[go: up one dir, main page]

DE2710377C2 - Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger

Info

Publication number
DE2710377C2
DE2710377C2 DE2710377A DE2710377A DE2710377C2 DE 2710377 C2 DE2710377 C2 DE 2710377C2 DE 2710377 A DE2710377 A DE 2710377A DE 2710377 A DE2710377 A DE 2710377A DE 2710377 C2 DE2710377 C2 DE 2710377C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
vessel
metal sponge
sponge
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2710377A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2710377B1 (de
Inventor
Heinrich-Otto Dipl.-Ing. Rossner
Henri Dr.-Ing. Seelig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wm Umwelttechnik 2300 Kiel De GmbH
Original Assignee
Fried Krupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fried Krupp AG filed Critical Fried Krupp AG
Priority to DE2710377A priority Critical patent/DE2710377C2/de
Priority to SE7802371A priority patent/SE7802371L/xx
Priority to AR271306A priority patent/AR214559A1/es
Priority to BE185713A priority patent/BE864631A/xx
Priority to US05/885,021 priority patent/US4203760A/en
Priority to BR7801444A priority patent/BR7801444A/pt
Priority to GB9435/78A priority patent/GB1555850A/en
Priority to JP2759278A priority patent/JPS53127317A/ja
Priority to IN315/CAL/78A priority patent/IN149635B/en
Publication of DE2710377B1 publication Critical patent/DE2710377B1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2710377C2 publication Critical patent/DE2710377C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
    • C21B13/125By using plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5205Manufacture of steel in electric furnaces in a plasma heated furnace
    • 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
    • C22B9/16Remelting metals
    • C22B9/22Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation
    • C22B9/226Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation by electric discharge, e.g. plasma
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stahlherstellung aus Metallschwamm unter Verwendung von Gasplasmen als Energieträger.
Aus der deutschen Patentschrift 21 49 407 ist bereits ein Verfahren zum Einschmelzen von Metallschwamm durch Gasplasmen bekannt, bei dem der schwammartige Rohstoff von oben zugeführt und in dem der Plasmastrahl von oben auf die Schmelze gerichtet wnd. Dabei fällt das Metall wegen seiner größeren Dichte in Form kleiner Tropfen durch die flüssige Schlacke. Im Metallschwamm ursprünglich vorhandene Verunreinigungen, wie z. B. Schwefel und Phosphor, werden von der Schlacke aufgenommen. Es sind jedoch schlackenbildende Zusätze nötig, zu deren Verflüssigung Energie aufgebracht werden muß. Das nach Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren will diesen Nachteil beseitigen.
Weiterhin wird in der deutschen Patentschrift 2110 274 eine Vorrichtung zum Einschmelzen von Metallschwamm durch inerte Gasplasmen beschrieben, die auf Schlackenarbeit verzichtet, jedoch ist der apparative Aufwand sehr groß, da die Reinigung des Metällschwamms in Vakuum durchgeführt werden muß.
Diesen Mangel beseitigt ebenfalls das nach Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ohne größen apparativen Aufwand energie- und kostensparend Stähle herzustellen, wird in überraschender Weise dadurch gelöst, daß auf Zugabe basischer oder saurer Mittel verzichtet und die aus der Gangart des Metällschwamms entstehende Schlacke laufend abgezogen wird, Erfindungsgemäß wird der Plasmabrenner unter einem solchen Winkel auf das Metallbad gerichtet, daß die gesamte Badoberfläche vom Plasmakegel bedeckt ist und sich eine nur sehr dünne Schicht des ungeschmolzenen Rohstoffs auf dem Metallbad befindet. Falls eine Nachbehandlung mit Desoxidations- und Legierungsmitteln nötig ist, so kann diese in einem weiteren, mit dem Schmelzherd verbundenen Gefäß durchgeführt werden. Mißt man zudem im zweiten Gefäß charakteristische Größen, wie z. B. das Sauerstoffpotential und die Temperatur, so bietet sich mit diesen Meßdaten eine automatische Steuerung des Gesamtprozesses an.
