DD155639A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING STEEL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stahl in Siemens-Martin-Oefen. Durch die Erfindung wurden die Effektivitaet und die Arbeitsproduktivitaet des gesamten Schmelzprozesses wesentlich gesteigert, wobei ein Teil der schweren, manuellen Taetigkeiten entfaellt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass kurz vor Beendigung des Abstiches die Abstichoeffnung mechanisch geschlossen und ein Teil der im Ofen befindlichen Schlacke und/oder Schmelze zurueckgehalten wird, die dann fuer den naechstfolgenden Schmelzprozess Verwendung findet. Die zur Durchfuehrung des Verfahrens entwickelte Vorrichtung besteht aus einem in Hoehe des Abstichloches 3 angeordneten, in Querrichtung verschiebbaren Verschlusstein 4 der in einer unter Ueberdruck stehenden Kammer 5 gefuehrt wird und mit einer Bewegungseinrichtung 6 verbunden ist.The invention relates to the production of steel in Siemens Martin furnaces. The invention has substantially increased the effectiveness and labor productivity of the entire smelting process, with some of the heavy, manual activities omitted. The essence of the invention is that just before the end of the tapping the Abstichoeffnung closed mechanically and a portion of the slag contained in the furnace and / or melt is retained, which is then used for the next melting process. The apparatus developed for carrying out the method consists of a locking piece 4 which is arranged in the height of the tap hole 3 and is displaceable in the transverse direction and which is guided in a chamber 5 which is under pressure and is connected to a movement device 6.
Description
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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stahl in Simens-Martin-Öfen.The invention relates to the production of steel in Simens Martin ovens.
Es ist bekannt, daß sich das Abstichloch von Siemens-Martin-Öfen an der den Arbeitstüren gegenüberliegenden Längswand befindet und in der Bodenebene angeordnet ist. Das Abstichloch ist eigentlich ein aus Ziegel hergestellter gewälbter Kanal mit einem Durchmesser von 120-140 mm, und einer Länge von ca» 1200-1600 mm« Gemäß der herkömmlichen Technologie wird das Abstichloch vor der Beschickung des Ofens zugemauert und zum Abstich der Schmelze aufgebrochen· Während des Abstiches kann das Abstichloch .nicht zugesperrt werden· Dies kann erst vorgenommen werden, wenn der Ofen von Stahlschmelze und Schlacke völlig entleert ist.It is known that the tap hole of Siemens Martin ovens is located on the opposite longitudinal walls of the work and is arranged in the ground plane. The tapping hole is actually a 120-140 mm diameter corrugated channel made of brick, and about 1200-1600 mm long. According to conventional technology, the tapping hole is bricked up before the furnace is loaded and broken up to break the melt. The tapping hole can not be closed during tapping · This can only be done when the furnace is completely emptied of molten steel and slag.
Nach dem Abstich werden die Reste des Stahles und der Schlacke von der Innenwand des Abstichloches mit Kratzer, Spreitzstange oder durch das Einblasen von Sauerstoff mit Hilfe eines Stahlrohres entfernt. Danach werden gegen das ofenseitige Ende desAfter tapping, the remnants of the steel and slag are removed from the inner wall of the taphole with a scratch, spreader rod or by blowing oxygen through a steel tube. Thereafter, against the furnace end of the
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Abstichloches verschrumpfte Magnesiumkörner eingebracht um eventuelle Schlackengerinne festzustellen und zu beseitigen· Nach Abschluß dieser Arbeiten muß das Abstichloch durch Magnesiumkörner dicht aufgestampft werden, die von der gießereiseitigen Öffnung reingetragen wurden, und ausschließend das äußere Ende der Öffnung mit einer dichten feuerfestigen Masse verschlossen werden, um ein Herausrie-веіп aes Verdichtungsmaterials zu verhindern.After completion of this work, the tap hole must be densely stamped by magnesium grains carried in from the foundry side opening and, excluding the outer end of the opening, sealed with a dense refractory mass To prevent the release of a compaction material.
