DE1758816B1 - Process for refining pig iron to steel - Google Patents

Process for refining pig iron to steel

Info

Publication number
DE1758816B1
DE1758816B1 DE19681758816D DE1758816DA DE1758816B1 DE 1758816 B1 DE1758816 B1 DE 1758816B1 DE 19681758816 D DE19681758816 D DE 19681758816D DE 1758816D A DE1758816D A DE 1758816DA DE 1758816 B1 DE1758816 B1 DE 1758816B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
oxygen
jacket
steel
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19681758816D
Other languages
German (de)
Other versions
DE1758816C2 (en
Inventor
Karl Dr-Ing Brotzmann
Hans-Georg Dipl-Phy Fassbinder
Helmut Prof Dr-Ing Knueppel
Robert Lee
Guy Savard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Original Assignee
Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH filed Critical Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Publication of DE1758816B1 publication Critical patent/DE1758816B1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1758816C2 publication Critical patent/DE1758816C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/34Blowing through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/48Bottoms or tuyéres of converters

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl, bei dem in einem Konverter unterhalb der Badoberfläche mindestens ein von einem Schleier eines gegenüber der Schmelze und/oder dem Werkstoff der Gaszuführung reaktionsträgen Mantelgases umgebener Sauerstoffstrahl in die Schmelze eingeleitet wird.The invention relates to a method for refining pig iron to steel, in which in a converter below the bath surface at least one from a veil against the melt and / or the material of the gas supply Oxygen jet surrounded by inert jacket gas is introduced into the melt will.

Aus der USA.-Patentschrift 3 330 645 ist es bekannt, über im Konverterboden angeordnete Düsenrohre Sauerstoff einzublasen und kreisförmig um jedes Düsenrohr von einem gemeinsamen Ringkanal ausgehende Kühl- bzw. Mantelgaskanäle, beispielsweise für Wasserdampf oder Kohlendioxyd, anzuordnen. Bei diesem Verfahren ergeben sich jedoch dieselben Schwierigkeiten wie beim Einblasen reinen Sauerstoffs über Porössteine, da die mehr oder minder starke Verschlackung des feuerfesten Materials sehr bald zu einem verminderten Gasdurchlaß führt.From US Pat. No. 3,330,645 it is known about in the converter base Arranged nozzle tubes to blow oxygen and circularly around each nozzle tube Cooling or jacket gas channels emanating from a common ring channel, for example for water vapor or carbon dioxide. This procedure results in but the same difficulties as when blowing in pure oxygen through porous stones, because the more or less strong slagging of the refractory material very soon leads to a reduced gas permeability.

Aus der französischen Patentschrift 1450 718 ist des weiteren ein Konverter bekanntgeworden, in dessen Bodenmitte eine Düse aus einem Innenrohr für Sauerstoff und einem konzentrischen Außenrohr für ein Kühl- bzw. Mantelgas angeordnet wird. Beim Frischen in diesem Konverter ist der in die Schmelze eintretende Sauerstoffstrahl von einem Schleier eines Mantelgases, beispielsweise Erdgas, Propan oder andere Kohlenwasserstoffe, umgeben, das gegenüber der Schmelze und/oder dem Werkstoff der Düsenrohre reaktionsträger ist.From the French Patent 1,450,718 further includes a converter, a nozzle of an inner tube for oxygen and a concentric outer tube for a coolant or shroud gas is arranged in the bottom center has been known. When freshening in this converter, the oxygen jet entering the melt is surrounded by a veil of jacket gas, for example natural gas, propane or other hydrocarbons, which is less reactive to the melt and / or the material of the nozzle pipes.