Die Technik des Einschmelzens im Elektrolichtbogenofen ist u. a. aus der AT-PS 2 69 929 bekannt. Das Verfahren nach der Erfindung hat jedoch den Vorteil, daß zur Reinigung des Metällschwamms keine zusätzlichen Mittel zur Schlackenbildung zugeführt und erhitzt werden müssen. Die Energieersparnis beträgt bei einer Schlackentemperatur von 1570° C in einem 60-t-Elektrolichtbogenofen 1,08 kWh/kg Schlacke. Das man ohne den großtechnischen Aufwand auskommt, den das Vakuumverfahren erfordert, wirkt sich bei der Stahlherstellung kostensenkend aus.
Durch das unmittelbare Aufschmelzen des Metällschwamms durch den Plasmakegel, durch den die einzelnen Körner des Schwamms als flüssige Tropfen in das Bad übergehen, und die intensive Abscheidung der Gangart vom Metall während des Schmelzprozesses erzielt man mit «lern erfindungsgemäßen Verfahren überraschenderweise sehr hohe Entschwefelungs-(75 - 95%) und Entphosphorungsgrade (> 50%) sowie kleine oxidische Verunreinigungen im Stahl, die bei den bisher bekannten Verfahren erst durch Metall-Schlakke-Reaktionen in größeren Mengen entstehen. Vorteilhaft gestaltet sich auch der Einsatz eines zweiten Gefäßes, in das das flüssige Metall jeweils in der Menge abgelassen wird, wie Metallschwamm eingeschmolzen wird. Mit Hilfe der im zweiten Gefäß gewonnenen Meßdaten kann dabei der gesamte Prozeß der Stahlherstellung nach der Erfindung gesteuert werden. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Soll-Temperatur wird entweder die Chargiergesehwindigkeit erhöht oder die Einspeisung an elektrischer Energie verringert. In ähnlich vorteilhafter Weise kann auch der C-Gehalt des erzeugten Stahls beeinflußt werden.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Es zeigt
Fig. 1 eine Ofenanordnung mit zwei Plasmabrennern,
F i g. 2, 3 Überlauf-Konstruktionen vom Schmelzherd in ein zwetes Gefäß.
Mit Hilfe von Fütterrohren gelangt der Metallschwamm auf die Badoberfläche 2 und auf eine Schüttungsböschung 3 des Schmelzherdes 1. Das Einschmelzen leisten zwei Plasmabrenner 4. Auf die Badoberfliiche wird der Eisenschwamm so aufgegeben, daß er eine dünne auf der Schmelze schwimmende Schicht im Auftreffbereich des Plasmakegels bildet, dort aufschmib t und darauf in Form von Metalltropfen in das Metallbad absinkt. Infolge der kegelförmigen Ausbreitung des Plasmas bereitet eine derartige Schwammzuführung keine Schwierigkeiten. Der auf der Böschung zugegebene Eisenschwamm schmilzt an deren Oberfläche durch die seitliche Abstrahlung des Plasmakegels und fließt in das Metallbad ab. Durch beide Zugabearten wird also erreicht, daß der Eisenschwamm unmittelbar durch das Gasplasma geschmolzen wird und erst im flüssigen 2!ustand in die Schmelze gelangt. Vorteilhaft kann das Abschmelzen des Metällschwamms von der Böschung auch so erfolgen, daß der Plasmakegel die
Eisenschwammschüttung überstreicht. Die aus der C =
Gangart entstehende Schlacke läuft durch das Abstich- P =
loch 5 ab. Dieses ist so angebracht, daß nur eine sehr S =
dünne Schlackenschicht auf dem Metallbad zu finden ist SiO2 =
Das flüssige Metall gelangt durch öffnung 7 in ein 5 AI2O2 = zweites Gefäß 8. Ist aus räumlichen oder praktischen CaO =
Erwägungen die in F i g. 1 dargestellte Anordnung nicht MgO =
empfehlenswert, so bieten sich die in Fig.2 und 3 skizzierte Überlaufkonstruktionen an. In einem speziellen Durchführungsbeispiel für das Verfahren wurde prinzipiell mit der in F i g. l gezeichneten Apparatur gearbeitet, jedoch war der Versuchsofen mit nur einem Plasmabrenner und ohne seitliche Schüttung 3 ausgestattet Außerdem wurde der Stahl aus dem zweiten Gefäß nicht durch einen Abguß abgelassen, sondern floß über eine Schwelle am Ende des rinnenförmig ausgebildeten zweiten Gefäßes in eine Gußform ab. Die Höhe des Metallspiegels war daher durch die Höhe der Schwelle im zweiten Herd bestimmt, die 0,7 cm unterhalb der unteren Kante des Abstichloches im Schmelzherd lag. Damit war für eine geringe fchlackenhöhe über dem Metallspiegel gesorgt Der Metallschwamm wurde durch einen Ringspalt im Ofendeckel kreisförmig um den Brenner herum zugeführt so daß er in den Auftreffbereich des Plasmakegels auf die Badoberfläche fiel. Das beim Einschmelzen entstehende Ofengas zog durch das Schlackenabstichloch ab. Beim Probelauf lag Eisenschwamm folgender Zusammensetzung vor:
