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Verfahren zur Entfernung von Schlacken bei der Gewinnung von Flußeisen
und -stahl im Herdofen sowie bei der Darstellung von vorgefrischtem Eisen im Herdofen
zwecks Weiterverarbeitung in einer beliebigen Vorrichtung unter nachträglicher weiterer
Zugabe von Eisen zu dem anfänglich in den Herdofen eingebrachten Eisen. Bei allen
Verfahren, die die Herstellung von Stahl im Herdofen in zwei oder mehreren Perioden
bezwecken, bietet -die Trennung der Schlacke vom Eisen erhebliche Schwierigkeiten,
so daß man in der Schluß- oder Fertigperiode noch mit 15 bis 2o Prozent Vorfrischschlacke
zu arbeiten hat. So ist z. B. den in der Zeitschrift »Stähl und Eisen«, Jahrgang
igio, I, S. ii, über das Höschverfahren veröffentlichten Betriebsergebnissen zu
entnehmen, daß in der rein gewonnenen Vorfrischschlacke nur gegen 70 Prozent
des im Roheisen enthaltenen Phosphors enthalten sind; während sich in der Fertigschlacke,
die nur geringen Wert hat, ungefähr 30 Prozent befinden, trotzdem das Vorfrischmetall
nur o,i5 bis 0,3 Prozent Phosphor enthält. Ein Teil der Vorfrischschlacke,
der einen Wert von i A bis 2 all für die Tonne -Stahl bedeutet, muß nutzlos in der
Fertigperiode mitgeschleppt werden und wird noch dazu entwertet. Rechnet man den
Phosphorgehalt auf das Vorfrischmetall um, so hat man nicht mit einem Gehalt von
0J5 bis 0,3 Prozent, sondern mit o,6 bis 0,7 Prozent zu arbeiten.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur vollständigen
Abscheidung der Schlacke aus Herdöfen aller Art bei der Gewinnung von Flußeisen
und Flußstahl, sowie bei der Darstellung von vorgefrischtem Eisen im Herdofen zwecks
Weiterverarbeitung in einer beliebigen Vorrichtung.
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.Gleichzeitig wird bei dem Verfahren eine bessere Ausnutzung der Vorfrischperiode
herbeigeführt.
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Das Verfahren besteht darin, daß man bei der normalen Vorfrischcharge
während oder nach dem Frischen so lange neues.Roheisen oder anderes Eisen beliebiger
Zusammensetzung in den Ofen nach und nach eingießt, bis die im Ofen vorhandene Schlacke
im Ofen so hoch gestiegen ist, daß sie abfließen muß, beim Kippofen durch den bestehenden
Auslauf, beim feststehenden Ofen durch einen Ab-oder Unterlauf, wie er z. B. beim
Höschverfahren in der Öffnung angebracht werden kann, die zum Rückgießen des vorgefrischten
Metalles dient. Wie bei einem gefüllten Wassertrog soviel Wasser ablaufen muß, als
durch den laufenden Brunnen zugeführt wird, so wird hier durch das eingegossene
Eisen die Schlacke völlig verdrängt. Das nun den Ofen allein ausfüllende Eisen wird,
da seine
Oberfläche schlackenfrei geworden ist, direkt reichliche
Wärme aufnehmen.
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In der erwähnten Zeitschrift hat z. B. die Charge 1465 in der Fertigperiode
ein Ausbringen von 30,35 t Eisen und 4,11 t Schlacke, die 3,94 -i-' 1,3'7
= 5,31 cbm einnehmen. Verdrängt man in der geschilderten Weise die Schlacke durch
Eisen, so erhält man eine Eisenmenge von rund 40 t. In der Vorfrischperiode werden
24,74 t Eisen und 4,66 t Schlacke ausgebracht, die einen Raum von 3,21 + 1,55 =4,76
cbm umfassen. Der Fassungsraum ließ daher ein Ausbringen von etwa 28 t Eisen und
5 t Schlacke zu. Gießt man zu diesem vorgefrischten Eisen 12 t neues Roheisen unter
Verdrängung der 5 t Schlacke, so erhält man ein Mischmetall von etwa 2 Prozent C
und o,6 bis o,7 Prozent P. Mit diesen 4o t wird folgendermaßen weitergearbeitet:
Nach dem Abstechen des schlackenfreien Metalles werden 24 t in den ebenfalls schlackenfreien
Ofen zurückgegossen und fertiggemacht. Die zurückbleibenden 16 t stehen in der Pfanne
bis zur nächsten Vorfrischperiode, wo sie während oder nach der größtenteils erfolgten
Entphosphorung statt Roheisen zugegossen werden. Nach Verdrängung der Schlacke enthält
däs schlackenfreie Metall nun etwa 1,7 Prozent C, 0,7 Prozent P. Man sticht wieder
ab, gießt die 16_t_ überschüssigen Eisens in der nächsten Vorfrischperiode wieder
zu und erhält eine Mischung mit o,22 Prozent P. Bei der nächsten Charge erhält man
ein Vorffischmetall mit o,17 Prozent P usw.