Schließlich wird in der deutschen Patentschrift 800 576 ein Konverterboden beschrieben, dessen Düsen aus Metallen oder Metallegierungen bestehen, die eine geringere Sauerstoffaffinität als Eisen sowie eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen und vorzugsweise aus Kupfer bestehen. Ein derartiger Boden eignet sich jedoch nur zum Frischen mit sauerstoffangereichertem Wind, nicht aber zum Blasen mit reinem Sauerstoff, das angesichts der hohen Temperaturen an den Düsenmündungen zu einem sehr schnellen Verschleiß des Düsenbodens führen würde.Finally, in German patent specification 800 576, a converter base is used described whose nozzles are made of metals or metal alloys that have a lower oxygen affinity than iron and very high thermal conductivity have and are preferably made of copper. Such a floor is suitable but only for freshening with oxygen-enriched wind, but not for blowing with pure oxygen, given the high temperatures at the nozzle mouths would lead to very rapid wear of the nozzle base.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, das eingangs erwähnte Verfahren weiter zu verfeinern und durch die Wahl des jeweiligen Mantelgases eine Möglichkeit zur physikalischen und chemischen Beeinflussung des Frischverlaufs zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, während des Frischens verschiedene Mantelgase nacheinander einzublasen. Als Mantelgas kommt dabei wegen seiner unter Umständen positiven Wirkung auf das Erstarrungsverhalten des Stahls Wasserstoff und wesen seines verhältnismäßig niedrigen Preises Stickstoff in Frage. Darüber hinaus eignen sich als Mantelgas bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Edelaase, Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd oder Wasserstoff enthaltenden Gase. Weiterhin kann als Mantelgas der Dampf einer bei der Badtemperatur dampfförmigen Flüssigkeit Verwendung finden. Der Druck des Mantelgases sollte insbesondere bei der Verwendung von mit Sauerstoff reagierenden Mantelgasen unter dem Druck des Sauerstoffs liegen.The object underlying the invention is now that Refine the above-mentioned method further and through the choice of the respective Jacket gas is a way to physically and chemically influence the To create freshness. To solve this problem it is proposed according to the invention that to blow in various jacket gases one after the other during the freshening process. As jacket gas comes because of its possibly positive effect on the solidification behavior of steel is hydrogen, and its relatively low price is nitrogen in question. In addition, they are suitable as jacket gas in the method according to the invention also the noble phase, carbon monoxide, carbon dioxide or hydrogen containing gases. Furthermore, as jacket gas, the steam can be a vapor at the bath temperature Find liquid use. The pressure of the jacket gas should be particularly at the use of jacket gases that react with oxygen under the pressure of the oxygen lie.

Erfindungsgemäß kann zunächst mit Wasserstoff als Mantelgas gearbeitet werden und der sich dadurch ergebende höhere Wasserstoffgehalt der Schmelze durch ein anschließendes kurzfristiges Blasen mit Stickstoff verringert werden. Der Stickstoff dient in diesem Falle neben seiner Bremswirkung auf die Sauerstoffreaktion als Spülgas zum Entfernen des Wasserstoffs in der Schmelze. Eine Verringerung des Wasserstoffgehaltes ist jedoch dann nichterforderlich, wenn ein Stahl erzeugt werden soll, der trotz niedrigen freien Sauerstoffgehaltes das Erstarrungsverhalten eines halbberuhigten Stahls besitzen soll.According to the invention, hydrogen can initially be used as the jacket gas and the resulting higher hydrogen content in the melt a subsequent short-term blowing with nitrogen can be reduced. The nitrogen in this case serves as a purging gas in addition to its braking effect on the oxygen reaction to remove the hydrogen in the melt. A reduction in the hydrogen content is not required, however, if a steel is to be produced that despite low free oxygen content the freezing behavior of a semi-calmed Stahls should own.