1,5%
0,023%
0,02%
1,9%
0,8%
0,4%
0,4%
Nachdem der Schmelzofen einen thermisch stationären Zustand erreicht hatte, betrug bei einer Stahltemperatur von 16200C die Schmelzleistung 2,8 t Eisenschwamm je m2 · h. Im zweiten Gefäß wurde eine Desoxidationslegierung aus 20% Si, 20% Mn, Rest Fe kontinuierlich bei einer Zufuhrrate von 8,2 kg/t Eisenschwamm zugegeben. Die folgenden, durch Analyse der im Abstand von 30 min gezogenen Stahlproben ermittelten Werte spiegeln den überraschend hohen Entschwefelungs- wie Entphosphorungsgrad wieder.
% C % Si % Mn % P % S
1. Probe
2. Probe
3. Probe
4. Probe
0,35 0,14 0,15 0,008 0,004
0,35 0,13 0,15 0,009 0,003
0,34 0,15 0,17 0,009 0,003
0,35 0,14 0,17 0,009 0,003
Feges = 92,1%
Femci = 86,2%
30 Im einzelnen ergeben sich ein Entschwefelungsgrad von 86% und ein Entphosphorungsgrad von 64%. 99% des Eisens wurde ausgebracht was auf den geringen Fe-Gehalt der Schlacke (4,2%) zurückzuführen ist Das zugegebene Oxidationsmittel ermöglichte das vorteilhaft hohe Ausbringen von 87% Mn und 78% Si.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Gasplasmen in einem Schmelzgefäß, in das der Metallschwamm durch senkrecht oder schräg zur Horizontalen stehende Futterrohre oder durch Düsen in den Wirkungsbereich eines Plasmabrenners eingegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der pro Zeiteinheit dem Schmelzgefäß zugeführte Metallschwamm unmittelbar vom Plasma aufgeschmolzen, daß auf die Zugabe basischer oder saurer Mittel verzichtet und die aus der Gangart eines Metallbades entstehende Schlacke laufend abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Brenner erzeugte Plasmakegel die gesamte Badoberfläche bedeckt.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung des geschmolzenen Metalls mit Oxidations- und/oder Legierungsmittel in bekannter Weise in einem zweiten, mit dem Schmelzherd verbundenen Gefäß durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Weiterverarbeitung charakteristischer Meßgrößen, die im zweiten Gefäß ermittelt werden — wie z. B. Temperatur und Sauerstoffpotential —, der gesamte Prozeß der Stahlherstellung automatisch gesteuert wird.
DE2710377A 1977-03-10 1977-03-10 Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger Expired DE2710377C2 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2710377A DE2710377C2 (de) 1977-03-10 1977-03-10 Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger
SE7802371A SE7802371L (sv) 1977-03-10 1978-03-02 Forfarande for framstellning av stal av metallsvamp under anvendning av gasplasmor som energiberare
AR271306A AR214559A1 (es) 1977-03-10 1978-03-03 Procedimiento para la fabricacion de acero a partir de esponja metalica con empleo de plasmas de gas como portadores de energia
BE185713A BE864631A (fr) 1977-03-10 1978-03-07 Procede de fabrication d'acier a partir d'une eponge metallique en utilisant des plasmas gazeux comme porteurs d'energie
US05/885,021 US4203760A (en) 1977-03-10 1978-03-09 Method for producing steel from sponge metal by using a gas plasma
BR7801444A BR7801444A (pt) 1977-03-10 1978-03-09 Processo para produzir aco a partir de esponja metalica,sob utilizacao de plasmas gasosos para servirem de veiculo energetico
GB9435/78A GB1555850A (en) 1977-03-10 1978-03-09 Process for the production of steel from metal sponge gas plasma as the energysource
JP2759278A JPS53127317A (en) 1977-03-10 1978-03-10 Method of producing steel from sponge metal using gas plasma
IN315/CAL/78A IN149635B (de) 1977-03-10 1978-03-23

