DE1533898A1

DE1533898A1 - Verfahren zur automatischen Durchfuehrung des Frischprozesses bei Roheisen

Info

Publication number: DE1533898A1
Application number: DE19671533898
Authority: DE
Inventors: Etienne Denis; Paul-Emil Embourg Nilles
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1966-04-20
Filing date: 1967-04-19
Publication date: 1970-02-05
Also published as: DE1533898B2; LU50939A1; US3533778A; DE1533898C3; FR1519186A; NL6705540A; GB1141430A; BE696915A

Description

Verfahren zur automatischen Durchführung des Frischprozesses bei Roheisen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Durchführung des Frischprozesses bei Roheisen, das bei allen Frischprozessen anwendbar ist, bei denen das Einblasen von oxydierendem Gas zum Frischen von oben auf oder in das Metallbad erfolgt.

Es gibt bereits zahlreiche spezielle Verfahren, die eine gewiss Überwachung eines Frischprozesses von Roheisen in Abhängigkeit vom Verlauf der einen oder anderen charakteristischen Einflussgrösse dieses Prozesses erlauben.

Als Beispiel seien die Verfahren genannt, die auf der Beobachtung des Emissionsspektrums der Flamme des Konverters, auf der Beobachtung des Schallspektrums bei der Umwandlung des Roheisens, auf den Analysen der aus dem Konverter strömenden GAse usw. beruhen.

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Dank dieser Verfahren kann auf Grund dieser Beobachtungen oder Analysen durch sinngemässe . nderung der einen oder der anderen Frischbedingung das Einhalten der beobachteten Grossen in den Grenzen erleichtern, die man nicht überschreiten kann, ohne das Frischen zu gefährden.

Dennoch erlauben die meisten dieser Verfahren keine tatsächliche Führung eines Frischprozesses oder erfolgreiche, kontinuierliche und gleichzeitige Kontrolle des Entkohlungsverlaufes der Schmelze und der Bildung einer Schlacke mit vorgegebener Zusammensetzung sowie demzufolge genaue Zuteilung des Frischsauerstoffes zwischen der Schlacke und der Schmelze.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Verfahren,' bei welchem diese Nachteile vermieden v/erden, und das darüber hinaus den zweiten Vorteil bietet, den Eisengehalt der Schlacke sowie säine Streuung zu verringern und es" gestattet, praktisch während des gesamten Frischens diesen Gehalt auf einen vorgegebenen Wert einzustellen und damit die Schlacke in einen genau bestimmten Reaktionszustand zu versetzen und in diesem Zustand zu halten.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung geht auf die Kenntnis und gleichzeitige Beobachtung einerseits der Kurve zurück, die in Abhängigkeit von der Zeit die Tonstärke des Geräusches wiedergibt, das durch die Umwandlung des Roheisens im Verlaufe des Frischprozesses entsteht, und andererseits der Kurve, die die Temperatur der Gasprodukte, die durch Verbrennung der Umwand- lungsgase entstehen, oder jede korrelative Grosse bei dieser Temperatur wiedergibt. Der Ausdruck "korrelative Grosse" ist

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so zu verstehen, dass diese jede physikalische Grosse sein kann, die sich mit der je Zeiteinheit aus dem Konverter aus-r strömenden Gasmenge ändert, wobei die oben erwähnte Temperatur nur Beispielswert besitzt.

Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass·im Verlauf eines Frischprozesses in Abhängigkeit von der Zeit die Kurve registriert wird, die das ganze Schallspektrum oder einen Teil desselben des Geräuschpegels anzeigt, der beim Frischprozess erzeugt wird, sowie weiterhin die Kurve, die die Temperatur der durch die Verbrennung der Frischgase entstehenden Gasprodukte oder jede korrelative Grosse bei dieser Temperatur wiedergibt, und dadurch, dass die Bedingungen des Frischens so eingestellt werden, dass diese beiden Kurven jeweils einem vorherbestimmten Verlauf folgen.