Als Abdichtmaterial wird ein gekörntes Material verwendet, das beiden vorliegenden Temperaturen nicht erweicht und Zusammenbäckt. Dieses Material ist meistens gesintertes Magnesium bestehend aus 20 % Staub und 80 % gekörnten Anteilen mit einem Korndurchmesser von 5-10 mmo The sealing material used is a grained material which does not soften and bake at both temperatures. This material is mostly sintered magnesium consisting of 20% dust and 80 % granular fractions with a grain diameter of 5-10 mm o
Vor dem Anstich muß zunächst die äußere Verschlußmasse des Abstichloches entfernt und danach das aufgestampfte Füllmaterial mit einem speziellen Instrument aus der Öffnung herausgekratzt werden. Diese Operation dauert im allgemeinen 5-15 Minuten. Es' kommt jedoch vor, daß das zu fest eingestampfte Füllmaterial nur durch schwere manuelle Arbeit aufgelockert werden kann. Hierzu werden angespitzte Eisenstangen verwendet. Die mit der Schmelze in Berührung stehende innere versinterte Rinde von etwa 5-Ю mm wird zumeist durch das Einblasen von Sauerstoff aufgebrochen.Before tapping, the outer sealing compound of the tapping hole must first be removed, and then the tamped filling material must be scraped out of the opening using a special instrument. This operation generally takes 5-15 minutes. It happens, however, that the over-stuffed filler can only be loosened by heavy manual labor. For this purpose pointed iron bars are used. The inner sintered bark of about 5-Ю mm, which is in contact with the melt, is usually broken up by the injection of oxygen.
Treten bei der Beseitigung des Verschließmaterials Schwierigkeiten auf, verzögert sich der richtige Zeitpunkt des Abstiches. Diese Verzögerung kann 10-25 Minuten betragen und die Folge haben, daß sich die Zusammensetzung der Schmelze im Vergleich zur gewünschten Zusammensetzung verändert oder aber bestimmte Bestandteile verbrennen.If difficulties arise in the removal of the sealing material, the timing of the tapping is delayed. This delay can be 10-25 minutes with the consequence that the composition of the melt changed in comparison to the desired composition or burn certain components.
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Diese traditionelle Lösung besitzt aber noch weitere zahlreiche Nachteile·However, this traditional solution also has numerous other disadvantages.
Ein grundsätzlicher Nachteil liegt darin, daß sowohl das öffnen, als auch das Schließen eine schwere manuelle Arbeit ist, die eine große Übung erfordert.A fundamental drawback is that both opening and closing is a heavy manual job requiring a great deal of practice.
Das Verschließen des Abstichloches muß sehr sorgfältig durchgeführt werden, um ein vorzeitiges Ausbrechen der flüssigen Schmelze aus dem Ofen zu verhindern·The closing of the taphole must be carried out very carefully in order to prevent premature breakage of the liquid melt from the oven.
Wie schon erwähnt, kann man das Abstichloch während des Abstiches nicht zusperren und weder Schmelze noch Schlacke oder einen Anteil derselben im Ofen zurückzubehalten·As already mentioned, the tapping hole can not be closed during tapping and neither melt nor slag or a portion thereof retained in the oven.
Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Verfahrens liegt darin, daß die Zeitdauer der Öffnung des Abstichloches sehr veränderlich ist und dadurch die genaue chemische Zusammensetzung der Schmelze nur sehr schwer erreicht bzw0 eingehalten werden kann·Another disadvantage of the conventional method lies in the fact that the time duration of the opening of the taphole is very variable, and thereby the exact chemical composition of the melt is very difficult to reach or 0 can be maintained ·
Durch die Erfindung werden die obengenannten Nachteile beseitigt, wobei ein CÜeil der schweren körperlichen Arbeit bei der Stahlherstellung entfällt. Die Erfindung ermöglicht es ferner, die Effektivität und die Arbeitsproduktivität im gesamten Schmelzprozeß wesentlich zu steigern.By the invention, the above-mentioned disadvantages are eliminated, with a Ceil part of the heavy physical work in the steel production. The invention also makes it possible to substantially increase the effectiveness and labor productivity throughout the melting process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Entwicklung geeigneterbiochemischer und technologischer Mittel den Schmelzprozeß dahingehend zu verbessern, daß wertvolle Komponenten der Endschlacke für den nächstfolgenden SchmelzprozeßThe invention has for its object to improve by the development of suitable biochemical and technological means the melting process to the effect that valuable components of the final slag for the next melting process
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ausgenutzt werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß kurz vor Abschluß des Abstiches die Abstichöffnung verschlossen wird und ein Teil der im Ofen befindlichen Schlacke und/oder Schmelze zurückgehalten und für den Schmelzprozeß der nächstfolgenden Charge verwendet wird» Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, das ein zur geometrischen Achse des Abstichloches in Querrichtung bewegbarer, feuerfester Verschließstein, in einer unter Überdruck stehenden Kammer angeordnet und geführt wird und mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist.can be exploited. According to the invention the object is achieved in that shortly before the conclusion of the tapping the tapping is closed and a portion of the slag and / or melt contained in the furnace is retained and used for the melting process of the next batch. »The apparatus for performing the method is characterized a refractory sealing block movable transversely to the geometrical axis of the taphole is arranged and guided in a pressurized chamber and connected to an actuating device.
