CZ152598A3

CZ152598A3 - Způsob a zařízení pro oduhličování tekuté oceli

Info

Publication number: CZ152598A3
Application number: CZ981525A
Authority: CZ
Inventors: Horst-Dieter Schöler; Volker Wiegmann; Rainer Dittrich; Frank Haers; Leo Peeters
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 1999-05-12
Also published as: ATE203778T1; PL326635A1; WO1997019197A1; KR19990067543A; RU2159819C2; DE59607427D1; DE19680993D2; TW403788B; JP2000500528A; EP0861337A1; US6235084B1; PL192625B1; KR100287568B1; CN1203634A; AU7620696A; CN1067438C; EP0861337B1; CZ294517B6

Description

ZPŮSOB A ZAŘÍZENÍ PRO ODUHLIČOVANÍ TEKUTÉ OCELI

Oblast techniky

Vyiidlez.

Se

z-x<-3-i i V-» Ί ή τη τ’

OU.U.XI-L V VAAX-L.

tekuté oceli v uzavřené metalurgické nádobě, která je připojena na vakuové zařízení a do které je prostřednictvím lancety zaveditelný kyslík a do které jsou prostřednictvím přívodního zařízení zaveditelné spalitelné látky, a příslušného zařízení pro provádění způsobu.

Dosavadní stav techniky

Při takzvané nucené dekarburizaci je známo, přisazovat během fáze oduhličení kyslík. Toto přisazování kyslíku je potřebné vždy, když kyslík přítomný v oceli nestačí k oduhličení, popřípadě když je jeho obsah tak nízký, že se v čase, který je k dispozici, neukončí požadované odbourávání uhlíku. Při jednom takovém způsobu jsou například do taveniny ponořeny ponorné trubky RH-nádoby. Na začátku snižování tlaku v RH nádobě začíná současně v závislosti se snižováním tlaku proces, oduhličení. , Při dosaženém podtlaku P < 100 mbar se spouští kyslíková lanceta a asi 1 až 3 min dmýchá O₂. Během vysokovakuové fáze dochází k samooduhličování, oduhličování končí po dezoxidaci.

Během oduhličení se tvoří až 70 % CO. Část tohoto plynu reaguje automaticky s částí přisazovaného kyslíku na CO₂. Stupeň dohoření je při tomto způsobu menší než 30 %.

72457 (72457a) • ·

Dále existuje hutnická praxe používat pro chemické ohřátí tekuté oceli v atmosférických zařízeních hliník. Při tomto chemickém ohřevu se energetický zisk, rezultující ze spalování ..hliníku pomocí přisazovaného kyslíku, využívá k ohřevu taveniny.

τ τ 4— χΐ 4— 7 íí 1—t

Vtitl-Lti UlbLCllU CCjJCXilCliU pomocí hliníku ss hliník může použít ke zpracování taveniny spolu s dalšími látkami. Tak je z EP 0 110 809 znám způsob zpracování oceli v pánvi pomocí reaktivní strusky, při kterém probíhá metalotermická reakce, přičemž pomocí lancety se vedmýchává kyslík do zvonu ponořeného do taveniny, spalitelné kovové látky reagují s kyslíkem za vzniku reaktivní strusky, a pod trubicí, ve které se provádí zpracování oceli, se vedmýchává neutrální nebo, redukční proplachovací plyn.

Nevýhodou tohoto způsobu odsiřovací, dezoxidační a čistící reakce tekuté oceli je vytváření reaktivní strusky, ke kterému může docházet ve zvonu ponořeném do tekutého kovu.

Dále je z EP 0

347 884

B1 znám způsob odplynění a oduhličení roztavené oceli, při kterém se ocel vede ze zásobníku do vakuové komory a ve vakuové komoře je v daném odstupu uspořádána kyslíková lanceta, ze které se dmýchá kyslík nebo plyn s obsahem kyslíku ke spalování CO v blízkosti hladiny roztavené oceli, nacházej ící se ve vakuové komoře.

S ohledem na stanovené poměry (CO + CO₂)/množství odplynu popř. CO/(CO + CO₂) se kyslík nebo plyn s obsahem kyslíku přivádí prostřednictvím lancety pro spalování CO v blízkosti hladiny roztavené oceli nacházející se ve vakuové komoře.

• · · · • φ

Při tomto způsobu je nezbytné taveninu při určitých tlakových podmínkách chemicky ohřívat a přidmýchávat určitý definovaný přebytek kyslíku.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout způsob a příslušné zařízení pro oduhličení tekuté oceli, při kterém se spolu s dosažením vysokého stupně čistoty zkrátí doba oduhličení a/nebo se sníží konečný obsah uhlíku.

Tohoto cíle je podle vynálezu dosaženo znaky prvního nároku na způsob a pátého nároku na zařízení.

Podle vynálezu se navíc, kromě doplňkového kyslíku použitého v průběhu fáze oduhličení pro provádění odbourávání uhlíku, vedmýchává další kyslík a současně se přidává rozdělené kovové palivo.

