DD286617B5

DD286617B5 - Verfahren zur schrotterwaermung im sauerstoffkonverter

Info

Publication number: DD286617B5
Application number: DD86292590A
Authority: DD
Inventors: Hans-Ruediger Dr Oec Dorst; Horst Dr Oec Maschler; Genadij S Dr-Ing Kolganow; Jens Dr-Ing Lahr; Ekkehart Richter
Original assignee: Steb Stahltechnologie Und Engi
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1993-12-02
Also published as: DD286617A5

Description

Durch die Erfindung ist es möglich, die Wärmezufuhr dem Wärmeaufnahmevermögen des Schrottes anzupassen, d. h. die zugeführte Energie praktisch ohne örtliche Überhitzung optimal dem Schrott zuzuführen.

Ausfuhrungsbelsplel

Zum besseren Verständnis des Inhaltes der Erfindung wird nachfolgend ein Beispiel für seine Realisierung am Produktionskonverter mit kombiniertem Blasverfahren gegeben.

In den Konverter mit einem Einsatzgewicht von 30t, der mit fünf Zweikanalbodendüsen, zwei Seitenbrennern für die Zufuhr von Heizöl und einer verfahrbaren wassergekühlten Aufblaslanze für die Zufuhr von technischem Sauerstoff in den Konverter ausgestattet ist, wurden 12t metallischen Schrotts chargiert. Anschließend wurden die Einsatzstoffe durch die Zufuhr von 32 kg/min Heizöl durch die Seitenbrenner erwärmt, die im Konverterraum mittels eines oxydierenden Gases, bestehend aus 8m³/min Luft (10,4%), welche durch die Bodendüse zugegeben wurde, und au3 69m³/min technischem Sauerstoff (09,G%), der über die wassergekühlte Aufblaslanze zugeführt wurde, verbrannt wurden.

Unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades des flüssigen Brennstoffes im Temperaturbereich bis 400/500°C von 0,7, wurde in Übereinstimmung mit den gewonnenen Versuchsergebnissen die Erwärmung über die Dauer von 3min durchgeführt.

Die berechnete Temperatur betrug 405°C. Die praktische Temperatur, die durch Kontaktmessungen an verschiedenen Punkten des chargierten Schrottmassives durchgeführt wurde, ergab einen Mittelwert von 397⁰C, was sehr nahe dem berechneten Wert liegt. In der nächsten Phase wurde durch die Seitenbrenner 18 kg/min Heizöl, durch die Bodendüsen 23 m³/min Luft (39,6%) und durch die Aufblaslanze 35 mVmin technischer Sauerstoff (60,4%) eingeleitet. Unter Berücksichtigung des Wärmeausnutzungskoeffizienten des flüssigen Brennstoffes im Temperaturbereich von 400 bis 800⁰C bei der Erwärmung von Schrott im Konverter von 0,6 (experimentelles Ergebnis) wurde die Erwärmung dos Schrottes über 6min geführt. Die praktisch erreichter Temperatur betrug 785⁰C. Die berechnete Temperatur beträgt 795⁰C.

Die weitere Erwärmung des Schrottes wurde bei Zufubr von 8kg/min Heizöl durch die Seitenbrenner, durch die Bodendüsen vcn 15m³/min Luft und durch die Aufblaolanze von 15m³/min technischem Sauerstoff geführt.

Unter Berücksichtigung, daß der Wärmeausnutzungskoeffizient des flüssigen Brennstoffes im Temperaturbereich von 800-1200°C 0,5 beträgt (experimenteller Wert), wurde die Erwärmung des Schrottes über die Dauer von 3 min geführt. Einer berechneten Temperatur von 857⁰C steht aine erzielte Temperatur von 850"C gegenüber.

Nach Abschluß der Erwärmung wurden in den Konverter 18t Roheisen zugegeben. Danach wurde die Charge gefrischt, wobei durch die Bodendüsen 30mVmin Sauerstoff, durch ein Schutzmedium geschützt (flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe), und durch die Aufblaslanze ebenfalls 30m³/min Sauerstoff zugeführt wurden.

Während des Blasverlaufes wurden in den Konverter von oben zur Bildung der Schlacke 1700 kg Kalk sowie zur Erhöhung des Wärmeinhaltes der Einsatzstoffe aus dem Dosierbunker 700kg Koks zugesetzt.

Bei einem WärmeausnuUungskoeffizient des Kokses von 0,5 wurde eine Endtemperatur der Schmelze von 1665°C erreicht. Nach Erhalt der Analyse wurde der Stahl in die Pfanne abgestochen, wobei die erforderliche Menge von Desoxydationsmitteln zugesetzt wurde. Der Flüssigstahl wurde zu Blöcken mit einem Gesamtgewicht von 27,11 vergossen.

