DE102014011231A1 - Verfahren zur Nickel Pig Iron (NPI)- Entkohlung im AOD -Konverter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nickel Pig Iron(NPI)-Entkohlung im AOD-Konverter, wobei der Schmelze ein Gemisch bestehend aus Sauerstoff und Kohlendioxid zugeführt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nickel Pig Iron(NPI)-Entkohlung im AOD-Konverter
• Aufgrund der Knappheit von geeigneten Rohstoffen für die Produktion von RST-Stählen entwickeln sich zunehmend neue Technologien mit denen minderwertige Legierungen aus minderwertigen Erzen erschaffen werden. Wenn man berücksichtigt, dass die meisten Technologien im Hochofen ablaufen ist hoher Kohlenstoff- und Siliziumgehalt derer Folgen.
• Die Qualität dieser Materialien erfordert meistens eine Nachbehandlung.
• Dies betrifft vor allem den Kohlestoff- und Siliziumgehalt. Beide Elemente werden durch Raffination mit Sauerstoff entfernt, dabei ist es allerdings zu berücksichtigen, dass die Elemente bei der Oxidation hohe Energie entwickeln. Ein Abbrand von 0.1% Kohlenstoff erhitzt eine Schmelze um ca. 10.5 K und ein Abbrand von 0.1% Silizium um ca. 28 K. In Folge einer so intensiven Energieentwicklung wird im konventionellen Fall arteigenes Material zugegeben, unterstützt mit metallurgisch neutralen Schlackenbildnern wie Kalk und Dolomit.
• Bei der Behandlung von Stahl im Zuge der Stahlerzeugung ist es bekannt DE 196 08 530 C2 ), CO2 als Trägergas zusammen mit Feststoffen unterhalb der Schlackenoberfläche einzublasen, wobei das CO2 nahezu vollständig zu CO und O dissoziiert und das gebildete [O] unter zusätzlicher Erzeugung von CO mit dem C aus der Stahlschmelze reagiert.
• Aus der DE 690 20 596 T2 , der DE 2525355 und der DE 1964092 ist es bekannt, mit reinem Sauerstoff zu frischen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirtschaftlichkeit der Entkohlung von Nickel Pig Iron (NPI) im AOD Konverter zu verbessern.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nickel Pig Iron-Entkohlung in einem AOD Konverter, wobei ein Gemisch bestehend aus Sauerstoff und Kohlendioxid der Schmelze zugeführt wird.
• Dabei wird der Sauerstoff vorzugsweise auf die Schmelze aufgeblasen, während das Kohlendioxid in die Schmelze eingeblasen wird.
• Vorzugsweise wird das CO2 durch Unterbaddüsen in die Metallschmelze eingeblasen.
• Es handelt sich um starke Reduzierung von Kohlenstoff und Silizium im NPI auch als HC NPI (High Carbon NPI) genannt zu einem IC-NPI mit sehr niedrigen C und Si-Gehalten unterhalb von 0.1%
• Diese wird erreicht indem die Entkohlungsrate erhöht wird und die hohe Temperaturentwicklung nicht mit arteigenem Material und enorm hohen Mengen von Schlackenbildnern in temperaturschonendem Bereich gehalten wird, sondern mit einem Sauerstoff/Kohlendioxid Gemisch, das die Eigenschaft beider Bedingungen hat.
• Die folgende Zusammenstellung stellt ein Vergleich der Eigenschaften der konventionellen und der neuen erfinderischen Technologie dar.
• Entkohlungsrate
• Die Entkohlungsreaktion wird mit folgenden Mechanismen erklärt: Konventionelles Verfahren

  {02} = 2[0]	thermisches Dissoziation von Sauerstoff
  [Fe] + [0] = (Fe0)	Eisen-Oxidation
  (Fe0) + [C] = [Fe] + {CO}	Entkohlung
  [Si] + 2[0] = (Si02)	Entsilizierung

  Neuartiges Verfahren

  {02} = 2[0]	thermisches Dissoziation von Sauerstoff
  [Fe] + [0] = (Fe0)	Eisen-Oxidation
  (Fe0) + [C] = [Fe] + {CO}	Entkohlung
  [Si] + 2[0] = (Si02)	Entsilizierung

  thermisches Dissoziation von C02	{C02} = [0] + {CO}
  Entkohlung	[C] + [0] = {CO}
  Entsilizierung	[Si] + 1/2[0] = (Si02)

  Sauerstoffverfügbarkeit

  beim konventionellen Verfahren 2[O]

  beim neuen Verfahren 3[O]

• Durch die Anwendung von C02 ergibt die thermische Dissoziation ein weiteres Atom von Sauerstoff und erhöht die Reaktionsrate um 50%.
• Prozesskühlung
• In einem hochkohlenstoff- und sitiziumhaltigen Raffinationsprozess bleiben zum Kühlen nach Abzug von Kühlwasser-Radiations- und Konvektionsverlusten ca. 80 kwh Energie per t Schmelze. Die Enthalpie 1 t des typischen LC NPI ist mit ca. 400 kWh und die Enthalpie eines Nm3 von C02 mit 2,14 kWh zu beziffern. Dementsprechend stehen folgende Relationen gegenüber:
  80 kWh/t Schmelze entsprechen: 0.2 t LC NPI bzw. 37.4 Nm3 C02
• Die Anwendung von C02 bedeutet damit eine signifikante Produktionserhöhung bis zu 20%. und eine Verkürzung der Raffinationszeit um Minimum 30%.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 19608530 C2 [0005]
• DE 69020596 T2 [0006]
• DE 2525355 [0006]
• DE 1964092 [0006]

Claims (4)

1. Verfahren zur Nickel Pig Iron-Entkohlung in einem AOD Konverter, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch bestehend aus Sauerstoff und Kohlendioxid der Schmelze zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff auf die Schmelze aufgeblasen wird, während das Kohlendioxid in die Schmelze eingeblasen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid durch Unterbaddüsen in die Schmelze eingeblasen wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Sauerstoff/Kohlendioxid zwischen 4/1 und 1/4 beträgt.