DE1292682B

DE1292682B - Verfahren zur Herstellung von Stahl

Info

Publication number: DE1292682B
Application number: DE1959A0031917
Authority: DE
Inventors: Metz Paul
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1958-04-26
Filing date: 1959-04-25
Publication date: 1969-04-17
Also published as: GB904868A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung Frischvorgangs bei der Gewinnung von Gütestählen von Stahl durch Windfrischen des Roheisens und sowie weitere, unten erläuterte Vorteile, bezieht sich auf ein Verfahren, das in wirtschaftlicher Sie besteht in einem Verfahren zum Oberwind-

Weise ermöglicht, einen Stahl mit äußerst geringem frischen bei Herstellung eines Gütestahles durch Gehalt an Phosphor, Schwefel und Stickstoff her- 5 Windfrischen eines mehr als 0,3% Phosphor entzustellen, der Qualitäten mindestens vergleichbar mit haltenden Roheisens in einem Konverter, in den von denjenigen des Martin-Stahles zeitigt. oben her auf und/oder in das Bad technisch reiner

Seit einigen Jahren ist man bemüht, durch pneu- Sauerstoff stufenweise ohne und mit schwebend mitmatisches Frischen Stähle von gleichem oder sogar geführtem, feinzerteiltem Kalk eingeblasen wird, und höherem Wert als demjenigen des durch das Martin- io ist durch die Kombination der drei Verfahrensschritte Verfahren erzielten Stahles herzustellen. gekennzeichnet, daß während der ersten Minuten des

Wenn in der Tat das Martin-Verfahren ermöglicht, Frischvorganges auf den das Roheisen und einen Teil Stähle in leichter Weise von hoher Güte herzustellen, der zum Frischvorgang notwendigen, schlackenso haties doch den Nachteil, daß viel beträchtlichere bildenden Stoffe enthaltenden Einsatz technisch reiner und kostspieligere Einrichtungen sowohl vom Ge- 15 Sauerstoff mittels einer mit einer im Vergleich zum sichtspunkt der Kapitalsfestlegung als auch vom Durchmesser schlanken Düse versehenen Blaslanze Standpunkt der Ausnutzung; erforderlich sind, als bei aufgeblasen wird, daß dann der Frischvorgang durch dem Verfahren durch Windfrischen. Ferner ist die Aufblasen technisch reinen, feinzerteilten Kalk mit-Herstellungszeit im Martinofen lang und die Lei- führenden Sauerstoffes fortgesetzt und hierbei die stungsfähigkeit der Einrichtungen ist demzufolge so Lanze fortschreitend der Oberfläche des Bades gegeringer als bei dem Windfrischverfahren. nähert wird und daß schließlich nach dem Abziehen Man hat versucht, das gewöhnliche Windfrisch- der gebildeten Schlacke der Frischvorgang beendet verfahren bei Konvertern mit Böden zu verbessern, wird, wobei während einiger Minuten nochmals techdie mit Blasedüsen oder -löchern versehen sind, nisch reiner Sauerstoff und mitgeführter feinzerteilter wobei der eingeblasene Wind mittels Sauerstoff an- 25 Kalk aufgeblasen wird.

gereichert wird. Wegen der schädigenden Wirkungen Das Verfahren sieht somit die gleichzeitige Andes reinen Sauerstoffes auf den Boden des Konverters wendung von zurÄ Teil einzeln an sich bekannten ist'ihaft' in der Praxis gezwungen, den Sauerstoff zu :'Maßnahmen in Kombination yor, wodurch·erstmals verdünnen und sich auf einen Gehalt von 50 bis 60 % der angestrebte Erfolg in .vollem Umfang, erreicht dieses Gases zu beschränken. Wenn übrigens die Be- 30 werden konnte. Durch dieses Verfahren wird vor nutzung des mit Sauerstoffen den vorgeschriebenen allem das Schäumeta der Schlacke beherrscht und Grenzen angereicherten Windes oder die Anwendung nicht bloß -das gegenseitige Verhältnis der Entvon besonderen Mischungen, ,wie Sauerstoff—Wasser- kohlung und Entphosphorung beeinflußt, wie dampf oder Sauerstoff—Kohlensauren ermöglicht hat, bei bekannten Oberwindfrischverfahren angestrebt große Verbesserungen beim Windfrischverfahren 35 wurde.