1. Verfahren zur Stahlerzeugung im Sauerstoffkonverter, wobei Schrott in dein Sauerstoffkonverter mittels Zufuhr kohlenstoffhaltigen Brennstoffs und oxydierenden Gases vorgewärmt wird, gekennzeichnet dadurch, daß als das oxydierende Gas ein Gemisch aus technischem Sauerstoff und Luft verwendet wird, daß der prozentuale Anteil der Luft an diesem Gemisch proportional zur erreichten Erwärmungstemperatur des Schrottes, und zwar von = 20% bei Beginn der Erwärmung bis auf ^45% bei einer erreichten Schrottemperatur über 800 bis 850⁰C gesteigert wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der prozentuale Anteil der Luft im Gemisch mit technischem Sauerstoff in drei Stufen gesteigert wird, und zwar wird bis zu einer mittleren Schrottemperatur von 350 bis 450⁰C mit 10 bis 20% Luftanteil, bis zu einer mittleren Schrottemperatur von 750 bis 85O⁰C mit 35 bis 45% Lu^anteil und bei einer mittleren Schrottemperatur von über 800 bis 850⁰C mit 45 bis 55% Luftanteil gearbeitet.

3. Verfahren nach Punkt 1 oder2, gekennzeichnet dadurch, daßdieLuftunddertechnische Sauerstoff getrennt zugeführt und innerhalb des Konverters vermischt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist bei der Stahlerzeugung im Sauerstoffkonverter anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen _,

Es ist üDlich, den jn den Sauerstoffkonverter chargierten Schrott mittels kohlenstoffhaltiger Brennstoffe und Sauerstoff zu erwärmen. Infolge der hohen Temperatur der Brennstoff-Sauerstoff-Flamme kommt es zu örtlichen Überhitzungen der feuerfesten Zustellung des Konverters. Die feuerfesten Materialien werden bereits im Prozeß des Vorwärmens angeschmolzen, wodurch während des Frischprozesses, insbesondere nach dem Zugießen von flüssigem Roheisen, die durch die Hochtemperaturflamme erweichte Zustellung durch die starke Badbewegung von Metall und Schlacke leicht abgetragen wird. Die Standzeit der feuerfes'.en Zustellung sinkt bei derartigem Vorwärmen dos Schrottes auf 30-70% der ansonsten üblichen. Außerdem führt die örtliche Überhitzung der Einsatzstoffe zu einer Oxydation von Metall, zur Bildung einer aggressiven, hoch eisenoxidhaltigen Schlacke, die die feuerfeste Zustellung angreift sowie ein zügiges und gefahrloses Zugeben des flüssigen Roheisens behindert.

Um die beim Zugeben des flüssigen Roheisens auf die örtlich überhitzten, oxydierten Einsatzstoffe entstehenden Wärmeverluste und den Auswurf zu reduzieren, ist es bekannt, die erwärmten metallischen Einsatzstoffe vor dem Zugeben dos flüssigen Roheisens von unten 1 bis 2min mit Luft zu überblasen, wodurch ein teilweises Erstarren angeschmolzenei und oxydierter Einsatzstoffe erfolgt.

Nachteilig an diespr Lösung ist, daß ursprünglich zugeführte Energie wieder entzogen wird und sich die Chargendauer verlängert.

Ziel der Erfindung

Effektives Erwärmen des in einem Sauerstoffkonverter chargierten Schrottes bei Abbau der durch örtliche Überhitzung bedingten Nachteile.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch dio Erfindung gelöst wird.

Um den in einem Sauerstoffkonverter chargierten Schrott bei Abbau der durch ortliche Überhitzung bedingten Nachteile effektiv erwärmen zu können, soll die Wärmezufuhr dem Wärmeaufnahmevermögen des chargierten Schrottes dergestalt angepaßt werden, daß die Oberflächentemperatur der überwiegenden Masse des Schreins eine Temperatur von etwa 1 200⁰C nicht übersteigt.

Merkmale der Erfindung

Erfindur gsgemäß word in zum Erwärmen kohlenstoffhaltige Brennstoffe und ein Gemisch aus technischem Sauerstoff und Luft eingebl£sen, der prozentuale Anteil der Luft an diesem Gemisch proportional der erreichten Erwärmungstemperatur des Schrottes gestaltet, und zwar von 20% Luftanteil zu Beginn der Erwärmung bis aiJ45% Luitantcil bei einer erreichten

Schrottcmperatur über 800 bis 850T gesteigert. &

Es ist vorteilhaft, den prozentualen Anteil der Luft in drei Stufen zu steigern, und zwar bis zu einer mittleren SchroUomporatiir von 350 bis 45O⁰C einen Luftanteil von 10 bis 20%, bis zu einer mittleren Schrottemperatur von 750 bis 850°C einen Luftantci! von bis 45% und ab einer mittleren Schrottemperatur von über 800 bis 850T einen Luftanteil von 45 bis 55% am Gemisch aus technischem Sauerstoff und L'jft einzublasen.