Die den Verschlußstein aufnehmende und führende, unter Überdruck stehende Kammer ist ein in die hintere Wand des Ofens in Höhe des Abstichloches eingebauter kastenförmiger und geschweißter Stahlbehälter, in dem der Druck im Vergleich zum ferro st at is ehe η Druck der Schmelze* wenigstens um 0,3 at größer ist. Um diesen Druck zu erzeugen, ist die Kammer mit einer Preßluftleitung verbunden. Außer Preßluft kann man in die Kammer auch gas- und/oder pulverförmige Zusatzmaterialien zum Legieren bzw. Entschwefeln der Schmelze einführen.The pressurized and pressurized chamber accommodating the obturator is a box-shaped and welded steel vessel installed in the rear wall of the furnace at the level of the tapping hole, in which the pressure is at least 0, compared to the ferro-stating pressure η of the melt *. 3 at greater. To generate this pressure, the chamber is connected to a compressed air line. In addition to compressed air, gas and / or pulverulent additional materials for alloying or desulfurizing the melt can also be introduced into the chamber.
Der Verschlußstein ist zweckmäßig aus Magnesiumoxid haltigen Ziegeln hergestellt, die lose, d.h. mit einem 2-12 mm breiten Spalten in die Kammer eingepaßt sind. Dieser Verschlußstein wird durch eine hydraulische, oder elektrische Bewegungseinheit bewegt.The plug is conveniently made from bricks containing magnesium oxide that are loose, i. are fitted with a 2-12 mm wide columns in the chamber. This locking block is moved by a hydraulic or electrical moving unit.
Die Lösung gemäß der Erfindung bietet im Vergleich mit den konventionellen Einrichtungen bzw« mit den herkömmlichen Technologien zahlreiche Vorteile: Das Aufstampfen des Abstichloches erübrigt sich, wobei dieThe solution according to the invention offers numerous advantages in comparison with the conventional devices or with the conventional technologies: The tamping of the tapping hole is no longer necessary
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bisher zum Aufstampfen bzw. zum öffnen des Abstichloches erforderliche schwere und gefährliche manuelle Arbeit entfällt.previously required for tamping or to open the tap hole required heavy and dangerous manual work.
Die Herstellungstechnologie verändert sich dahingehend, daß der Stahl schneller, zuverlässiger und innerhalb vorgegebener genauer Zeitperioden hergestellt werden kann9 wobei wertvolle physikalische und chemische Komponenten des flüssigen Schlacke teilweise oder vollständig ausgenutzt und die Endschlacke zum Einschmelzen des Beschickungsgutes des nachfolgenden Schmelzprozesses verwendet wirdo Die Einrichtung ermöglicht, das gas- und staubartige Materialien in die Schmelze eingeblasen werden können, wodurch das Legieren und Entschwefeln effektiver wird» Die in den Ofen eingeblasene Luft gelangt mit einem größeren druck als der vorhandene ferrostatische Druck in die Schmelze, wodurch die Vermischung der Schmelze gefördert und die ablaufenden metallurgischen Vorgänge verkürzt werden.The production technology is changing to the effect that the steel can be faster, more reliable and manufactured within predetermined accurate time periods 9 wherein valuable physical and chemical components of the liquid slag utilized partially or completely and the final slag is used for melting of the burden of the subsequent melting process o the device allows that gas and dusty materials can be blown into the melt, which makes alloying and desulphurisation more effective »The air injected into the furnace enters the melt at a higher pressure than the existing ferrostatic pressure, which promotes the mixing of the melt and the be shortened expiring metallurgical processes.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel· näher erläutert«The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.