Ve známých vakuových zařízeních se až dosud chemicky U' ohřívaly výlučně uklidněné (dezoxidace AI, Si nebo Al-Si) ’ taveniny, popř. neuklidněné taveniny (oduhličování) po k ' provedeném oduhličení a navazující dezoxidaci. Důvodem byl

- ₅ .= -= úbytek kyslíku potřebného pro oduhličení při . přídavku |· hliníku pro ohřev. Využívá se energetický zisk, rezultující f

při reakci ze spalování hliníku s přidávaným kyslíkem. Při ík- l· tomto způsobu se však silně brzdila oduhličovací reakce a chyběl kyslík pro oduhličení.

Podle vynálezu se tato nevýhoda obchází a ztráta teploty nastávající v průběhu oduhličení se kompenzuje • ··

• · · · · · ·· • · · · · • · · · · · · • · ♦ · · « · oduhličení spalování negativního neuklidnene taveniny ve kovového paliva popř.

ovlivnění procesu oduhl vykazuje pozitivní termodynamický podporuje překvapivým způsobem Oduhličovací reakce [Cl + [O] = (CO) ohřevem pomocí hliníku nebo podobného produktu. Při navrženém přídavku kyslíku dochází k časově ohraničenému částečnému přebytku kyslíku v tavenině. Částečný přebytek kyslíku je přídavný kyslík, navíc potřebný v průběhu vakuovém zařízení pro palivové směsi, bez ičování. Tento přebytek a. kinetický efekt a. proces oduhličování.

, která je nejen silně závislá na tlaku, ale také je mimořádně závislá na teplotě, se urychluje tak, že chemickým ohřevem krátkodobě vznikající přehřátí části taveniny zejména v RH-nádobě má katalytický účinek na oduhličovací reakci.

Dále se může zvláštním způsobem použít chemického ohřívacího prostředku, například ve formě hliníkové krupice, pro urychlení oduhličení. Vedle termodynamického efektu se totiž ovlivňuje reakčni kinetika prostřednictvím částic A1₂O₃, vytvořených při ohřívání. Tyto produkty dezoxidace účinkují jako zárodky a mohou tak mít podpůrný účinek na rychlost oduhličení, zejména prostřednictvím tvoření bublin CO.

používá kombinovaná lanceta, a kovová paliva,. U zvlášť přivádět je zvláštní trubkou.

Pomocí tohoto způsobu se může realizovat jakékoliv částečné zvýšení teploty v průběhu oduhličení ve vakuu. Výhodou je kompenzace typických teplotních ztrát jako např. ztrát vznikajících nedostatečně předehřátými zpracovacími nádobami popř. pánvemi a zdrženími v důsledku transportních

Ve výhodném vytvoření se kterou se dopravuje kyslík hrubozrnných látek se navrhuje • · • · časů nebo prodloužených zpracovacích časů.

Cíleným chemickým ohřevem oduhličované taveniny v průběhu oduhličovací fáze je možné snížit teplotu konvertoru nebo teplotu UHP-odpichu. To vede

- u konvertoru k delší _ _ ¹ η ¹ 4_ ^v v · >·

Vdl IcWl _L 1 L-θ pil VSaZCc časům mezi odpichy, životnosti konvertoru, vyšší pevného šrotu, a ke kratším

- u elektrických obloukových pecí ke kratším časům mezi odpichy, menší měrné spotřebě elektrod, a menší měrné spotřebě energie.

Přehled obrázků na výkresech

Navrženého způsobu je možno použít při nejrůznějších tvarech nádob, jak je dále objasněno na výkresech. Na

	výkresech	představuje
	obr.	1	zpracování	ve vakuové nádobě,
	obr.	2	zpracování	v RH-nádobě,
ř h
stffl· - ¹ Γ	obr.	3	zpracování	v uzavřené pánvi.

/A t

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje vakuovou nádobu 43 . opatřenou víkem 44. která je prostřednictvím sacího potrubí 42 připojena na vakuové zařízení 41. Ve vakuové nádobě se nachází • ·· · · · ·· • · · · · · • · · · · · · · · · ···· · • · · · · • · · . · · * · metalurgická nádoba 10, která má žáruvzdorným vyložením 13 . Nádoba plášť 12 . opatřený uvnitř je naplněna taveninou S.

Skrze víko 44 vyčnívají měřící lanceta 28 a kombinovaná lanceta 31.

Kombinovaná lanceta 31 má přívod 32 pro kyslík a přívod pro kovové látky.

na přívodu 33 je uspořádán uzávěr 35. Uzávěry 34. a .35. mají ovládací orgány 23., 25, spojené prostřednictvím ovládacích vedení 24., 26 s měřícím a regulačním přístrojem 22· Tento měřící a regulační přístroj 22 je prostřednictvím měřícího vedení 27 spojen s měřícím prvkem 21 pro měření teploty T, uspořádaným na měřící lancetě 28, a s měřícím prvkem 22. pro měření tlaku P, panujícího v prostoru nádoby.