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2710377A DE2710377C2 (de) 1977-03-10 1977-03-10 Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2710377B1 DE2710377B1 (de) 1978-08-24
DE2710377C2 true DE2710377C2 (de) 1979-04-19

Family

ID=6003232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2710377A Expired DE2710377C2 (de) 1977-03-10 1977-03-10 Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4203760A (de)
JP (1) JPS53127317A (de)
AR (1) AR214559A1 (de)
BE (1) BE864631A (de)
BR (1) BR7801444A (de)
DE (1) DE2710377C2 (de)
GB (1) GB1555850A (de)
IN (1) IN149635B (de)
SE (1) SE7802371L (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD147870A1 (de) * 1979-12-14 1981-04-22 Fred Esser Metallurgischer plasmaschmelzofen
AT375960B (de) * 1982-12-07 1984-09-25 Voest Alpine Ag Verfahren und einrichtung zur herstellung von metallen, insbesondere von fluessigem roheisen, stahlvormaterial oder ferrolegierungen
US4568899A (en) * 1984-03-27 1986-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Ground fault accessory for a molded case circuit breaker
AT382639B (de) * 1985-04-26 1987-03-25 Voest Alpine Ag Verfahren zur herstellung von stahl aus eisenschwamm sowie anlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE3723912A1 (de) * 1987-07-18 1989-01-26 Leybold Ag Vorrichtung zum schmelzen von metallen
CA1310836C (en) * 1987-10-13 1992-12-01 Ludwig Von Bogdandy Process for continuously melting of steel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1558065B1 (de) * 1966-02-06 1970-08-27 Penzen Kompressornyj Zd Gasgefeuerter Kupolofen
SE339534B (de) * 1966-08-06 1971-10-11 Penzen Kompressorny Z
DE2110274C2 (de) * 1971-03-04 1973-01-04 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Vorrichtung zum Einschmelzen von Metallschwamm durch inerte Gasplasmen
BE789375A (fr) * 1971-10-04 1973-01-15 Krupp Gmbh Procede pour la refusion d'eponge metallique a l'aide de plasmas gazeuxdans un creuset metallique refroidi
US3964897A (en) * 1973-03-02 1976-06-22 Klockner-Werke Ag Method and arrangement for melting charges, particularly for use in the production of steel
US4083715A (en) * 1976-05-25 1978-04-11 Klockner-Werke Ag Smelting plant and method

Also Published As

Publication number Publication date
GB1555850A (en) 1979-11-14
AR214559A1 (es) 1979-06-29
DE2710377B1 (de) 1978-08-24
IN149635B (de) 1982-02-27
US4203760A (en) 1980-05-20
SE7802371L (sv) 1978-09-11
BE864631A (fr) 1978-07-03
JPS53127317A (en) 1978-11-07
BR7801444A (pt) 1978-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4234974C2 (de) Verfahren zur Verstärkung der Stoffumsätze in metallurgischen Reaktionsgefäßen
DE60014802T2 (de) Drucksteuerung eines Direktschmelzverfahrens
DE2737832A1 (de) Verfahren zur herstellung von rostfreien staehlen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3616868C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Nichteisenmetallen
DE2520584A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur entschwefelung bei der kohlevergasung
DE2521830A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur thermischen raffination von stark verunreinigtem kupfer in schmelzfluessiger phase
DE112019000054T5 (de) Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt
DE2710377C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Metallschwamm unter Verwendung von Glasplasmen als Energieträger
DE69004054T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Abstechen von Metall und Schlacke im geschmolzenem Zustand.
DE19748310C1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Schaumschlackenbildung in einem Lichtbogenofen
DE2306398C2 (de) Verfahren zur Behandlung von schmelzflüssigen Nichteisenmetallen, insbesondere Kupfer, durch Aufblasen von Reaktionsgasen
DE1907543A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Raffination von Metallen
DE3136058C1 (de) Verfahren zum Gewinnen eines CO-reichen Abgases beim Frischen von Stahlschmelzen
DE19625537C1 (de) Verfahren zum Herstellen von Stahl aus festen Einsatzstoffen
DE2827277B2 (de) Vorrichtung zum Raffinieren von Schmelzen mit Hilfe von pulvrigem Stoff (Feststoff) und/oder Gas
DE3428732C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
DE3426736C2 (de)
DE68915234T2 (de) Verfahren zum Einschmelzen kalter Stoffe, die Eisen enthalten.
DE2710377A1 (de)
DE19913645A1 (de) Verfahren zum Regenerieren von Entschwefelungsschlacke
DE10126356A1 (de) Verfahren zum Einschmelzen von Eisenschwamm sowie Elektrolichtbogenofen zur Durchführung des Verfahrens
DE4404313C2 (de) Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE19827299C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Stahlerzeugung in einem Ofengefäß
EP1183397A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abstechen von metallschmelzen aus metallurgischen schmelzgefässen
DE967617C (de) Gasmetallurgisches Verfahren zur Verbesserung von Metallschmelzen, insbesondere von Stahl- und Gusseisenschmelzen

Legal Events

Date Code Title Description
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: WM UMWELTTECHNIK GMBH, 2300 KIEL, DE