herbeizuführen, war ein Problem weiterhin ungelöst, Im Fachschrifttum ist auch beispielsweise auf die

nämlich die Entphosphorung zu gleicher Zeit wie die Anpassung des Sauerstoffangebots und des Abstands Entkohlung oder vorher, um auf diese Weise einen der Sauerstoffdüse vom Badspiegel an die Erforder-Stahl mit niedrigem Phosphor und mit noch verhält- nisse der Schmelze hingewiesen, aber nicht an zunismäßig hohem Kohlenstoff zu erzielen. 40 sammenwirkende Veränderungen beider Faktoren

Ein anderes seit langem bekanntes Windfrischver- während des Frischens gedacht, insbesondere nicht fahrer! hat indessen die Anwendung von technisch', an eine fortschreitende Annäherung der Blaslanze an reinem Sauerstoff als Frischgas ausschließlich im die Badoberfläche während eines bestimmten VerKonverter ermöglicht. Es handelt sich um das Ver- fahrensabschnitts.

fahren, bei welchem zum.Frischen technisch reiner 45 Es sind auch Versuche bekanntgeworden, bei Sauerstoff auf das Bad aufgeblasen wird. Doch hat denen der Abstand zwischen Blasdüse und Badsich dieses Verfahren für die Behandlung von Roh- Spiegel vorübergehend erhöht und dann wieder auf eisen, dessen Phosphorgehalt 0,3 % überschreitet, als den ursprünglichen Betrag zurückgebracht, aber schwierig und für die Behandlung von Roheisen als nicht fortschreitend gegenüber einem Anfangsabstand unpraktisch erwiesen, wie es gewöhnlich in der so verkleinert wurde. - - Thomasbirne benutzt wird, dessen Gehalt an Phos- Ferner ist es bekannt, den Sauerstoffstrahl kegelig

phor 1,5% überschreitet und meist 1,8 bis 2,5% auszubreiten, um eine größere Badoberfläche zu beerreicht. - aufschlagen, wogegen das Verfahren nach der Erfin-Ein drittes Windfrischverfahren ist vorgeschlagen dung gerade eine Blaslanze mit verhältnismäßig langworden, das darin besteht, von oben her auf die 55 halsiger Düse anwendet, die einen konzentrierten Oberfläche des Bades nicht mehr technisch reinen Strahl ergibt.

Sauerstoff allein einzublasen, sondern eine Mischung Das Schäumen der Schlacke war als nachteilige

von technisch reinem Sauerstoff und von ent- Erscheinung bekannt, und es würde seine Bekämpphosphorenden Produkten in Pulverform oder als fung empfohlen. Das Verfahren nach der Erfindung Körnchen und feinzerteiltem Kalk. 60 ermöglicht dagegen, das Schäumen der Schlacke

Die Anwendung dieses an sich wirkungsvollen bewußt zu steuern. Dieses kann dadurch nicht nur Verfahrens in einem industriellen Konverter mit im ausgelöst und in einem gewünschten Augenblick anallgemeinen über 0,40 m liegender Badhöhe hat gehalten, sondern vorteilhaft dazu benutzt werden, jedoch den Nachteil plötzlich auftretenden Schau- die Leistung des Konverters zu steigern und zugleich mens und Überlaufens der Schlacke, wenn nicht 65 dessen Auskleidung und die Blasdüse zu schützen, besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Der Stand der Technik zeigt jedenfalls keine klare

Die Erfindung verbessert die bekannten Verfahren Linie und beruht in wesentlichem Ausmaß auf Ver- und ermöglicht eine Verkürzung der Dauer des suchen mit zum Teil einander widersprechenden

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Ergebnissen, die nicht zu dem angegebenen Ver- sein. Vorzugsweise wird Sauerstoff mit einer Reinheit

fahren nach der Erfindung hinleiten. bis zu 96 % benutzt.