Podle obr. 2 je použita otevřená metalurgická nádoba 10, naplněná taveninou, přičemž do taveniny je ponořen trubkový přívod 46 a trubkový odvod 4 7 RH-nádoby 45.· RHnádoba je prostřednictvím sacího potrubí 42 spojena s vakuovým zařízením 41. Navíc kromě kombinované lancety 31 zasahuje do RH-nádoby trubka 38 pro přívod zejména hrubozrnných pevných látek, která je přes uzávěr 3 7 ve spojení se zásobníkem 36.. Měřící, regulační a ovládací zařízení je vytvořeno jako na obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje nádobu IQ, která je uzavřena víkem

15. které má zvon 14 . který je na straně svého otevření ponořen do taveniny 3, nacházející se v nádobě 10.

Sací potrubí 42, připojené k vakuovému zařízení 41, je vytvořeno tak, že má uzavíratelné rozvětvení, a sice pomocí uzávěru 48 ke zvonu 14 a pomocí uzávěru 49 k víku 15.

Měřící a regulační zařízení jakož i ovládací zařízení je vytvořeno jako na obr. 1 nebo 2. Pro měření tlaku jsou ve vnitřním prostoru 17 zvonu 14., jakož i^- ve vnitřním prostoru

11. nádoby, zde pánve IQ, uspořádány prvky 29.

.Měřící prvek 21 teploty je zaveden přes kovový plášť 12 nádoby 10 hluboko do žáruvzdorného vyloženi 13 .

Claims

1. Způsob oduhličování tekuté oceli uzavrene metalurgické nádobě, která je připojena na vakuové zařízení a do které je prostřednictvím lancety zaveditelny do které jsou prostřednictvím přívodního zařízení zaveditelné spalitelné látky, vyznačující se tim , ze se provádí v krocích

a) po naplnění taveniny a kontinuálním snížení tlaku pod 100 mbar se navíc, kromě doplňkového množství kyslíku používaného v průběhu fáze oduhličení pro odhořívání uhlíku, vedmýchává.v předstihu množství přebytkového kyslíku,

b) přebytkový kyslík se vedmýchává po snížení tlaku pod 100 mbar během prvních 10 minut doby dmýchání,

c) v době částečného přebytku kyslíku se přidává prostřednictvím kombinované lancety rovnoměrně rozdělené kovové palivo. 2 . Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím,

že kovovým palivem je hliníkový prášek popř. hliníková krupice nebo směs paliv, např.

B, AI, Fe, Si, Mn.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že kovové palivo se přidává diskontinuálně po částech.

4. Zařízení pro oduhličování tekuté oceli v uzavíratelné nádobě, která je připojena na vakuové

16 72457 (72457a)

TV • · · · ‘Unavená strana zařízení a do jejíhož vnitřního prostoru jsou prostřednictvím přívodních zařízení přiveditelné plyny a zrnité pevné látky, pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že v uzavíratelná nádobě jsou uspořádány měřící prvky (21 a 29) pro zjišťování teploty (T) taveniny popř. tlaku (P), spojené prostřednictvím měřícího a regulačního přístroje (22) s ovládacími orgány (23, 25) pro přivádění kyslíku (0₂) a kovových paliv (A) , že ovládací orgány (23, 25) jsou připojeny na uzávěrech (34, 35), uspořádaných na přívodech (32, 33) pro kyslík (0₂) a/nebo palivo (A) , a že je uspořádána kombinovaná lanceta (31), ve které jsou vedeny přívody (32, 33).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím , že uzavíratelná nádoba je vakuová nádoba (43) opatřená víkem (44), do které je uzavíratelná metalurgická nádoba (10), že skrze víko (44) je zaveditelná lanceta (28) s měřícím prvkem (21), která zasahuje až do taveniny (S) nacházející se v metalurgické nádobě (pánvi 10).

6. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že uzavíratelná nádoba je vytvořena jako RH-nádoba, jejíž přiváděči a odváděči trubka (46, 47) jsou ponořeny do líny (S) nacházející se v metalurgické nádobě (pánvi

7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se , že je uspořádán zvon (14), který je veden skrze víko uzavírající ústí (16) metalurgické nádoby (10) a zasahuje až do taveniny (S) , a že jsou uspořádány přívody (32, 33) pro kyslík (0₂) a kovová paliva (A), které zasahují do vnitřního prostoru (17) zvonu a na jejichž uzávěrech (34, 35) jsou spořádány ovládací orgány (23, 25).

() • 9··· ·· «·ί>·f' . ^:UftKátená strana • ··· · t «· • c« ··· ·· ···φ· ·«

8. Zařízení podle některého z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že navíc kromě přívodu (33) pro kovová paliva v kombinované lancetě (31) je uspořádána trubka (33), jejímž prostřednictvím jsou dopravitelné zejména hrubozrnné pevné látky ze zásobníku (36).