DE1458824A1

DE1458824A1 - Basisches Stahlherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE1458824A1
Application number: DE19651458824
Authority: DE
Inventors: Bashford Roy Wardle
Original assignee: BOT Brassert Oxygen Technik AG
Current assignee: BOT Brassert Oxygen Technik AG
Priority date: 1964-07-20
Filing date: 1965-07-03
Publication date: 1969-01-16
Also published as: BE667070A; ES315241A1; NL6509156A; AT270710B; GB1109647A; US3350196A; FR1441913A; FI44011B; FI44011C

Description

DlpWng. Walter Jicktech

m Ι Η58824 " ^{ί0 α}

" -1. JuIi 1965

BOT Brassert Oxygen Technik AGr. in Zürich (Schweiz)

Basisches Stahlherstellungsverfahren

Die Erfindung betrifft basische Stahlherstellungsverfahren, insbesondere Verfahren zum Frischen von Roheisen durch Aufblasen von Sauerstoff in Gegenwart von basischen schlackenbildenden Stoffen, darunter Kalk.

Erfindungegemäß wird vorgeschlagen, daß zu Beginn des Prozesses Calciumcarbid zugefügt wird, um Kalk ganz oder teilweise zu ersetzen und um dem Einsatz zusätzliche Wärme zuzuführen, zu dem Zweck, die Menge von Pesteinsatzstoffen, wie Schrott, zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß infolge der exothermen Natur des Carbidzerfalls im Gegensatz zur endothermen Natur der Auflösung des gebrannten Kalks bez. Kalksteins bedeutend größere Prozentsätze von Stahlschrott oder anderen Kühlmitteln verwendet werden können.

Es ist zwar bei einem basischen Stahlherstellungsverfahren die Zugabe von Calciumcarbid bereits vorgeschlagen worden, jedoch erfolgte dort die Zugabe

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des Calciumcarbids erst in der letzten Phase des Prozesses als Aufkohlungs- und Desoxydationsmittel, in welchem Zeitpunkt'im Gegensatz zur anmeldungsgemäßen Arbeitsweise ein Aufheizen des Einsatzes und die Zugabe von Schrott nicht mehr in Betracht kommt.

Wenn Calciumcarbid bei den bei Stahlherstellungsverfahren herrschenden hohen Temperaturen oxydiert wird, bildet es Kalk (CaO), der als Hauptbestandteil für die zu bildende basische Schlacke nutzbar gemacht wird, und Kohlenmonoxyd und/oder Kohlendioxyd, die beträchtliche Wärme erzeugen. Der Großteil der freiwerdenden Wärme stammt jedoch von der Oxydation des Calciums und wird innerhalb des Systems nutzbar gemacht.

Bei einem kleinen Sauerstoffaufblasekonverter, bei dem normalerweise höchstens 13$ Stahlschrott als Kühlmittel Verwendung finden können, wurde gefunden, daß, wenn Calciumcarbid anstelle von gebranntem Kalk herangezogen wurde, der zulässige Schrottsatz auf 55$ anstieg.

Es wurde ferner gefunden, daß bei einem basischen Siemens-Martin-Ofen von 48 t Fassungsvermögen der Eoheisenanteil aller kalten Chargen durch Stahlschrott ersetzt werden kann, wenn Calciumcarbid anstelle von Kalkstein als Flußmittel verwendet wird.

Darüberhinaus erscheint die technische Möglichkeit gegeben, Einsätze für basische Stahlherstellungsverfahren zu verwenden, die ganz oder zum Teil aus Eisenerz, Kohle und Calciumcarbid bestehen.

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Die folgenden Beispiele, die die Zugabe von Calciumcarbid in einem kleinen Sauerstoffaufblasegefäß betreffen, erläutern eine der Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung.

Es wurden die Ergebnisse einer versuchsweisen Herstellung von Stahl unter Verwendung von Calciumcarbid als Flußmittel mit normalen Stahlchargen unter Verwendung von gebranntem Kalk als Flußmittel verglichen. Das Ziel bestand darin, die Menge an Stahlschrott festzustellen, die eingesetzt werden kann, um Abstichtemperaturen von etwa 1620⁰C zu erhalten.

In allen Fällen wurde der Einsatz bis zum Zusammenfallen der Flamme verblasen und hatte Kohlenstoff gehalte von etwa 0,03$.

Bei allen Chargen wurden Proben des Roheisens, des Stahls und der Schlacke genommen und analysiert, und die Roheisen- und Stahltemperaturen wurden durch Messungen mit Tauchpyrometern (Thermoelemente aus seltenen Metallen) aufgezeichnet.

Die Durchschnittsergebnisse von 7 aufeinanderfolgenden normalen Stahlchargen unter Verwendung von gebrannten Kalk als Flußmittel sind in der nachfolgenden Tabelle1gezeigt.

In einer Reihe von 7 aufeinanderfolgenden Chargen mit Ersatz von gebranntem Kalk durch Calciumcarbid und unter Verwendung von steigenden Prozentsätzen an Stahlschrott und einer gleichbleibenden Menge von Roh-

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eisen, wobei die Sauerstoffrate proportional dem als . Carbid eingebrachten zusätzlichen Brennstoff war (letzteres deshalb, um ähnliche Blasezeiten und einigermaßen konstante Wärmeverluste zu erhalten), war der Schrottverbrauch wie folgt*

Charge Nr. ?6 Stahlschrott Stahltemperatur - ⁰C

1	27,6	1772
2	29,0	1735
3	30,4	1661
4	34,9	1638
5	36,3	1638
6	39,5	1635
7	41,25	1572

Einzelheiten bezüglich der Chargen 1 und 6 sind auch in Tabelle 1 gezeigt.