Das Fassungsvermögen des für das Verfahren nach Während der ersten Stufe des Frischvorganges ist

der Erfindung verwendeten Konverters ist an sich die Zuteilungsmenge an Sauerstoff vorteilhafterweise nicht wesentlich. Das Verfahren ist ebensogut bei 5 höher als während des Restes des Vorganges. Es ist

Kleinkonvertern wie bei größeren Anlagen von 50 t als besonders zweckmäßig gefunden worden, diese

anwendbar. Bevorzugt werden Konverter mit Zuteilungsmenge auf mehr als 3,5 Nm³ je Minute und

basischer Auskleidung und vollwandigen Böden, Tonne des eingesetzten Roheisens zu bringen, z. B.

doch ist die Verwendung von Konvertern mit Düsen auf 4 Nm³ je Minute und Tonne an eingesetztem

und/oder Blaslöchern im Boden nicht ausgeschlossen, io Roheisen, um die Dauer des Vorganges möglichst

durch die ein Gas oder ein Gasgemisch vorzugsweise abzukürzen,

in kleiner Menge eingeblasen wird. Die Dauer der ersten Verarbeitungsstufe muß aus-

Das Verfahren kann vorteilhaft so durchgeführt reichend sein, um die eingesetzten, schlackenden werden, daß vor dem Frischvorgang in den Konverter Mittel zu verflüssigen, was offenbar von der Menge eine Füllung von Roheisen und gegebenenfalls 15 des behandelten Roheisens abhängt. Es wurde geSchrott sowie von 20 bis 40 kg Kalk und/oder andere funden, daß diese Dauer vorteilhafterweise zwischen basische Mittel je Tonne Roheisen eingesetzt 20 und 35% der gesamten Blasdauer liegt. Die werden. Dauer der ersten Stufe für einen Einsatz von 25 .t

Außerdem kann man vorteilhafterweise diesen Ein- Roheisen kann vorteilhafterweise 3 bis 7 Minuten

satz an Roheisen, Schrott und Kalk vervollständigen, ao ausmachen.

indem 5 bis 10 kg Schmelzzusatz je Tonne Roheisen, Unmittelbar nach dieser ersten Verarbeitungsstufe

wie z. B. Bauxit, und 20 bis 35 kg Erz je Tonne Roh- und ohne Unterbrechung wird die zweite Stufe des

eisen zugefügt werden. Verfahrens gemäß der Erfindung damit begonnen,

Gegebenenfalls kann der eingesetzte Schrott durch daß zusammen mit dem Sauerstoff feinzerteilter Kalk

eine Menge thermisch gleichwertiger Erze und ein 25 aufgeblasen wird, wobei die mit der Düse versehene

Teil des Kalkes durch andere basische, schlackende Blaslanze der Oberfläche des Bades fortschreitend

Mittel ersetzt werden. genähert wird.

Die erste Verarbeitungsstufe des Vorganges be- Während dieser zweiten Stufe beträgt die Zuteilung

steht darin, während einiger Minuten auf die Ober- an Sauerstoff 2,5 bis 3,5 Nm³ je Minute und Tonne

fläche des Metallbades technisch reinen Sauerstoff 30 Roheisen. Die Menge des in der Mischung schwe-

aufzublasen. Es ist nicht notwendig und im allgemei- benden, feinzerteilten Kalkes kann vorteilhafterweise

nen nicht nutzbringend, bereits während dieser 1 bis 1,6 kg je Nm³ Sauerstoff betragen,

ersten Stufe mit dem Sauerstoff Kalk aufzublasen. Das Aufblasen von Sauerstoff auf die Schlacke, die

Jedoch liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfin- sich in der ersten Stufe bildet, ermöglicht ein

dung, dem Sauerstoff ein wenig Kalk zuzugeben oder 35 Schäumen der Schlacke, besonders wenn der in der

diesen mit einem geringen Prozentsatz Wasserdampf ersten Stufe eingeblasene Sauerstoff keinen oder

zu mischen, der als Kühlmittel oder zur Vermeidung wenig Kalk enthält,

von rötlichen Rauchgasen dient. Um das Schäumen zu beschleunigen, können Erz

Diese erste Verarbeitungsstufe des Vorganges hat oder metallische Oxyde dem Bade zugefügt werden, hauptsächlich den Zweck, möglichst rasch eine 40 entweder in Stücken oder in Pulver- oder Körner-Schlacke zu bilden, welche die Oberfläche des Metall- form, die gegebenenfalls vom Frisch-Sauerstoff mitbades abdeckt. Dabei wurde gefunden, daß der Ab- geführt werden.