Für verschiedene fi nwcndungsfälle kann es sinnvoll sein, die Luft und dnn technischen Sauerstoff getrennt zuzuführen und innerhiilb des Sauerstoffkonverters zu vermischen.

Ausführungsbelsplel

In den Konverter mit einem Einsatzgewicht von 30 t, der mit fünf Zweikanalbodendüsen, zwei Seitenbrennern für die Zufuhr von Heizöl und einer verfahrbaren wassergekühlten Aufblaslanze für die Zufuhr von technischem Sauerstoff in den Konverter ausgestattet ist, wurden 12t metallischen Schrotts chargiert. Anschließend wurden die Einsatzstoffe durch die Zufuhr von 32kg/min Heizöl durch die Seitenbrenner erwärmt, die im Konverterraum mittels eines oxydierenden Gases, bestehend aus 8m³/min Luft (10,4%), welche durch die Bodendüse zugegeben wurde, und dus69m^J/min technischem Sauerstoff (89,6%), der über die wassergekühlte Aufblaslanze zugeführt wurde, verbrannt wurden.

Unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades dos flüssigen Brennstoffes im Temperaturbereich bis 400/500°C von 0,7, wurde in Übereinstimmung mit den gewonnenen Versuchsergetnissen die Erwärmung über die Dauer von 3min durchgeführt.

Die berechnete Temperatur betrug 405⁰C. Die praktische Temperatur, die durch Kontaktmessungen an verschiedenen Punkten des chargierten Schrottmassives durchgeführt wurde, ergab einen Mittelwert von 397°C, was sehr nahe dem berechneten Wert liegt. In der nächsten Phase wurde durch die Seitenbrenner 18 kg/min Heizöl, durch die Bodendüsen 23 m³/min Luft (39,6%) und durch die Aufblaslan.^e 35m³/min technischer Sauerstoff (60,4%) eingeleitet. Unter Berücksichtigung des Wärmeausnutzungskoeffizienten des flüssigen Brennstoffes im Temperaturbereich von 400 bis 800⁰C bei der Erwärmung von Schrott im Konverter von 0,6 (experimentelles Ergebnis) wurde die Erwärmung des Schrottes über 6min geführt. Die praktisch erreichter Temperatur betrug 785⁰C. Die berechnete Temperatur beträgt 795^CC.

Die weitere Erwärmung des Schrottes wurde bei Zufubr von 8 kg/min Heizöl durch die Seitenbrenner, durch die Bodendüsen von 15m³/min Luft und durch die Aufblaslanze von 15 m³/min technischem Sauerstoff geführt.

Unter Berücksichtigung, daß der Wärmeausnutzungskoeffizient des flüssigen Brennstoffes im Temperaturbereich von 800-1 20O⁰C 0,5 beträgt (experimenteller Wfcrt), wurde die Erwärmung des Schrottes über die Dauer von 3 min geführt. Einer berechneten Temperatur von 857⁰C steht eine erzielte Temperatur von 850°C gegenüber.

Nach Abschluß der Erwärmung wurden in den Konverter 18t Roheisen zugegeben. Danach wurde die Charge gefrischt, wobei durch die Bodendüsen 30m³/min Sauerstoff, durch ein SchuUmedium geschützt (flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe), und durch die Aufblaslanze ebenfalls 30m³/min Sauerstoff zugeführt wurden.

Während des Blasverlaufes wurden in den Konverter von oben zur Bildung der Schlacke 1700kg Kalk sowie zur Erhöhung de?

Wärmeinhaltes der Einsatzstoffe aus dem Dosierbunker 700kg Koks zugesetzt.

Bei einem Wärmeausnutzungskoeffizient des Kokses von 0,5 wurde eine Endtemperatur der Schmelze von 1 665⁰C erreicht. Nach Erhalt der Analyse wurde der Stahl in die Pfanne abgestochen, wobei die erforderliche Menge von Desoxydationsmi'.teln zugesetzt wurde. Der Flüssigstahl wurde zirBiöcken mit einem Gesamtgewicht von 27,11 vergossen.

