkörnigen, cisene-ydhaltigen Materials und des feinkörnigen, kohlsfistoffhahige« Materials zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüsse des feinkörnigen, eisenoxydhaltigen Materials und des feinkörnigen, kohlenstoffhaltigen Materials dem Brennfleck gemischt zugeführt werden.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen mit jenafesHem Material ausgekleideten Ofenraum sowie einen im Ofenboden angeordneten Anschluß für den positiven Pol einer Gleichstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß durch dtn Deckel (2) des Ofens mellirere zentralsymmetrisch nah; beieinander angeordnete, im wesentlichen parallele i.nd im wesentlichen vertikale Elektroden geführt sind, die individuell! an den negativen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind und auf gleiche Belastung steuerbar sind, und daß eine Zuführanordnung (10) für die Zufuhr von Material zu einem zentralen Bereich vor und unter den Elektroden vorhanden ist.