stand des äußersten Endes des Strahlrohres von der Wesentlich ist die Benutzung einer mit einer lang-

Oberfläche des Bades wesentlich ist. Wenn als nicht halsigen Düse versehenen Lanze beim Aufblasen von

einschränkendes Beispiel die Geschwindigkeit des 45 Kalk in Pulverform, wodurch ermöglicht wird, das

aufgeblasenen Sauerstoffs 400 m je Sekunde am Aus- Schäumen zu beherrschen und beliebig zu regeln,

tritt der Düse beträgt, muß der Abstand des Sobald die schäumige Schlacke das äußerste bei

äußersten Endes des Strahlrohres zur Oberfläche des Beginn der zweiten Stufe höchstens 1,50 m von der

Bades vorzugsweise größer als 1,50 m sein, wobei Oberfläche des Bades entfernte Ende der Lanze

das Bad in Ruhe befindlich gedacht ist. 50 erreicht hat, genügt es, die Lanze abzusenken, jedoch

Die Vorteile einer Blaslanze mit einer Düse oder auf einen Abstand nicht unter 0,40 m, um das Über-

einem Venturirohr, deren konische Teile durch schäumen der Schlacke zu verhindern,

einen zylindrischen Abschnitt getrennt sind, dessen Die fortschreitende Senkbewegung der Lanze kann

Länge höchstens gleich dem Zweifachen seines vorteilhafterweise mit einer Geschwindigkeit von

Innendurchmessers beträgt und vorzugshalber zwi- 55 0,05 bis 0,10 m je Minute vorgenommen werden,

sehen dem Drei- und Fünffachen liegt, sind bereits Man kann auch das Strahlrohr in der Weise absenken

in einem früheren Patent beschrieben worden. Diese und aufwärts führen, daß die sich ergebende Bewe-

Form der Düse ermöglicht besonders, einen feinen gung die Lanze dem Bade nähert. Man kann z. B. die

und konzentrierten Strahl des eingespritzten Mediums Lanze so weit senken und sie hierauf eine halbe

zu erzielen, besonders, wenn dieser feste, schwebend 60 Minute später um 0,05 m wieder anheben, derart, daß

mitgeführte Stoffe enthält. sich je Minute eine Senkbewegung von 0,05 m ergibt.

Die Benutzung dieser Düse ist demzufolge in dem Die Erzielung einer schaumigen Schlacke in einer

weiteren Verlauf des Vorganges dann wichtig, wenn genügend großen Dicke bringt bedeutende Vorteile

Kalk in Pulverform mit Sauerstoff aufgeblasen wird. mit sich. Die Schlacke schützt besonders das äußerste

Wenn ein Stahl mit niedrigem Gehalt an Stickstoff 65 Ende der Lanze gegen die Spritzer des flüssigen Roherzielt werden soll, muß der in dem Verfahren gemäß eisens. Bei Verminderung der Bewegung des Bades der Erfindung verwendete Sauerstoff innerhalb der schützt die schäumende Schlacke auch die Ausklei-Grenzen der gegenwärtigen Technik möglichst rein dung gegen Erosion und die Wärmestrahlung. Ferner

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stellt die schäumende Schlacke ein ausgezeichnetes Indessen wird eine gesteigerte Entphosphorung

Filtermittel gegen die rötlichen Rauchgase dar. Es und eine Entschwefelung erzielt, indem die Zuteiwurde festgestellt, daß die Entwicklung dieser röt- lungsmenge an Kalk bis zu einem Wert zwischen liehen, praktisch beim Aufblasen von reinem Sauer- 2 bis 5 kg je Nm³ Sauerstoff während der dritten stoff unvermeidbaren Rauchgase tatsächlich im 5 Stufe oder wenigstens während des letzten Teiles Augenblick, wo diese schäumende Schlacke auf dem derselben erhöht wird. Mit Rücksicht auf die Ent-Metallbad gebildet wird, stark abnimmt. phosphorung des Bades kann auch mindestens wäh-

