DE669500C

DE669500C - Verfahren zum Herstellen einer fluessigen, basischen Eisen-Eisenoxydul-Kalkschlacke zum Frischen von Roheisen und Rohstahl

Info

Publication number: DE669500C
Application number: DEF82570D
Authority: DE
Inventors: Mathias Fraenkl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-02-26
Filing date: 1937-02-26
Publication date: 1938-12-28

Description

Verfahren zum Herstellen einer flüssigen, basischen Eisen-Eisenoxydul-Kalkschlacke zum Frischen von Roheisen und Rohstahl Es ist bereits bekannt, flüssiges Roheisen und Rohstahl mittels Zusatz von Erz im schmelzflüssigen Zustand zu frischen, doch ist man beim Erz an den hohen Sauerstoffgehalt mit etwa 3o Teilen auf ;o Teilen Eisengehalt gebunden, so daß der Eisengewinn beim Frischen von Roheisen mittels Erz nur sehr gering sein kann.
Zudem ist die Beschaffung solcher Erze, die sich überhaupt zum Frischen von Roheisen und Rohstahl eignen, für viele Hüttenwerke mit hohen Frachtkosten verbunden, weil dazu nur schwefelfreie und hoch eisenhaltige Erze in Frage kommen, die auch möglichst kieselsäurefrei sein sollten, wenn es sich um das Frischen von phosphorhaltigem Eisen handelt, während Stahlschrott in der Rel-el sehr billig zii haben wäre. Diesem fehlt jedoch der Sauerstoffgehalt des Erzes für die hurchführung des Frischprozesses.
Bekannt ist ferner auch ein Verfahren zur Durchführung des Thomasprozesses, bei dem aus i Teil des Thomasroheisens und dem gesamten Kalkzuschlag durch L`berblasen eine flüssige, reaktionsfähige, basische Schlacke hergestellt wird, die durch ihren Eisensauerstoffgehalt auf die Fremdkörper des Roheisens des Resteinsatzes oxydierend einwirkt und die Blasezeit verkürzt.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls die 3 Erzeugung einer flüssigen, hochbasischen Eisenoxydulkalkschlacke zur Durchführung des Frischbetriebes, wobei jedoch Stahlschrott statt Roheisen als Ausgangsstoff verwendet wird. Durch teilweises Verbrennen von Stahlschrott in Gegenwart von Kalk in einem Schachtofen mittels Heißwind oder sauerstoffangereicherter Luft unter Verwertung der hierbei entstehenden Oxydationswärme zum Schmelzen einer zusätzlichen Stalilschrottmenge, welche nicht wer- q brannt wird, entsteht nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein flüssiges Gemisch von Eisen und einer Eisenoxydulkalkschlacke mit einem Schmelzpunkt, der nicht höher liegt als der von Stahlschrott.
Aus i kg mit dem Sauerstoffgehalt von Heißwind verbranntem Stahlschrott entstehen 1,=@ k.- Eisenoxydul, und dabei werden 13,90 Cal Wärme frei. - Mit dieser Wärmemenge kann man praktisch bis zu 2,5 kg Stahlschrott schmelzen, ohne diesen Anteil zu verbrennen. Dazu ist theoretisch eine Heißwindmenge von 1,35 kg erforderlich, praktisch von etwa 2,5 kg. Diese 2,5 kg enthalten nun aber noch rd. 5oo Cal Erhitzungswärme, womit i weiteres kg Stahlschrott geschmolzen «-erden kann, so daß ein Gemisch von 3,5 g Stahlschrotteisen + 1,28 kg Eisenoxydul entsteht, das nur 6 °!p Sauerstoff enthält bzw. Eisenoxydul gegenüber 3o Teilen 0, -Gehalt auf 7o Teile Eisengehalt im Erz entsprechend ioo °/o Eisenoxyd.
Wenn nun mit dem Sauerstoffgehalt dieses flüssigen Gemisches eine bestimmte Menge phosphorhaltigen Roheisens gefrischt werden soll (aus dem vorher schon durch Vorfrischen mit gasförmigem Sauerstoff das Silicium, das Mangan und i Teil des Kohlenstoffs entfernt worden ist), so kann man mit den im flüssigen Eisenoxydul enthaltenen o,28 kg Sauerstoff etwa o,i5 kg Phosphor und o,og kg Kohlenstoff oxydieren.
iooo kg Rohlstahl mit 15 kg P- und 9 kg C-Gehalt erfordern somit zum Frischen 28 kg Sauerstoff im flüssigen Eisenoxydul = i28 kg Eisenoxydul.
Da nun in 4,78 kg des flüssigen Eisen-Eisenoxydul-Gemisches o.28 kg Sauerstoff enthalten sind, so können auf iooo kg Rohstahl des Gemisches zugesetzt werden, in dem 45o kg Eisen enthalten sind. Würde man diesen Frischprozeß mit Erz von 30 °,!o Sauerstoffgehalt auf 7o kg Eisengehalt durchführen, dann könnte nur eine zusätzliche Eisenmenge von rd. 65 kg erreicht werden.
Der zum Frischen von Rohstahl bzw. zum Nachfrischen von vorgefrischtem Roheisen erforderliche Sauerstoff wird nach diesem Verfahren durch teilweises Verbrennen von Stahlschrott zuerst künstlich an Eisen gebunden und auf diesem Umweg nachträglich in das Roheisen- oder Rohstahlbad eingebracht.