Auch ein etwa zu hoher Stickstoffgehalt könnte durch ein nachfolgendes Einblasen von Kohlendioxyd oder Argon wieder verringert werden. Das wird aber in der Regel nich erforderlich sein, da Versuche ergeben haben, daß die bei der Verwendung von Stickstoff als Mantelgas sich einstellenden Stickstoffgehalte weit unter den Stickstoffgehalten solcher Stahlschmelzen liegen, die unter Verwendung von sauerstoffangereicherter Luft gefrischt worden sind. Beim Blasen mit technisch reinem Sauerstoff und stickstofffreiem Mantelgas lassen sich dagegen Stickstoffgehalte von 0,001 bis 0,002 % erzielen. Diese Werte liegen noch weit unter den beim Sauerstoffaufblas-Verfahren erzielbaren Stickstoffgehalten.A nitrogen content that is too high could also be caused by a subsequent Injection of carbon dioxide or argon can be reduced again. But that will be in usually not be necessary, as tests have shown that the use of nitrogen as the jacket gas, the nitrogen contents that are established are far below the The nitrogen contents of such steel melts are made using oxygen-enriched Air have been freshened. When blowing with technically pure oxygen and nitrogen-free By contrast, jacket gas can achieve nitrogen contents of 0.001 to 0.002%. These values are still far below those achievable with the top-blowing oxygen method Nitrogen content.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß die an sich heftige Reaktion des Sauerstoffs mit der Schmelze und der dadurch bedingte Verschleiß des Konverterbodens einschließlich der im Konverterboden liegenden Düsen durch die Wahl der nacheinander einzublasenden Mantelgase optimal abgebremst wird und sich demzufolge bei hoher Bodenhaltbarkeit nur wenig brauner Rauch bildet. Außerdem kann der Düsenabbrand optimal auf den Bodenverschleiß abgestimmt werden, so daß sich trotz des Blasens mit Sauerstoff weder trichterförmige Erweiterungen im Bereich der Düsen noch Düsenansätze bilden, bei denen die Gefahr eines völligen Verschließens der betreffenden Düsen besteht. Der Erhaltung der Funktionsmäßigkeit aller Düsen kommt insofern erhebliche Bedeutung zu, als die eingeblasenen Gasmengen im Vergleich zum herkömmlichen bodenblasenden Konverter gering sind und es demzufolge um so mehr auf eine feinfühlige Verfahrenssteuerung ankommt.The inventive method has the advantage that the per se violent reaction of the oxygen with the melt and the wear and tear caused by it the converter base including the nozzles located in the converter base through the Choice of the jacket gases to be blown in one after the other is braked optimally and itself consequently, with high soil durability, only little brown smoke forms. Also can the nozzle burnout can be optimally matched to the floor wear, so that Despite the blowing with oxygen neither funnel-shaped extensions in the area of the nozzles still form nozzle attachments where there is a risk of complete closure of the nozzles in question. Maintaining the functionality of all nozzles is of considerable importance in that the amounts of gas blown in are compared compared to the conventional bottom-blowing converter are low and therefore even more so a sensitive process control is important.

So haben Versuche ergeben, daß bei der Verwendung von Düsenrohren aus reinem Kupfer mit einem Innendurchmesser von 12 mm und 5 Volumenprozent Progan, bezogen auf den Sauerstoff, als Mantelgas die Düsen infolge der starken Kühlung bereits nach wenigen Schmelzen aus dem Boden herausragen. Außerdem bildeten sich an den hervorstehenden Düsenenden Ansätze, wie sie in F i g. 1 schematisch dargestellt sind. Im Konverterboden 6 (F i g. 3) sind mehrere Mantelgasrohre 7 und konzentrische Sauerstoffrohre 8 angeordnet. Bei zu starker Kühlung und damit zu geringem Düsenabbrand ragen die Düsen 7,8 schließlich über den Konverterboden 6 hinaus, so daß sich Ansätze 9 bilden können. Diese Ansätze führen zu einer Veränderung des Düsenquerschnitts und beeinträchtigen zudem die Bildung eines gleichmäßigen Schleiers aus Mantelgas um den zentrischen Sauerstoffstrahl. Als Folge davon ergibt sich eine verstärkte Bildung von braunem Rauch. Dem kann jedoch durch die vorübergehende Verwendung eines anderen, den Abbrand der Düsenrohre 7, 8 und damit auch der Ansätze 9 forcierenden Mantelgases begegnet werden.Tests have shown that when using nozzle pipes made of pure copper with an inner diameter of 12 mm and 5 percent by volume Progan, based on the oxygen, as the jacket gas, the nozzles protrude from the ground after just a few melts due to the strong cooling. In addition, lugs formed at the protruding nozzle ends, as shown in FIG. 1 are shown schematically. A plurality of jacket gas pipes 7 and concentric oxygen pipes 8 are arranged in the converter base 6 (FIG. 3). If the cooling is too strong and therefore too little nozzle burn-off, the nozzles 7, 8 finally protrude beyond the converter base 6, so that lugs 9 can form. These approaches lead to a change in the nozzle cross-section and also impair the formation of a uniform veil of jacket gas around the central oxygen jet. As a result, there is an increased formation of brown smoke. However, this can be countered by temporarily using another jacket gas that forces the burn-off of the nozzle pipes 7, 8 and thus also of the attachments 9.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit und um ein Eindringen von Sauerstoff in das Mantelgassystem bei aus irgendeinem Grunde verschlossenem Sauerstoffrohr 8 zu verhindern, ist insbesondere bei Verwendung von Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltenden Gasen, wie beispielsweise Propan, in der Zuleitung 14 des Mantelgasrohres 7 ein Rückschlagventil 15, 18 angeordnet, wie das in F i g. 2 und 3 der Zeichnung dargestellt ist. Dieses Rückschlagventil 15, 18 ist auf einen bestimmten Druck eingestellt, oberhalb dessen es sich sofort schließt. Die Sauerstoffrohre sind an eine gemeinsame Sauerstoffleitung angeschlossen, während jedes Mantelgasrohr eine eigene Zuleitung besitzt (F i g. 3). Auf diese Weise läßt sich die Mantel gaszufuhr individuell regeln, und können die Düsen mit unterschiedlichen Mantelgasen beschickt werden. Zwischen den Rückschlagventilen 18 und Regelventilen 20 sind zu diesem Zweck Durchflußmengenmesser 19 angeordnet.To increase operational safety and to prevent oxygen from penetrating the jacket gas system if the oxygen pipe 8 is closed for any reason, a check valve 15, 18 is in the feed line 14 of the jacket gas pipe 7, especially when using hydrogen or hydrogen-containing gases, such as propane arranged, as in FIG. 2 and 3 of the drawing. This check valve 15, 18 is set to a certain pressure above which it closes immediately. The oxygen tubes are connected to a common oxygen line, while each jacket gas tube has its own supply line (FIG. 3). In this way, the jacket gas supply can be regulated individually, and the nozzles can be charged with different jacket gases. For this purpose, flow meters 19 are arranged between the check valves 18 and control valves 20.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl, bei dem in einem Konverter mindestens ein von einem Schleier eines gegenüber der Schmelze und/oder dem Werkstoff der Gaszuführung reaktionsträgen Mantelgases umgebener Sauerstoffstrahl unterhalb der Badoberfläche in die Schmelze eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Frischens verschiedene Mantelgase nacheinander eingeblasen werden. Claims: 1. Process for refining pig iron to steel, in which in a converter at least one of a veil one opposite the Melt and / or the material of the gas supply surrounded by inert jacket gas Oxygen jet is introduced into the melt below the bath surface, thereby characterized in that various jacket gases are blown in one after the other during the freshening process will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Wasserstoff enthaltendes Gas und gegen Frischende ein wasserstofffreies Gas als lviantelgas eingeblasen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that first a hydrogen containing gas and, towards the end of the freshness, a hydrogen-free gas as lviantel gas is blown in.
DE19681758816D 1968-08-13 1968-08-13 Process for refining pig iron to steel Expired DE1758816C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1758816 1968-08-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1758816B1 true DE1758816B1 (en) 1971-12-09
DE1758816C2 DE1758816C2 (en) 1975-11-20