Die Dauer dieser zweiten Stufe des Frischvorganges rend des letzten Teiles der dritten Verarbeitungsstufe hängt von der Menge des behandelten Roheisens und des Vorganges der mittels des Sauerstoffes einvom Kohlenstoff ab, den man am Ende der zweiten io geblasene, pulverförmige Kalk ganz oder zum Teil Verarbeitungsstufe zu erzielen wünscht. Es wurde durch Karbonat oder eine Mischung von alkalischen gefunden, daß die Dauer vorteilhaft zwischen 30 und Karbonaten ersetzt werden, welche auf gleiche Weise 60% der gesamten Einblasedauer wäre. Wenn z. B. im Sauerstoff schwebend mitgeführt werden. Die 251 Roheisen eingesetzt wurden und ein Kohlenstoff- Menge der einzublasenden Karbonate kann vorteilgehalt von 0,8% am Ende der zweiten Stufe ge- 15 hafterweise zwischen 2 bis 20 kg je Tonne eingewünscht wird, so beträgt diese Dauer 6 bis 10 Minuten, setztem Roheisen sein. Außerdem kann eine Menge Am Ende der zweiten Stufe des Frischvorganges läßt Silizium nach dem Entschlacken zugeschlagen wersich einerseits leicht ein Stahl erzielen, dessen Gehalt den, entweder vorher oder zu gleicher Zeit wie die an Kohlenstoff beliebig zwischen 0,5 und 1,5% liegt alkalischen Karbonate. Zum Beispiel können 2 bis und dessen Phosphorgehalt mindestens 0,4% beträgt, ao 11 kg Silizium je Tonne eingesetztem Roheisen zuge- und andererseits eine Schlacke erreichen, die sich in schlagen werden.

Form eines gut flüssigen Schaumes leicht abziehen Die letzte erzielte Schlacke kann in dem

läßt. Andererseits beträgt die Temperatur normaler- Konverter für den folgenden Prozeß zurückbehalten weise höchstens 1570° C. werden.

Nach dem Abziehen dieser Schlacke wird die 25 Wenn die Temperatur des Bades zu schnell steigt, Temperatur des Metalls gemessen und gemäß dieser hat es sich als zweckmäßig erwiesen, im Laufe des und gemäß dem Kohlenstoffgehalt die Menge des Frischvorganges und besonders während der ersten notwendigen kühlenden Mittels hinzugefügt, um am Stufe Zuschläge von kühlenden Stoffen zuzugeben, Ende des Frischvorganges die gewünschte Temperatur wie Schrott, Erz oder Kalkstein und/oder Schmelzzu erreichen. Hierauf wird während einiger Minuten 30 mittel, wie z. B. Bauxit oder Natriumchlorid, das Aufblasen des Sauerstoffes und des Kalkes Das Verfahren kann vorteilhaft in einem Konverter

wieder aufgenommen. mit vollwandigem Boden durchgeführt werden, der

Als Kühlmittel kann Alteisen zugefügt werden, in gesenkter Lage um seine Längsachse in der Art aber es kann vorteilhaft sein, diese ganz oder teil- eines Drehofens rotiert, um die Reaktion zwischen weise durch metallische Oxyde oder Erze zu ersetzen, 35 dem Metall und der Schlacke vor dem endgültigen denen eventuell noch Metalle zugeschlagen werden Entschlacken und besonders vor der Zwischenentkönnen. schlackung zu fördern.

Um den Mangangehalt des Bades zu steigern und Das Verfahren ermöglicht es, ohne Schwierigkeit

auf diese Weise die Oxydation desselben zu ver- phosphorhaltiges Roheisen mit einem erhöhten mindern, kann vorteilhafterweise in diesem Augen- 40 Phosphorgehalt zu behandeln.