Das Verhältnis von Eisen zu Eisenoxydul kann durch Zusatz von brennbarem Gas zum Heißwind noch wesentlich verbessert werden, und zwar bis zu etwa 6 kg auf 1,28 kg Eisenoxydul, so daß die beim I# rischprozeß zusätzlich eingebrachte Eisenmenge bis auf 7oo kg je iooo kg Rohstahl mit ii kg P- und 9 kg C-Gehalt gebracht «-erden kann.
In diesem Fall wird die anteilige Stahlschrottmenge teils durch den überschüssigen Luftsauerstoff, teils durch den C O.- und H20-Gehalt der Verbrennungsgase verbrannt. Da sich aber bei der Verbrennung von Eisen durch CO, und H20 CO + Hz bildet, wobei große Wärmemengen thennochemisch gebunden würden, so ist dieser Prozeß nur unter der Voraussetzung durchführbar, daß im Verhältnis zum Brenngaszusatz ein großer Luft- oder Sauerstoffüberschuß vorgesehen wird, der dazu dient, nicht nur das fortlaufend sich bildende Kohlenoxyd-und Wasserstoffgas sofort wieder zu verbrennen, sondern selbst auch an der Eisenverbrennung teilzunehmen. Wenn sonst normalerweise zur Verbrennung eines kg Brenngas beispielsweise 2 kg Luft oder Heißwind zugeführt werden, so soll hier erfindungsgemäß der Luft- oder Sauerstoffüberschuß über den zur Gasverbrennung erforderlichen Bedarf hinaus auf das Doppelte und Dreifache abgestellt werden.
Je nach der im Verhältnis zur Roheisen-oder Rohstahlmenge (die durch flüssiges Eisenoxydul auf diesem Wege gefrischt werden soll) jeweils verfügbaren Stahlschrottmenge soll hier verfahrensgemäß der Heißwind oder Sauerstoffüberschuß über den zur Gasverbrennung nötigen Bedarf hinaus erhöht bzw. die Gaszufuhr verringert oder ganz eingestellt werden.
Da nun aber zum Frischen von phosphorhaltigem Rohstahl oder Roheisen auch eine hochbasische Schlacke gebraucht wird, so muß erfindungsgemäß auch der für diese Schlacke erforderliche Kalk mitgeschmolzen werden. Es entsteht demnach ein flüssiges Gemisch von Eisen, Eisenoxydul und Kalk, das zu etwa 46 bis 66 °/o aus Eisen und zu je etwa 17 bis 27 °/" aus Eisenoxydul und Kalk besteht, je nachdem mehr oder weniger Brenngas dem Heißwind zugesetzt wird.
Die Beschaffung einer hochbasischen Kalkeisenoxydulschlacke zum Frischen von Roheisen und Rohstahl bzw. zum Nachfrischen von vorgefrischtem Roheisen auf dem hier angegebenen Wege ist das wesentliche Kennzeichen der Erfindung, da man auf andere Weise eine kieselsäurefreie oder sehr kieselsäurearme, flüssige Kalkschlacke nur mit hohen Schmelzkosten herstellen kann, weil kieselsäure- und tonerdearmer Kalk einen viel zu hohen Schmelzpunkt besitzt, um in einfacher Weise im Schachtofen mit Gasfeuerung geschmolzen werden zu können.
In Verbindung mit einem genügenden Anteil von Eisenoxydul dagegen, das nach der Erfindung durch absichtliches Verbrennen von Stahlschrott in zulänglichem Ausmaß entsteht, sinkt der Schmelzpunkt auf etwa i5oo° und somit auf die Schmelztemperatur des Stahlschrotts. .
Nach dem Stande der . Technik auf diesem Gebiet ist nur das Frischen von Roheisen mit festem oder flüssigem Eisenoxydul bekannt, das aber nicht den Gegenstand der Erfindung bildet, da sich diese nur auf die Herstellung einer basischen Eisenoxydulkalkschlacke mit reichlichem Eisengehalt durch absichtliches teilweises Verbrennen von festem Stahlschrott im Schachtofen bezieht.
Bei der bisher üblichen Betriebsweise des basischen Frischprozesses von Roheisen verläuft der Vorgang so, daß von dem eingesetzten flüssigen Roheisen im Konverter durch den Sauerstoffgehalt des Windes z Teil zu Eisenoxvdul verbrannt und bei der Oxydation der Eisenbegleiter durch das Eisenoxydul dieses wieder zu Eisen reduziert wird. Hierbei wird der im festen Zustand zugesetzte Kalk nach erfolgter Reaktion mit dem flüssigen Eisenoxvdul geschmolzen, indem die hierzu erforderliche Schmelzwärme dem flüssigen Eisenbad entzogen wird.
Im Gegensatz dazu «-ird bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung der Kalk schon vorher durch Verbrennen von festem Stahlschrott im Schachtofen geschmolzen und dabei auch das zum Schmelzbarmachen des Kalkes und zum Nachfrischen des flüssigen Roheisenbades nötige Eisenoxydul erzeugt.

Claims

PATENTANSPRUCH' Verfahren zum Herstellen einer flüssigen, basischen Eisen-Eisenoxydul-Kalkschlacke zum Frischen von Roheisen und Rohstahl, dadurch gekennzeichnet, daß Stahlschrott in einem Schachtofen mit Heißwind oder sauerstoffangereicherter Luft mit oder ohne Zusatz von Brenngas teilweise verbrannt und die beim teilweisen Verbrennen des Stahlschrotts frei werdende Oxydationswärme zum Schmelzen von Stahlschrott und Kalk in der gleichen Einrichtung ausgenutzt @%-ird. '