144006. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acél előállítására
4 144.006 szabályai szerint 1 kg C (90% CO-dá és 10% C02 dá) történő oxidációjához 1,47 kg oxigén, 1 kg Mn-nek MnO-dá való oxidációjához 0,29 kg oxigén, 1 kg Si-nek Si02 -dá való oxidációjához 1,14 kg oxigén, 1 kg P-nek P2 0 5 -dá való oxidációjához 1,29 kg oxigén és 1 kg S-nek SCVdá való oxidációjához 1 kg oxigén szükséges. 1 tonna fémadag oxigénszükséglete ennélfogva — az egész eljárás folyamán — szénelégetésre 51,55 kg, Mn-oxidálásra 4,54 kg, Si-oxidálásra 1,74 kg, P-oxidálásra 0,58 kg és kén oxidálásra 0,23 kg 02 , ami összesen fémadag-tonnánként 58,65 kg 02 . Fémadag-tonnánként a füstgázakban 10 kg porveszteségben jelentkező 6,29 kg Fe-nak a konverterben való FeO-dá való oxidálásához 1,80 kg 02 szükséges. Az elméleti oxigén szükséglet az eljáráshoz ennélfogva az 58,65 és 1,8 kg összege, ami összesen fémadag-tonnánként 60,45 kg 02 . A tiszta oxigénfe.'használást a fúvatásnál használt 98%-os oxigénből — mint fent kifejtettük — fémadag-tonnánként 60,4 kg 02 -nek mértük. Ezenkívül rendelkezésre állt a hozzáadagolt 10 kg henger-reve vasoxidjából fémadag-tonnánként 2,2 kg 02 , úgyhogy az összes oxigénfelhasználás ennél a chargenál fémadag-tonnánként 62,6 kg, ami az elméleti oxigénszükségletnek 103,4%-át teszi ki. A fúvatás tartama alatt a konverterből vett próbák analízise azt mutatta, hogy a szén leégése a 12. percben 0,27% szénleégés/perccel elérte tetőpontját és a 14. és 16. perc között 0,20% C/perc-et tett ki, a 16. és 18. perc között 0,15% C/perc-et és a 18. és 20. perc között 0,15% C/perc-et ért el. Ha számításba vesszük a folyékony vasnak a szénlieégés és egyéb veszteségek következtében lecsökkentett súlyát az egyes fent nevezett időszakokban, úgy a 14. és 16. perc között, tehát az oxigénmennyiség csökkentése utáni első két percben a vasfürdő súlya fémadagtonnánként 933 kg-ot tesz ki. 0,20% C kiégése ebből a vasfürdőből megfelel 1,86 kg C-nek percenként és féimadag-tonnánként, vagy 55,8 kg C/percnek az egész charge súlyára számítva. E szénmennyiség 90%-ának CO-dá és 10%-ának C02-dá való elégetéséhez 82 kg tiszta oxigén/perc használódott fel. Mivel az oxigénvezetékben való 5 att nyomásnál az oxigénhozzáadás — mint fent megadtuk — 57,8 kg tiszta oxigén/percet tesz ki, így a gáznemű 02 -vel való ellátás a 14. és 16. perc között 70,5%-a az ugyanazon idő alatt a szénelégetéshez szükséges oxigénigénynek. Hasonló számítás a 18. és 20. perc közötti időtartamra 920 kg vasfürdősúlyt ad fémadag-tonnánként, aminek 0,15% C/perc szénelégésnél percenként és fémadag-tonnánként 1,38 kg C/perc elégetett szénmennyiség felel meg. Az egész charge súlyára vonatkoztatva ennélfogva a 18. és 20. perc között 41,4 kg C/perc égett le, amihez 60,8 kg 02/perc volt szükséges. Mivel az oxigénhozzáadás — mint fentebb megadtuk —• 57,8 kg 02 /percet tett ki, így a rendelkezésre álló gáznemű oxigén a 18. és 20. perc között, tehát közel az eljárás befejezése előtt még mindig a szén elégetéséhez szükséges oxigénmennyiség alatt volt és annak 95%-a. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás a Siemens-Martin acélnak megfelelő oxigéntartalmú acél előállítására széntartalmú vasfürdőkből, a levegőnél több oxigént tartalmazó gázoknak, különösen legalább 97% oxigént tartalmazó gázoknak, felülről egy nem fűtött edényben a fürdő felszínére való befúvatása által, amelynél az oxigénhozzáadást a vas kísérőelememek elégetésére szükséges oxigénmennyiség szerint és — különösen az eljárás vége felé — a fürdőben megkívánt, fentemlített végső oxigéntartalom szerint szabályozzuk, azzal jellemezve, hogy az eljárás oxigénfelhasználását az elméleti oxigénszükséglethez képest leher tőleg kis értéken, általában utóbbinak 110%-a alatt és semmiesetre se 112% fölött tartjuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az eljárás folyamatának első részében az időegység alatti oxigénhozzáadás nagyobb, mint ezen időszakban a szénoxidálás elméleti időegység alatti oxigénszükséglete és az eljárás folyamatának egy későbbi részében az időegység alatti oxigénhozzáadás kevesebb, mint ezen időszakban a szénoxidálás elméleti időegység alatti oxigénszükséglete. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy attól az időponttól kezdve, mikor a szénelégés eléri legnagyobb sebességét vagy közvetlen utána, az időegység alatti oxigénhozzáadás kevesebb;, mint (ezen időszakban a szénoxidálás elméleti időegység alatti oxigénszükséglete. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy ezen időponttól kezdve, mikor a fürdő hőmérséklete eléri az 1450—1600 C°-ot, célszerűen a kb. 1500 C°-ot, az oxigénhozzáadást a szén oxidálásához elméletileg szükséges érték alatt tartjuk, illetve ezen érték alá csökkentjük. 5. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az eljárás tartamának kb. első felében, de legfeljebb az első háromnegyed részében az időegység alatti oxigénhozzáadás nagyobb, mint a szénoxidálás elméleti időegység alatti oxigénszükséglete, azután pedig az oxigénhozzáadást a szén oxidálásához elméletileg szükséges érték alatt tartjuk, illetve ezen érték alá csökkentjük. 6. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az eljárás folyamatának első 8—16. percében, célszerűen kb. az első 12. percében az időegység alatti oxigénhozzáadás nagyobb, mint a szénelégés elméleti időegység alatti oxigénszükséglete, azután pedig az oxigénhozzáadást a szénelégéshez elméletileg szükséges érték alatt tartjuk, illetve ezen érték alá csökkentjük. 7. A 2. vagy 3. igénypontok szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vasfürdő C-tartalmának 75—25%-ára, célszerűen az eljárás kezdeti vasfürdője eredeti C. tartalmának mintegy 50%-ára való csökkentéséig az időegység alatti oxigénhozzáadás nagyobb, mint a szénoxidálás elméleti időegység alatti oxigénszükséglete, azután pedig az oxigénhozzáadást az elméletileg szükséges érték alatt tartjuk, illetve ezen érték alá csökkentjük. 8. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítás! módja, azzal jellemezve, hogy addig, amíg a vasfürdő C-tartalma a 3,0%.—1,0%-ot, célszerűen kb. 2,0%-ot el nem éri, az időegység alatti oxigénhozzáadás nagyobb, mint a szénoxidálás elméleti időegység alatti oxigénszükséglete, azután pedig az
