DE3735835A1 - Verfahren zur verringerung des prozessgasverbrauchs - Google Patents

Description

In den letzten Jahren haben sich eine Fülle von Anwendungsfällen für metallurgische Prozesse ergeben, bei denen Gase in flüssiges Metall eingeleitet werden. Dementsprechend sind auch Untersuchungen durch­ geführt worden, deren Ziel es war, Hinweise für die Minimierung des Gasverbrauches zu geben, weil der Gasverbrauch bei derartigen Prozessen selbstverständlich von ausschlaggebender Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit ist. So wird beispielsweise in "Steel Research 55 (1984)" Heft 12, Seite 537-579, wissenschaftlich die Grundlage für die Auslegung von Düsen zum Gaseinblasen in Schmelzen untersucht und darauf hingewiesen, daß es für die praktische Durchführung derartiger Verfahren erforderlich ist, einen Bereich zwischen einem minimalen und maximalen Gasstrom einstellen zu können. Ein minimaler Massenstrom von Gas darf selbstverständlich nicht unterschritten werden, weil sich sonst das Zuleitungsrohr bzw. die Düse zusetzt.

Bisher war man der Meinung, daß das Gas bei Prozessen dieser Art in Form eines Strahls und nicht in Form von Blasen in das Bad eindringen sollte. Dabei wird die Grenze für den Übergang von bubling zu jetting sehr unterschiedlich eingesetzt.

Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag wird eine Verringerung des Gasverbrauchs bei derartigen Verfahren dadurch erzielt, daß man im Bereich des bubbling arbeitet, aber dafür sorgt, daß eine kriti­ sche Mindestmenge an zugeführtem Gas nicht unterschritten wird. Um diese Mindestmenge des Gasstroms zu steuern, ermittelt man die Druckschwankungen des Gases, unterzieht diese Signale einer Fre­ quenzfilterung, bei der der oszillierende Anteil der Druckschwankun­ gen herausgefiltert wird, und verwendet dann dieses die Druckschwan­ kungen anzeigende Signal zur Steuerung des Gasstroms.

Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einem Verfahren zur Verringerung des Prozeßgasverbrauchs bei metallurgischen Prozessen, bei denen Gase wie Argon, Sauerstoff, Luft und dergleichen in das flüssige Metall unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eingeleitet werden. Zusätzlich zu dem zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik gehörenden Vorschlag oder auch unabhängig von dem darin beschriebenen Verfahren kann mit Hilfe des dieser Erfindung zugrunde liegenden Gedankens der Gasverbrauch reduziert werden.

Bei den bekannten metallurgischen Prozessen, bei denen Prozeßgase wie Argon, Sauerstoff, Luft und dergleichen in ein flüssiges Metallbad unterhalb dessen Flüssigkeitsspiegels eingeleitet wird, leitet man das Gas mit der Temperatur in die Schmelze ein, mit der es sich im Speicher, z. B. in Gasflaschen, befindet.

Bei der Erzeugung von z. B. Edelstahl im Konverter wird technisches Gas wie Argon oder Sauerstoff oder Stickstoff in erheblichen Mengen verbraucht. Dementsprechend verteuert sich der Preis des in dieser Weise behandelten Stahls. Es ist daher von erheblicher wirtschaft­ licher Bedeutung, den Gasverbrauch fühlbar zu verringern. Dieses Ziel erreicht die Erfindung auf außerordentlich einfache und wirksame Weise dadurch, daß man das Gas vor dem Einleiten in die Metallschmelze aufheizt. In Anwendung des bekannten physikalischen Gesetzes, daß sich das Volumen eines Gases proportional zu dessen Temperatur verhält, ist es möglich, den Prozeßgasverbrauch bis ca. auf die Hälfte des bisherigen und möglicherweise noch darunter zu senken. Für die Aufheizung des Prozeßgases stehen in einem Schmelzbetrieb für Metalle ohne weiteres genügend Wärmequellen zur Verfügung, die womöglich anderweitig kaum ausgenutzt werden. So kann das aufzuheizende Prozeßgas vor dem Einleiten in das flüssige Metall durch einen Wärmetauscher geleitet werden, in welchem seine Temperatur, je nach den Möglichkeiten, auf mehrere hundert Grad über die Umgebungstemperatur aufgeheizt wird.

Bei Anwendung der aus der Literatur bekannten Erörterung der physikalischen Verhältnisse beim Gaseinblasen in Schmelzen ergeben sich Einsparungen bei Erhöhung der Gastemperatur auf etwa 500°C von 35% bis 50%.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verringerung des Prozeßgasverbrauchs bei metallurgischen Prozessen, bei denen Gase wie Argon, Sauerstoff, Luft und dergleichen in das flüssige Metall unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vor dem Einleiten aufgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas auf eine Temperatur von mehreren hundert Grad über die Umgebungstemperatur aufgeheizt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas auf eine Temperatur von ca. 500°C aufgeheizt wird.