Die Einstellung der Frischbedingungen kannnso erfolgen, dass die Menge des aus der Lanze ausströmenden Sauerstoffes, die Einstellhöhe der Lanze, die geometrischen und dynamischen Eigenschaften des SauerstoffStrahles, die Zugabe von pulverisiertem Kalk durch die Frischlanze oder mehrere dieser Elemente verändert v/erden.

Dieses Verfahren kann in mehreren interessanten Varianten ausgeführt werden. Die erste dieser Varianten basiert auf folgenden Beobachtungen: Die Kurve, die den Pegel des von der Frischeinrichtung her rührenden Geräusches widergibt, zeigt in ihrem allgemeinen Verlauf mehrere Teile. (s.Fig.l). Der Bereich I entspricht der Periode der zunehmenden Schlackenbildung unter Zersetzung des zugefügten Kalkes, der Bereich II beginnt in dem

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Augenblick, in dem die gesamte Schlacke reaktionsfähig wird und der Bereich III entspricht einem unterschiedlichen Eisenniveau, wobei die einzelnen Kurven 1,2 und 3 jeweils einer Schlacke mit einem erhöhten Eisengehalt entsprechen.

Ausserdem führt die kontinuierliche Messung der Temperatur der genannten Verbrennungsprodukte auf eine Kurve, deren allgemeiner Verlauf in der Fig. 2 wiedergegeben ist. Diese Kurve ist wie folgt zu erklären.

Zu Beginn des Frischprozesses ist die Frischgeschwindigkeit, also die Verbrennung von Kohlenstoff durch Sauerstoff, die eine Mischung von CO und CO₂ im Konverter ergibt, eine mit der Zeit ansteigende Funktion bis etwa zu dem Augenblick, wo die Schlacke beginnt, reaktionsfähig zu werden. In diesem Augenblick ist es interessant, die Frischgeschwindigkeit deutlich konstant zu halten. Wenn diese Geschwindigkeit abnimmt, wirkt der eingeblasene Sauerstoff länper auf das Eisen ein und oxydiert es mehr, wobei der Oxydgehalt des Eisens in der Schlacke zunimmt. Wenn sich im Gegensatz dazu diese Geschwindigkeit vergrössert, so trägt der Sauerstoff, der sich in der Schlacke im Oberfluss befindet, gleichfalls zur Entkohlung bei, wobei er den evigeblasenen Sauerstoff ergänzt. Infolgedessen wird die Schlacke desoxydiert und dadurch inaktiv.

Da sich übrigens die aus dem Konverter entweichenden Ausströmmengen von CO und CO₂ im gleichen Sinne wie die Frischgeschwindigkeit ändern, führen deren Verbrennungsprodukte bei einer konstanten Frischgeschv/indigkeit zu einer wenig veränderlichen Temperatur.

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Das Niveau dieser Frischgeschwindigkeitsstufe, der Temperatur der gasförmigen Stoffe sowie der Augenblick, indem dieses erreicht ist, können in Abhängigkeit von gewissen Werten der Frischgeschwindigkeit und der Oxydation der Schlacke experimentell vorbestimmt werden. Von diesen Beobachtungen ausgehend besteht 'die erste Variante des Verfahrens im wesentlichen bei Kenntnis der Zusammensetzung des zu frischenden Roheisens und Vorgabe eines bestimmten Eisengehaltes der Schlacke, um die Frischbedingungen derart einzustellen, dass die Temperatur der genannten Stoffe einem vorbestimmten Verlauf folgt, darin, dass etwa zu dem Zeitpunkt, in dem die Temperatur dieser Stoffe merklich konstant wird, die Zufuhr des Frischsauerstoffes derart νerändert,wird, dass die den Geräuschpegel der Frischvorrichtung wiedergebende Kurve ansteigt, bis sie den Wert eriacht, der dem für die Schlacke gewählten Eisengehalt entspricht, während die Temperaturkurve annähernd horizontal gehalten wird, und dadurch, dass man diese Frischbedingungen deutlich beibehält, bis der Frischprozess abgeschlossen ist.