blick ein Zuschlag von Manganerz vorgenommen Außerdem ermöglicht es, leicht und sicher Stähle

werden. mit äußerst niedrigem Phosphor bei niedrigem

Die Dauer dieser dritten Stufe hängt auch von der Stickstoffgehalt und verhältnismäßig hohem Kohleneingesetzten Roheisenmenge und von dem am Ende stoffgehalt zu erzielen. Ferner bringt es gegenüber der zweiten Verarbeitungsstufe erzielten Kohlenstoff- 45 anderen Windfrischverfahren eine weitergehende gehalt ab. Es wurde gefunden, daß diese Dauer Entschwefelung des eingesetzten Roheisens mit sich, vorteilhafterweise zwischen 10 bis 40% der gesamten Es wurde festgestellt, daß die Entschwefelung 70% Einblasedauer liegt. Wenn z.B. 25 t Roheisen ein- überschritt, d.h., bei einem eingesetzten Roheisen mit gesetzt wurden und die zweite Verarbeitungsstufe mit 0,100 % Schwefel wird ein Stahl mit weniger als einem Kohlenstoffgehalt von 0,8% beendigt wurde, 50 0,030% Schwefel erzielt.

wird die dritte Verarbeitungsstufe vorteilhafterweise Das Leistungsvermögen des gemäß der Erfindung

eine Dauer von 2 bis 5 Minuten ausmachen. durchgeführten Verfahrens ist außerdem höher als

Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, das der bekannten Windfrischverfahren, ein zusätzliches Entschlacken im Laufe der dritten Im übrigen wird ein weniger oxydierter Stahl

Verarbeitungsstufe des Vorganges vorzusehen. 55 erzielt als in den bekannten, metallurgischen Frisch-

Während dieser dritten Verarbeitungsstufe kann verfahren, was eine Einsparung an desoxydierenden die Zuteilungsmenge an Sauerstoff in den angege- Stoffen ermöglicht.

benen Grenzen für die zweite Verarbeitungsstufe des Das Verfahren hat noch den Vorteil, das AusVorganges geändert werden, nämlich 2,5 bis 3,5 Nm³ werfen zu unterdrücken. Schließlich besteht ein je Minute und eingesetzte Tonne Roheisen. Jedoch 60 Vorteil dieses Verfahrens darin, ein Einsparen an kann es von Vorteil sein, am Ende der dritten Ver- Kalk von ungefähr 20% gegenüber den bekannten arbeitungsstufe während der oder den letzten Minuten Methoden herbeizuführen. Dies bringt eine Verderselben die Zuteilungsmenge an Sauerstoff zu ver- minderung der Schlackenmengen und besonders im mindern und/oder den Abstand des Strahlrohres zur Falle der Thomasschlacke eine Anreicherung der-Oberfläche des Bades zu vergrößern. 65 selben mit Phosphoranhydrid mit sich.

Während dieser dritten Verarbeitungsstufe kann Der folgende Anwendungsfall gemäß dem Ver-

die Zuteilungsmenge an Kalk zwischen 1 bis 1,6 kg fahren der Erfindung ist beispielsweise und auf keinen je Nm³ Sauerstoff liegen. Fall einschränkend angeführt.

In einem Konverter mit vollwandigem Boden wurden 24,41 Roheisen eingesetzt, das 3,59% Kohlenstoff, 0,35 % Silizium, 0,35 % Mangan, 1,87% Phosphor und 0,048% Schwefel enthält. Zu gleicher Zeit wurden 4 t Alteisen und 800 kg Kalk, 200 kg Bauxit und 500 kg schwedische Erze eingesetzt.

Der Frischvorgang wurde mit einer Sauerstofflanze im Abstand von 1,60 m von der Oberfläche des Metalls und mit Sauerstoff mit 97% Reinheit begonnen. Das Aufblasen wurde 4 Minuten lang mit einer Sauerstoffzuteilung von 90 Nm³ je Minute fortgesetzt. Am Anfang der 5. Minute wurde die Sauerstoffmenge auf 68 Nm³ je Minute vermindert, wobei 1,3 kg Kalk je Nm³ Sauerstoff schwebend mitgeführt und das äußerste Ende der Lanze der Oberfläche des Bades fortschreitend bis auf 1,20 m genähert wurde.

Dieses Aufblasen des in dem Sauerstoff schwebend mitgeführten Kalkes dauert 9 Minuten. Nach dieser zweiten Stufe des Frischvorganges wurde ein Stahl erzielt, der 0,57% Kohlenstoff, 0,078% Phosphor, 0,030% Schwefel und 0,0040% Stickstoff enthielt. Die gebildete Schlacke hatte einen Gehalt an Eisen von 8,4% und einen Gehalt an P,O₂ von insgesamt 27,3%.

