DE1088521B - Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Staehlen aus phosphorhaltigem Roheisen im bodenblasenden Konverter - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Stählen aus phosphorhaltigem Roheisen im bodenblasenden Konverter Es sind zwar manche Verfahren bekanntgeworden, die aber weder der gestellten Aufgabe nach noch der Aufgabenlösung nach den Erfindungsgedanken nahelegen. So ist z. B. ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem gleichzeitig von oben und unten Gas durch die Schmelze geblasen wird. Wesentlich dabei ist, daß die kinetische Energie der eingeblasenen Gase so aufeinander abgestimmt wird, daß das Eisenbad möglichst lebhaft umgewälzt und an der Einblasestelle des reinen Sauerstoffs das entstehende Eisenoxydul rasch auf die ganze Flüssigkeit verteilt wird, während im Gegensatz dazu bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine reine Oberflächenoxydation des Bades durch das aufgeblasene Frischgas erfolgt, so daß kein Sauerstoff in das Metall eindringen kann, wobei es notwendig ist, daß der Rühreffekt durch den Düsenboden in den vorgeschriebenen geringen Grenzen gehalten wird.
• Weiterhin ist es bekannt, Kalk und Eisenoxyd zur schnellen Schlackenbildung zu verwenden, darauf aber bezieht sich vorliegende Erfindung nicht.
• Nach einem anderen Verfahren ist es bekanntgeworden, Sauerstoff auf die Oberfläche der Schmelze zu blasen, daß er nicht tief in die Schmelze eindringt, aber auch dieser bekannte Vorschlag enthält nicht die vorgeschlagene erfinderische Lösung, sondern lenkt geradezu davon ab.
• Auch Verfahrensvorschläge zum Ein- und Aufblasen von kühlenden Sauerstoffträgern und basischen Schlackenbildnern, bei denen die Zufuhr senkrecht von unten, von der Seite oder von oben auf die Oberfläche des Bades erfolgen kann, geben keinen Hinweis auf das erfindungsgemäße Verfahren, dessen Aufgabenlösung nicht offenbart wird.
• Auch Kalkpulver oder Eisenoxydpulver in ein Roheisenbad einzublasen ist an sich bekannt, ohne daß man daraus auf den neuen erfinderischen Verfahrensvorschlag Rückschlüsse ziehen könnte.
• Das Frischen von phosphorhaltigem Roheisen im bodenblasenden Konverter mit den verschiedenen bekannten Frischmitteln, wie normalem oder mit Sauerstoff angereichertem Wind oder Sauerstoff-Wasserdampf-Mischungen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die im Roheisen enthaltenen Elemente entsprechend den physikalisch-chemischen Gesetzen nacheinander oxydiert werden, und zwar beginnend mit Silizium, Mangan, Kohlenstoff und erst nach Bildung einer gut flüssigen Schlacke endend mit dem Phosphor. Je nach dem Phosphorgehalt des Roheisens ergibt sich näch der Kohlenstoffverbrennung eine mehr oder weniger lange Entphosphorung. Der Endphosphorgehalt im Stahl bestimmt gleichzeitig den Eisengehalt in der Schlacke.
• Für die eisenerzeugende Industrie ist es von großem Interesse, phosphorhaltiges Roheisen so zu frischen, daß der im Eisen enthaltene Phosphor schon vor oder während der Entkohlungsperiode entfernt wird, um die Entphosphorung oder Nachblaseperiode zu verkürzen bzw. bei vorheriger Abscheidung des Phosphors den ganzen Prozeß bei einem höheren Kohlenstoffgehalt beenden zu können. Diese Arbeitsweise bringt-metallurgische und technologische Vorteile dergestalt, daß die Eisenverschlackung sich nicht nach dem Phosphorgehalt, sondern dann nach dem Restkohlenstoffgehalt richtet und daß eine zusätzliche Aufkohlung des Bades zwecks Erzielung höherer Festigkeiten des Stahles nicht mehr erforderlich ist. Die bisherigen Versuche im bodenlosen Konverter haben gezeigt, daß eine Vorverlegung der Entphosphorung praktisch nicht ohne weiteres möglich ist, weil verschiedene Bedingungen nicht eingehalten werden können.
• Eine Entphosphorung innerhalb der Entkohlungsperiode ist nur dann möglich, wenn von Beginn der Schmelze an für eine flüssige, hocheisenoxydulhaltige Kalkschlacke Sorge getragen wird. Zur Bildng eisenoxydhaltiger basischer Schlacke eignet sich z. B. in bekannter Weise ein Zuschlag von Erz zum Kalk. Der Wärmehaushalt eines auch mit sauerstoffangereicherten Wind betriebenen bodenblasenden Konverters läßt jedoch nur die Verwendung einer beschränkten Menge Erz zu. Es läge daher nahe, durch Anwendung von reinem Sauerstoff im Aufblaseverfahren diese Schwierigkeiten zu beheben. Aus metallurgischen Gründen jedoch müssen beim Frischen von höher phosphorhaltigen Roheisensorten im Sauerstoffaufblaseverfahren sehr lange Blasezeiten in Kauf genommen werden, wodurch eine schlechte Produktivität und unbefriedig r e nde Futterhaltbarkeit resultieren.