Nach einer anderen vorteilhaften Abwandlung des erfindungsgemässen Verfahrens werdan die Zufuhr des Frishhsauerstoffes deutlich konstant gehalten und die anderen Friechbedingungen derart eingestellt j dass ein gleichmässiger Anstieg der Temperatur der gasförmigen Stoffe bis zu ihrer Stufe festzustellen ist. Wenn die Temperatur diese Stufe einmal erreicht hat, werden'sie derart auf dieser Stufe beibehalten und ein Geräuschpegel erhalten, der dem anfänglich für die Schlacke gewählten Eisengehalt entspricht. Hierzu ist zu bemerken, dass in diesem Fall die Geschwindigkeit des Temperaturanstieges als Funktion des in

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der Schlacke beabsichtigten Eisengehaltes geregelt werden kann.

Bei der einen wie bei der anderen der obigen Varianten werden, wenn diese bestimmte Einstellperiode einmal erreicht ist, die Blasbedingungen eingestellt und derart aufrechterhalten, dass die V/er te deutlich konstant bleiben, die durch die beiden beobachteten Kurven bezeichnet sind. Das Ende des Frischprozesses ist durch plötzliche und wesentliche Änderungen dieser beiden Kurven gekennzeichnet.

'.\\ der Praxis ist es ersichtlich möglich, die Merkmale der beiden vorbeschriebenen Varianten alle zugleich oder teilweise anzuwenden.

Gemäss einer dritten vorteilhaften A^usführungsform der Erfindung sind die Einstelloperationen für die Frischbedxngungen derart automatisch von den Merkmalen abhängig, die von den beiden aufgenommenen Kurven gebildet werden, dass sie den beiden vorgegebenen Verlaufen folgen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur automatischen Durchführung des Frischprozesses bei Roheisen, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlaufe dieses Prozesses in Abhängigkeit von der Zeit die Kurve aufgenommen wird, die das ganze Schallspektrum oder einen Teil des Schall spektrums des Geräuschpegels wiedergibt, der bei der Umwandlung erzeugt wird, sowie die Kurve, die die Temperatur der gasförmigen, durch die Verbrennung des das Frischgefäss verlassenden Umwandlungsgases entstehenden Stoffe oder jede andere korrelative Grosse bei dieser Temperatur wiedergibt,und dass die Frischbedingungen derart eingestellt werden, dass die Kurven je einem vorbestimmten Vorlauf folgen.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurchι. £.ekenn_zeichn_et, dass die Frischbedingungen derart eingestellt werden, dass die Temperatur der genannten Stoffe einem vorgegebenen Verlauf folgen, indem die Zufuhr des Frischsauerstoffes etwa in dem Augenblick, in dem die Temperatur dieser gasförmigen Stoffe deutlich konstant werden, derart verändert wird, dass die den Geräuschpegel der Frischvorrichtung wiedergebende Kurve absinkt, bis sie einen Wert erreicht, der einem in der Schlacke vorgegebenen Eisengehalt entspricht, während die Temperatur der gasförmigen Stoffe deutlich konstant bleibt, und dass diese Frischbedingungen bis zum Ende des Frischprozesses annähernd beibehalten werden.

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3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Frischsauerstoffes deutlich konstant gehalten wird und die anderen Frischbedingungen derart eingestellt werden, dass sich ein gleichmässiger Temperaturanstieg der gasförmigen Stoffe bis zu ihrer Stufe ergibt, und dass sie nach Erreichen dieser Stufe derart beibehalten werden, dass sich ein Geräuschpegel ergibt, der dem vorgegebenen Eisengehalt für die Sehlacke entspricht.

U.) Verfahren nach dem einen oder anderen der /-nsprüche 1 bis 3, il§ii^^rJ^^?A^J^^CJyI⁶JL* dass die Einstelloperationen der Frischbedingungen derart automatisch von den Merkmalen abhängig sind, die von den beiden aufgenommener. Kurven gebildet v/erden, dass sie den beiden vorgegebenen Verläufen folren.

5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, d_adurc_h JieJ;_eanzeichnet dass mehrere ihrer Merkmale zugleich angewendet werden.

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