Claims

1. Verfahren zur Stahlerzeugung im Sauerstoffkonverter, wobei Schrott in dem Sauerstoffkonverter mittels Zufuhr kohlenstoffhaltigen Brennstoffs und oxydierenden Gases vorgewärmt wird, gekennzeichnet dadurch, daß als das oxydierende Gas ei* Gemisch aus technischem Sauerstoff und Luft verwendet wird, daß der prozentuale Anteil der Luft an diesem Gemisch proportional zur erreichten Erwärmungstemperatur das Schrottes, und zwar von ^ 20% bei Beginn der Erwärmung bis auf ^ 45% bei einer erreichten Schrottemperatur über 800 bis 850⁰C gesteigert wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der prozentuale Anteil der Luft im Gemisch mit technischem Sauerstoff in drei Stufen gesteigert wird, und zwar wird bis zu einer mittleren Schrottemperatur von 350 bis 450⁰C mit 10 bis 20% Luftanteil, bis zu einer mittleren SchrottGmperatur von 750 bis 850⁰C mit 35 bis 45% Luftanteil und bei einer mittleren Schrottemperatur von über 800 bis 85O⁰C mit 45 bis 55% Luftanteil gearbeitet,

3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Luft und der technische Sauerstoff getrennt zugeführt und innerhalb des Konverters vermischt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist bei der Stahlerzeugung im Sauerstoffkonverter anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist üblich, den in den Sauerstoffkonverter chargierten Schrott mittels kohlenstoffhaltiger Brennstoffe und Sauerstoff zu erwärmen. Infolge der hohen Temperatur der Brennstoff-Sauerstoff-FliSmrne kommt es zu örtlichen Überhitzungen der feuerfesten Zustellung des Konverters. Die feuerfesten Materialien werden bereits im Prozeß des Vorwärmens angeschmolzen, wodurch während des Frischprozesses, insbesondere nach dem Zugießen von flüssigem Roheisen, die durch die Hochtemperaturflamme erweichte Zustellung durch die starke Badbowegung von Metall und Schlacke leicht abgetragen wird. Die Standzeit der feuerfesten Zustellung sinkt bei derartigem Vorwärmen des Schrottes auf 30-70% der ansonsten üblichen. Außerdem führt die ortliche Überhitzung der Einsatzstoffe zu einer Oxydation von Metall, zur Bildung einer aggressiven, hoch cisenoxidhaltigen Schlacke, die die feuerfeste Zustellung angreift sowie ein zügiges und gefahrloses Zugeben des flüssigen Roheisens behindert.

Um dio beim Zugeben des flüssigen Roheisens auf dta örtlich überhitzten, oxydierton Einsatzstoffe entstehenden Wärmeverluste und den Auswurf zu reduzieren, ist es bekannt, die erwärmten metallischen Einsatzstoffe vor dem Zugeben des flüssigen Roheisens von unten 1 bis 2min mit Luft zu überblasen, wodurch ein teilweises Erstarren angeschmolzener und oxydierter Einsatzstoffe erfolgt.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß ursprünglich zugeführte Energie wieder entzogen wird und sich die Chargend-3uer verlängert.

Ziel der Erfindung

Effektives Erwärmen des in einem Sauerstoffkonverter chargierten Schrottes bei Abbuu der durch örtliche Überhitzung bedingten Nachteile.

Darlegung des Wesene der Erfindung

Die technische Aufgabe, dio durch die Erfindung gelöst wird.

Um den in einem Sauerstoffkonverter chargierten Schrott bei Abbau der durch örtliche Überhitzung bedingten Nachteile effektiv erwärmen zu können, soll die Wärmezufuhr dem Wärmeaufnahmevermögen des chargierten Schrottes dergestalt angepaßt wer den, daß die Oberflächentemperatur der überwiegenden Masse des Schrottes eine Temperatur von etwa 1200⁰C nicht übersteigt.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß werden zum Erwärmen kohlenstoffhaltige Brennstoffe und ein Gemisch aus technischem Sauerstoff und Luft eingeblasen, der prozentuale Anteil der Luft an diesem Gemisch proportional der erreichten Erwärmungsteniperatur des Schrottes gestalte', und zwar von 20% Luftanteil zu Beginn der Erwärmung bis auf 45% Luftanteil bei einer erreichten Schrotte-nperatur über 800 bis 85O⁰C gesteigert.

Es ist vorteilhaft, den prozentualen Anteil der Luft in drei Stufen zu steigern, und zwar.bis zu einer mittleren Schrottemperatur von 350 bis 45O⁰C einen Luftanteil von 10 bis 20%, bis zu einer mittleren Schrottemperatur von 750 bis 850"C einen Luftanieil von bis 45% und ab einer mittleren Schrottemperatur von über 800 bis 850°C einen Luftantei! von 45 bis 55% am Gemisch aus technischem Sauerstoff und Luft einzublason.

Für versthiedene Anwendungsfälle kann es sinnvoll sein, die Luft und den technischen Sauerstoff getrennt zuzuführen und innerhalb des Sauerstoffkonverters zu vermischen.