Nach Abziehen dieser Schlacke wurden 1200 kg Schrott, 100 kg Erz und 50 kg Bauxit zugeschlagen und das Aufblasen von Kalk mit dem Sauerstoff in Mengen von 1,3 kg Kalk je Nm³ Sauerstoff und 70 Nm³ Sauerstoff je Minute 1 Minute lang, alsdann von 40 Nm³ Sauerstoff je Minute 2 Minuten lang wieder aufgenommen. Nach diesen 3 Minuten wurde der Vorgang eingestellt und ein Stahl erzielt, der 0,065% Kohlenstoff, 0,020% Phosphor, 0,013% Schwefel und 0,0037% Stickstoff enthielt.

Es wurde als vorteilhaft befunden, bei Beginn des Frischvorganges die Sauerstofflanze in bezug zur Senkrechten leicht zu neigen, um das Schäumen zu begünstigen und, sobald das Schäumen zu heftig wird, die Lanze in die senkrechte Stellung zurückzuführen. Gemäß einer vorteilhaften Form dieser Anwendung wird die Lanze beim Beginn des Frischvorganges zwischen 20 Minuten und 10° gegenüber der Senkrechten geneigt.

Der folgende Anwendungsfall gemäß diesem Verfahren ist als Ausführungsbeispiel gedacht.

Der Frischvorgang wurde mit einer während der 7 ersten Minuten des Blasens um 5° gegenüber der Senkrechten geneigten Lanze begonnen, die hierauf fortschreitend von der 7. bis zur 11. Minute bis zur Senkrechten aufgerichtet wurde. Nach der 15. Minute des Einblasens wurde eine Zwischenentschlackung vorgenommen. Das Metallbad enthielt alsdann ungefähr 0,7% Kohlenstoff und 0,15% Phosphor. Dann wurde der Blasvorgang mit der Lanze in senkrechter Stellung 2 Minuten lang wieder aufgenommen und die Lanze schließlich während der 2 folgenden Minuten um 2° zur Senkrechten geneigt. Durch diese endgültige Neigung der Lanze wurde der Gehalt an Stickstoff des Stahles vermindert.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Oberwindfrischen bei Herstellung eines Gütestahls durch Windfrischen eines mehr als 0,3 % Phosphor enthaltenden Roheisens in einem Konverter, in den von oben her auf und/oder in das Bad technisch reiner Sauerstoff stufenweise ohne und mit schwebend mitgeführtem, feinzerteiltem Kalk eingeblasen wird, gekennzeichnet durch die Kombination der drei Verfahrensstufen, daß während der ersten Minuten des Frischvorganges auf den das Roheisen und einen Teil der zum Frischvorgang notwendigen, schlackenbildenden Stoffe enthaltenden Einsatz technisch reiner Sauerstoff mittels einer mit einer im Vergleich zum Durchmesser schlanken Düse versehenen Blaslanze aufgeblasen wird, daß dann der Frischvorgang durch Aufblasen technisch reinen, feinzerteilten Kalk mitführenden Sauerstoffs fortgesetzt und hierbei die Lanze fortschreitend der Oberfläche des Bades genähert wird und daß schließlich nach dem Abziehen der gebildeten Schlacke der Frischvorgang beendet wird, wobei während einiger Minuten nochmals technisch reiner Sauerstoff und mitgeführter feinzerteilter Kalk aufgeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Frischvorgang in den Konverter eine Füllung von Roheisen und gegebenenfalls Schrott, 20 bis 40 kg Kalk und/oder andere basische Mittel je Tonne Roheisen eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Frischvorgang mit der Füllung von Roheisen und gegebenenfalls Schrott 5 bis 10 kg Schmelzzusatz, z. B. Bauxit, je Tonne Roheisen und 20 bis 25 kg Erz je Tonne Roheisen eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Stufe des Frischvorganges bei genügendem Abstand des äußersten Endes der Blaslanze möglichst schnell eine die Oberfläche des Bades abdeckende Schlacke gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Stufe des Frischvorganges das äußerste Ende der Blaslanze höchstens 1,50 m von der Oberfläche des Bades sich befindet.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Minuten des Frischvorganges die Lanze zunächst zum Schäumen der Schlacke in bezug zur Senkrechten leicht geneigt und nach erreichtem Schäumen wieder in senkrechte Stellung gebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beginn des Frischvorganges die Blaslanze einen Neigungswinkel zwischen 20 Minuten und 10° in bezug zur Senkrechten einnimmt.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Stufe des Frischvorganges die Zuteilungsmenge an Sauerstoff größer als 3,5 Nm³ je Minute und Tonne eingesetztem Roheisen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Stufe des Frischvorganges die Zuteilungsmenge an Sauerstoff 4 Nm³ je Minute und Tonne eingesetztem Roheisen beträgt.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe des Frischvorganges eine Dauer zwischen 20 und 35 % der gesamten Einblasedauer hat.