• Das erfindungsgemäße Verfahren sucht einen Weg, um diese Mängel zu vermeiden. Dabei wird ein bodenblasender Konverter zur Ausführung des Frischverfahrens benutzt. Es zeigte sich nämlich überraschenderweise, daß bei einer Kombination des bodenblasenden Konverterverfahrens mit dem Sauerstoffaufblaseprinzip unter ganz bestimmten Bedingungen eine Vorverlegung der Entphosphorung erreicht werden kann. Gleichzeitig wird wegen des Rühreffektes durch den Düsenboden eine Abkürzung der Blasezeit und eine wirtschaftlichere Arbeitsweise ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird die Verflüssigung des Kalkes bzw. die Bildung eisenoxydulhaltiger Schlacken durch Aufblasen sauerstoffhaltiger Gase auf die Badoberfläche unter solchen Bedingungen erreicht, daß kein Sauerstoff in das Bad eindringt. Es wird bewußt nur ein Oberflächenfrischen mit sehr niedrigen Auftreffgeschwindigkeiten angestrebt, um ein hohes Oxydationspotential der Schlacke auch während der Entkohlung aufrechterhalten zu können.
• Ein mehr oder weniger tiefes Eindringen des Sauerstoffs in das Bad, wie es nach den bekannten Aufblaseverfahren erzielt wird, führt demgegenüber zu einer durchgreifenden Gesamtfrischwirkung und fördert vor allem die Entkohlung, als deren Folge das gesetzte Ziel nicht erreichbar wäre. Vorteilhafterweise läßt sich im Gegensatz zu den bekannten Verfahren nach dem neuen Vorschlag die Bildung von braunem Eisenoxydrauch ebenfalls vermeiden.
• Die besonderen Bedingungen, unter denen nach der Erfindung im bodenblasenden Konverter eine schnelle und sichere Vorverlegung der Entphosphorung bei phosphorhaltigen Roheisensorten möglich ist, beziehen sich außerdem auf eine angestrebte begrenzte Entkohlungsgeschwindigkeit, welche 0,20°/o Kohlenstoff je Minute nicht überschreiten soll. Angestrebt wird diese niedrige Entkohlungsgeschwindigkeit, um mit Sicherheit eine allzustarke Verminderung des Eisengehaltes und des Flüssigkeitgrades der Schlacke während der Entkohlung zu vermeiden, weil dadurch die Vorverlegung der Entphosphorung ungünstig beeinträchtigt würde. Erfindungsgemäß muß zur Begrenzung der Entkohlungsgeschwindigkeit und zur Steuerung eines begrenzten Rühreffektes eine Verminderung des Blasquerschnittes des Düsenbodens erfolgen. Durch diese Vorschrift unterscheidet sich vorliegende Erfindung auch von älteren Vorschlägen, bei denen Eisenbäder gleichzeitig von oben und von unten gefrischt werden.
• Es wird demgemäß ein Verfahren vorgeschlagen zur Herstellung hochwertiger Stähle aus phosphorhaltigem Roheisen im bodenblasenden, mit sauerstoffangereichertem Wind oder Sauerstoff-Wasserdampf-Mischungen betriebenen Konverter unter Führung einer basischen oxydierenden Schlacke durch laufende oder zeitweilige Zuführung von kühlenden Sauerstoffträgern, z. B. Erz und Schlackenbildnern, z. B. Kalk, von Beginn der Schmelze an sowie gleichzeitiges Aufblasen von Wind, sauerstoffangereichertem Wind oder sauerstoffhaltigen Gasmischungen, insbesondere Sauerstoff-Wasserdampf, mit geringen Drücken, so daß kein Sauerstoff in das Bad eindringt. Das Verfahren ist weiter gekennzeichnet durch eine Verminderung des Blasquerschnittes des Düsenbodens, durch die die Entkohlungsgeschwindigkeit unter, jedoch höchstens bei 0,20°/o Kohlenstoff je Minute gehalten werden soll.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH-Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Stählen aus phosphorhaltigem Roheisen im bodenblasenden, mit sauerstoffangereichertem Wind oder Sauerstoff-Wasserdampf-Mischungen betriebenen Konverter unter Führung einer basischen oxydierenden Schlacke durch laufende oder zeitweilige Zuführung von kühlenden Sauerstoffträgern, z. B. Erz und Schlackenbildnern, z. B. Kalk, von Beginn der Schmelze an, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Wind, sauerstoffangereicherter Wind oder sauerstoffhaltige Gasmischungen, insbesondere Sauerstoff Wasserdampf, mit geringen Drücken so auf die Badoberfläche aufgeblasen werden, daß kein Sauerstoff in das Bad eindringt und durch Verminderung des Blasquerschnittes des Düsenbodens die Entkohlungsgeschwindigkeit unter, jedoch höchstens bei 0,20% Kohlenstoff je Minute gehalten wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 32 589, 252 504, 619 334, 800 303, 888 395; österreichische Patentschriften Nr. 174 071, 175 586; belgische Patentschriften Nr. 493 468, 503 748; französische Patentschriften Nr. 448 414, 905 690; »Stahl und Eisen«, 1953, S. 338 bis 346.