Die dazugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Sperr- und öffnungseinrichtung im Schnitt»The accompanying drawing shows the locking and opening device according to the invention in section »
Wie es aus der Zeichnung hervorgeht, ist der erfindungsgemäße Verschluß in die Trennwand 2, die den Ofenraum begrenzt, horizontal oder beinahe horizontal eingebaut. Das AbstichlochAs is apparent from the drawing, the closure according to the invention in the partition wall 2, which limits the oven space, installed horizontally or almost horizontally. The taphole
3 wird durch einen Verschiußstein 4 abgesperrt, der mit HiIf^ des Bewegungsel·ementes 6 in der Klammer 5 verschoben werden kann. Das Beweguпgsel·emeпt 6 ist an eine hydraulische oder elektrische Bewegungseinheit angeschiosseno Der Verschlußstein3 is blocked off by a sliding block 4, which can be displaced in the clamp 5 by means of the movable element 6. The agitator · emept 6 is connected to a hydraulic or electrical unit of movement. The cap
4 ist in der Kammer 5 iose eingepaßt, so daß Spalten 7 ent-4 is fitted in the chamber 5 iose so that columns 7
stehen. Die Breite der Spalten beträgt ca· 2-12 mm. Die über die Spalten 7 ausströmende Preßluft verhindert, daß die im Ofenraum 1 befindliche Metallschmelze in die Kammer 5 eindringt.stand. The width of the columns is approx. 2-12 mm. The compressed air flowing out via the gaps 7 prevents the molten metal in the furnace chamber 1 from penetrating into the chamber 5.
Die Preßluft wird über die Rohrleitung 8 in die Kammer 5 geleitet. Die Rohrleitung 8 ist mit der Luftleitung 10 verbunden, wobei diese an einer, an sich bekannten Preßluftquel-Ie angeschlossen ist.The compressed air is passed via the pipe 8 into the chamber 5. The pipe 8 is connected to the air line 10, wherein this is connected to a, known per se Preßluftquel-Ie.
An der Rohrleitung 8 ist eine Zweigleitung 9 angeschlossen, durch welche staub- und/oder gasförmige Legierungs- und Entschwefelungsmaterialien in die Kammer 5 eingeleitet werden. Diese Materialien gelangen zusammen mit der durch die Luftleitung 10 hereinströmenden Preßluft in die Kammer 5, und von dort über die Spalte 7 in den Ofenraum, Ein Herausströmen von Preßluft bzw, Zusatzmaterialien wird durch einen in das Abstichloch 3 von Außen eingesetzten Stöpsel 11 verhindert*On the pipe 8, a branch line 9 is connected, through which dust and / or gaseous alloying and desulphurisation materials are introduced into the chamber 5. These materials arrive together with the air flowing through the air line 10 compressed air into the chamber 5, and from there via the column 7 in the furnace chamber, an outflow of compressed air or, additional materials is prevented by a plug inserted into the tap hole 3 from the outside 11 *
In manchen Fällen ist es zweckmäßig in den Verschlußstein 4-Durchführungen auszubilden, um das Einführen der Zusatzmaterialien zu erleichtern. Die in den Ofenraum eingeblasenen gas- und/oder staubartigen Materialien fördern den Legierungsvorgang und den Ablauf der Entschwefelung,In some cases, it is convenient to form 4-passages in the plug to facilitate insertion of the additional materials. The injected into the furnace chamber gas and / or dust-like materials promote the alloying process and the flow of desulfurization,
Der Abstich der flüssigen Schmelze und der Schlacke aus dem Siemens-Martin öfen erfolgt durch Herausziehung des Abschlußsteines 4- aus dem Abstichloch 3» wobei eine etwa 20 cm lange horizontale Verschiebung notwendig ist. Dieser Vorgang kann mechanisiert werden, wodurch die schwere und gefährliche Handarbeit beseitigt wird und das Ausmeißeln und Durchbrechen der feuerfesten Wandung entfällt. Der Verschlußstein 4 kannThe tapping of the liquid melt and the slag from the Siemens Martin stoves by removing the end stone 4- from the tapping hole 3 »with a about 20 cm long horizontal displacement is necessary. This process can be mechanized, eliminating the heavy and dangerous manual labor and eliminating chiselling and breaking of the refractory wall. The shutter 4 can
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in horizontaler Richtung zur horizontalen Achse des Abstichloches 3 in einem Winkel von ca. 90 ° bewegt werden. Der Verschlußstein 4 ist in einer Entfernung von ca, 35 cm von der Bodenebene des Ofenraumes 1 im Abstichloch 3 angeordnet. Durch die Vorliegende Erfindung kann die Technologie der Stahlproduktion wesentlich verbessert und effektiver gestaltet werden. Die vorliegende Einrichtung gewährleistet während des Schmelprozesses einen sicheren Verschluß der Abstichöffnung und ermöglicht es, den Abstich zu unterbrechen, um einen beliebigen Anteil an Schlacke, bzw, Material, im Ofen zurückzuhalten, der dann in den nachfolgenden Schmelzzyklen verwendet wird. Dadurch können die Schmelzzeit herabgesetzt und die vorgeschriebene Zusammensetzung der Schmelzen besser eingehalten werden.be moved in the horizontal direction to the horizontal axis of the tap hole 3 at an angle of approximately 90 °. The closure block 4 is arranged at a distance of approximately 35 cm from the bottom plane of the furnace chamber 1 in the taphole 3. By the present invention, the technology of steel production can be substantially improved and made more effective. The present device ensures a secure closure of the tapping opening during the melting process and makes it possible to interrupt the tapping to retain any portion of slag, or material, in the furnace, which is then used in subsequent melting cycles. As a result, the melting time can be reduced and the prescribed composition of the melts can be better met.