11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, da-

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durch gekennzeichnet, daß während der zweiten Stufe des Frischvorganges, während welcher technisch reiner, feinzerteilter Kalk mitführender Sauerstoff eingeblasen wird, die Zuteilungsmenge an Sauerstoff 2,5 bis 3,5 Nm³ je Minute und Tonne eingesetztem Roheisen beträgt.

12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der zweiten Stufe des Frischvorganges die Zuteilungsmenge an Kalk 1 bis 1,6 kg je Nm³ Sauerstoff beträgt.

13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stufe des Frischvorganges eine Dauer zwischen 30 und 60% der gesamten Einblasedauer hat.

14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß während der zweiten Stufe des Frischvorganges das Strahlrohr um 0,05 bis 0,10 m in jeder Minute bis zu einem Abstand des Bades von höchstens 0,40 m gesenkt wird. so

15. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während der zweiten Stufe des Frischvorganges die Blaslanze derart gesenkt und angehoben wird, daß sich eine Annäherung der Lanze an das Bad um 0,05 bis 0,10 m je Minute ergibt.

16. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Zwischenentschlackung nach der zweiten Stufe kühlende Mittel zugeschlagen werden.

17. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag an Erzen oder metallischen Oxyden zum Kühlen unter Pulver- oder Körnerform vorgenommen wird, die im Frischsauerstoff schwebend mitgeführt werden.

18. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß während oder wenigstens bei Beginn der dritten Stufe des Frischvorganges die Zuteilungsmenge an Sauerstoff 2,5 bis 3,5 Nm³ je Minute und Tonne eingesetztem Roheisen beträgt.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der dritten Verarbeitungsstufe während der oder den letzten Minuten derselben die Zuteilungsmenge an Sauerstoff vermindert und/oder der Abstand der Blaslanze zur Oberfläche des Bades vergrößert wird.

20. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß während der dritten Stufe des Frischvorganges oder wenigstens während eines Teils derselben die Zuteilungsmenge an Kalk 1 bis 1,6 kg je Nm³ Sauerstoff beträgt.

21. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß während der dritten Stufe des Frischvorganges oder wenigstens während des letzten Teiles derselben die Zuteilungsmenge an Kalk bis zu einem Wert zwischen 2 und 5 kg je Nm³ Sauerstoff gesteigert wird.

22. Abwandlung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß während wenigstens des ersten Teiles der dritten Stufe des Frischvorganges der als Pulver mittels des Sauerstoffes eingeblasene Kalk ganz oder zum Teil durch ein Karbonat oder eine Mischung von alkalischen Karbonaten ersetzt wird, die pulverisiert in dem Sauerstoff schwebend mitgeführt werden.

23. Abwandlung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß während wenigstens des letzten Teiles der dritten Stufe des Frischvorganges 2 bis 20 kg Karbonate je Tonne eingesetztem Roheisen eingeblasen werden.

24. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß nach der der dritten Stufe des Frischvorganges vorangehenden Entschlackung Silizium entweder vorher oder zu gleicher Zeit wie die alkalischen Karbonate zugeschlagen wird.

25. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeschlagene Siliziummenge 2 bis 11 kg je Tonne eingesetztem Roheisen beträgt.