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Man kann sich andauernd einen sehr reinen Einsatz für die Fertigperiode
herstellen, der eine wesentlich geringere Schlackenmenge im Gefolge hat. Das Ausbringen
wird größer, die Chargendauer kürzer. Ein besonderer Vorteil dieser Arbeitsweise
liegt darin, daß Zoo Prozent des Phosphors des Roheisens und vielleicht ein kleiner
Teil des Phosphors der Erze als hochhaltige Thomasschlacke gewonnen werden.
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Legt man mehr Wert auf möglichst hohe Erzeugung wie auf ein volles
Ausbringen an Thomasschlacke, so kann man in der Weise arbeiten, daß man die 4o
t der Vorfrischperiode auf zwei Fertigperioden verteilt. Man erspart dadurch eine
vollständige Vorfrischperiode. Es bedeutet dies eine Produktionsvermehrung um 2o
bis 25 Prozent, ohne irgendwelche Erhöhung der Fabrikationskosten. - Die zweite
Hälfte der Vorfrischperiode bleibt in entsprechend konstruierten, abgedeckten Pfannen
stehen, bis zur Beendigung der ersten Fertigperiode. Bekanntlich kann man auf diese
Weise flüssiges Eisen vier Stunden und länger in heißem Zustande ethalten. Besser
ist es natürlich, wenn man die zweite Hälfte bei einem anderen Ofen direkt verwenden
kann. -.
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Man könnte auch den Betrieb so leiten, daß nur ein Ofen vorfrischt,
während zwei Öfen fertig frischen. Jeder Ofen macht mindestens sechs Chargen,. die
Fertigöfen also zwölf Chargen. Hier tritt die Produktionssteigerung besonders augenfällig
zutage. Drei Öfen von Zoo t Ausbringung machen nach dem Höschverfahren nur je drei,
gleich neun Chargen.
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Es ließen sich da natürlich noch andere Modifikationen ausdenken.
Durch dieses Ersetzen der Schlacke durch Eisen hat aber auch eine gewisse Reinigung
des vorgefrischten Eisens und der Schlacke stattgefunden. Das Vorfrischmetall, das
beim Abstechen in die Umgießpfanne häufig heftig reagiert, liegt jetzt ruhig in
der Pfanne. Die Schlacke wird von den Eisenkörnern, mit denen sie vielfach stark
durchsetzt ist, befreit. Da während des Eingießens des Roheisens und Abfließens
der Schlacke noch chemische Vorgänge sich abwickeln, so wird die Schlacke sehr eisenarm
und sehr phosphorsäurereich sein. Der Phosphorgehalt des vorgefrischten Metalles
wird daher bei geeignetem Zusatz von Erzen usw. o,5 Prozent nicht übersteigen.
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Bei einem Roheisen mit geringerem Phosphorgehalt kann man das überschüssige
vorgefrischte Metall in der nächsten Vorfrischperiode zuerst einsetzen und dann
das Roheisen zugießen.
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In besonders günstiger Weise kann durch das vorbeschriebene Verfahren
vorgefrischtes Metall beliebiger Zusammensetzung für beliebige Zwecke hergestellt
werden.
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Sehr vorteilhaft kann das vorgefrischte Metall im Konvertor weiterverarbeitet
werden. Infolge der hohen Anfangstemperatur und des Umstandes, daß bereits die größte
Menge der Verunreinigungen entfernt ist, ist die Chargendauer außerordentlich kurz.
Beim basischen Konvertor erzielt man durch weitgehende Nutzbarmachung des Phosphorgehaltes
des Roheisens als Thomasschlacke und hohes Ausbringen bedeutende wirtschaftliche
Vorteile gegenüber dem gewöhnlichen Thomasverfahren. Ein Ofen mit Zoo t Fassungsinhalt
ist bei Anwendung dieses Verfahrens imstande, ungefähr. looo t vorgefrischtes Eisen
zu liefern.