Diese Versuchsreihe zeigte, daß 39,55^ Schrott verwendet werden konnten, wobei die erforderliche Abstichtemperatur beibehalten werden konnte.

Die in dieser Heine hergestellten Stähle enthielten einen höheren Schwefelgehalt als normale Chargen, was auf das niedrigere Kalk/Kieselsäure-Verhältnis der Schlacke und auf den höheren Schwefelgehalt des minderwertigen Calciumcarbids, das folgende Analyse hatte:

SiO₂	: 5,5	Freies CaO :	26,	6	S :	0	,50
Pe₂O₅	: 1,5	HgO :	0,	3	P :	0	,01
Al₂O₃ CaC₂	! 2,3	Freier			Glüh-
s 61,0	Kohlenstoff :	0,	28	verlust:	1	,4

zurückzufuhren war.

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■ f

Verglichen mit den 7,7 kg von verfügbarem CaO in den bei normalen Chargen -verwendeten 9»7 kg gebranntem Kalk, ergaben die beim Versuch verwendeten 9,7 kg minderwertigen Carbids nur 5»7 kg, und eine zweite Chargenreihe, wobei viel weniger flüssiges Roheisen mit proportionalen Carbidmengen und erhöhten Schrottsätzen verwendet wurden, ergab die folgenden Ergebnisse:

Charge Nr. $ Stahlschrott Stahltemperatur- ⁰C

1	42	1665
2	44	1624
3	55	1616

Einzelheiten über Charge 3 dieser Serie sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.

Es ist festzustellen, daß bei der Schlacke mit höherem Kalk/Kieselsäure-Verhältnis der Schwefelgehalt des abgestochenen Stahles ähnlich wie bei normalen Chargen war, trotz des verhältnismäßig hohen Schwefelgehaltes des Roheisens und des hohen Schwefelgehaltes des Carbids.

Es ist ersichtlich, daß bei basischen Stahlherstellungsverfahren ein wesentlich verbesserter Wärmehaushalt erreicht wird, wenn der gewöhnlich als Flußmittel verwendete gebrannte Kalk bzw. Kalkstein durch Calciumcarbid ersetzt wird; Dieser verbesserte Wärmehaushalt gestattet die Verwendung von bedeutend erhöhten Prozentsätzen von Kühlmitteln, wie Stahlschrott, kaltem Roheisen* Eisenerz, Sinter oder Pellets.

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Tabelle

Kleinversuche zur Herstellung von Stahl durch Aufblasen eines SauerstoffStrahles von oben

	20.	>	o_s	,41	Carbid-Charge Serie 1:	,63	-	,41	1	Charge 6	65	Carbid-Charge, Serie 2:	33
Hormale Chargen		7,	,26	Charge 1	,19				19	Charge 3	73
Durchschnitt von7 Chargen	9:		,07			,524	81,
Charge-ks	0	4,		47	,07	,858	125,	07	104,	07
Schrott	0,	0,	.34	125	,68		0	68	85,	68
Roheisen	5_!	0,	,99	0	,52	,17	9,	92	0	95
CaO (ge brannter Kalk)		0,		9	,100	0,		9,
Carbid	21,	0,	,00	0	,68	17,	53	0,	00
NaF	346		12	,73			24,
Sehrott#		,350		,045	24,	524		764
Blasezeit	,358	22		046	18,	754
min - see			0,
Sauerstoff	07	0	13,	17	0,	15
m /min	103	11		095	13,	084
m³	67		4,	66		62
Roheisen	80	4	0,	68	4,	79
C	043	0	0,	050	0,	053
P		0	0,		0,
Mn	0	0,	0,
Si	0	346	0,
S	1404		1335
Temp.⁰C 1

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Tabelle 1 (Fortsetgg.)

Normale Carbid-Charge, Carbid-Charge, Chargen Serie 1: Serie 2:

Durchschnitt

von7 Chargen Charge 1 Charge 6 Charge 3

C	0,03	0,04	0,04	0,02
P	0,006	0,023	0,006	0,005
Mn	0,12	0,07	0,06	0,02
Si	0,021	0,005	0,07	0,020
S	0,027	0,037	0,045	0,029
Temp.⁰C	1628	1772	1635	1616
Schlacke
CaO/SiOg	2,9	o ·	1,8	3,9
S	0,175	O	0,12	0,169
*(S)//ψ*	6,5	0	2,6	5,8

9Q9803/QAA7.

Claims

Patentanspruch

Basisches Stahlherstellungsverfahren, insbesondere Verfahren zum Prisehen von Roheisen durch Aufblasen von Sauerstoff in Gegenwart von basischen schlackenbildenden Stoffen, einschließlich Kalk, unter Zugabe von Calciumcarbid, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumcarbid zu Beginn des Prozesses zugefügt wird, um Kalk ganz oder teilweise zu ersetzen und um dem Einsatz zusätzliche Wärme zuzuführen zwecks Erhöhung der Menge von Pesteinsatzstoffen, wie Schrott,

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