Die charakteristischen Parameter bei der Herstellung von Stahl in einem Siemens-Martin-Ofen nach der alten Technologie und bei Anwendung der Erfindung sind in der folgenden Tabelle gegenübergestellt. Die Vergeleichswerte beziehen sich jeweils auf eine Charge (Schmelze),The characteristic parameters in the production of steel in a Siemens Martin furnace according to the old technology and in the application of the invention are shown in the following table. The comparative values refer to one batch each (melt),
Ausbrechung der AuslaßöffnungBreakout of the outlet opening
- в .. 226370- в .. 226370
Stahlgießzeit 10 10Steel casting time 10 10
Ausstampfung desStamping out the
Abstichloches 15* -,Tap hole 15 * -,
Verbesserang desImprovement of the
Beschickungsgutes 30 30Good to feed 30 30
Beschickung 50 40Feeding 50 40
Schmelzzeit nachMelting time after
Abschluß der Beschickung 170 140Completion of the feed 170 140
Behandlung der SchmelzeTreatment of the melt
(Frischen) 4-5 40(Fresh) 4-5 40
Beschickungszeit 315 260Loading time 315 260
Bemerkung: Das Aufstampfen des Abstichloches /mit s. bezeichnete 15 Minuten/ wird parallel mit der Verbesserung des Beschickungsgutes vorgenommen, sodaß diese Zeit nicht in Betracht gezogen wurde»Remark: The tamping of the tap hole / with s. designated 15 minutes / is carried out in parallel with the improvement of the load, so that this time was not considered »
Aus dem Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, daß durch die Anwendung der Erfindung die Menge an Zugschlagmaterial gesunken ist, während das ausgelassene Volumen zunimmt, und die Schmelzzeit wesentlich kürzer ist· Wie bereits erwähnt entfallen alle notwendigen Arbeitsoperationen im Zusammenhang mit dem Aufbrechen und Verschließen der Abstichöffnung,,From the embodiment, it can be seen that by the application of the invention the amount of draft material has dropped while the volume discharged increases and the melting time is considerably shorter. As already mentioned, all necessary operations associated with breaking and closing the tap hole are eliminated.
Die Luft, die in die Kammer mit einem größeren Druck als der ferrostatischer Druck der Metallschmelze hineingeblasen ist, fördert die Durchmischung des Metallbades, sodaß dadurch die metallurgischen Vorgänge effektiver werdene The air that is blown into the chamber at a pressure greater than the ferrostatic pressure of the molten metal promotes mixing of the metal bath, so that thereby the metallurgical processes are effective e
Die wertvollen physikalischen und chemischen Komponente der im Ofen zurückgehaltenen Schlacke und die Wärmemenge der im Ofen zurückgehaltenen Schlacke und die Wärmemenge derselbenThe valuable physical and chemical components of the slag retained in the kiln and the amount of heat in the slag retained in the kiln and the amount of heat of the same
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können teilweise oder vollständig ausgenutzt werden, wodurch die Gesamtschmelzzeit pro Charge kürzer wird.can be partially or fully utilized, thereby reducing the overall melting time per batch.
Die Stahlproduktion wird noch dadurch effektiver, daß die zum Legieren und zur Entschwefelung anzuwendenden Materialien bzw· Komponenten durch das Abstichloch in den Ofen eingeleitet werden0 Steel production becomes even more effective in that the materials or components to be used for alloying and desulphurisation are introduced into the furnace through the taphole 0
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