Family

ID=5695238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681758816D Expired DE1758816C2 (en) 1968-08-13 1968-08-13 Process for refining pig iron to steel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1758816C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2745722A1 (en) * 1977-01-11 1978-07-20 Nat Steel Corp Pittsburg METHOD FOR PRODUCING STEEL-LOW CARBON AND NITROGEN STEELS BY THE OXYGEN INFLATION PROCESS
EP0182965A1 (en) * 1980-12-05 1986-06-04 Kortec Ag Process for protecting the tuyeres and the lining of a vessel for refining molten metal

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3895785A (en) * 1972-08-01 1975-07-22 United States Steel Corp Method and apparatus for controlling the operation of a steel refining converter
DE4238020C2 (en) * 1992-11-11 1994-08-11 Kct Tech Gmbh Procedure for the operation of a multimedia nozzle and the nozzle system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE800576C (en) * 1949-11-24 1950-11-16 Huettenwerk Haspe Akt Ges Nozzle or needle base for the fresh process in metallurgical ovens
DE1096039B (en) * 1955-07-05 1960-12-29 Siderurgie Fse Inst Rech Method and device for blowing gas and powdery substances into molten metal
AT236424B (en) * 1961-07-21 1964-10-26 Voest Ag Blowing device for inflation processes
FR1450718A (en) * 1965-07-12 1966-06-24 Air Liquide Improvements in metallurgical processes
DE1228289B (en) * 1964-02-01 1966-11-10 Max Planck Inst Eisenforschung Use of a converter base with nozzles under 13 mm inside diameter
US3330645A (en) * 1962-08-07 1967-07-11 Air Liquide Method and article for the injection of fluids into hot molten metal

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE800576C (en) * 1949-11-24 1950-11-16 Huettenwerk Haspe Akt Ges Nozzle or needle base for the fresh process in metallurgical ovens
DE1096039B (en) * 1955-07-05 1960-12-29 Siderurgie Fse Inst Rech Method and device for blowing gas and powdery substances into molten metal
AT236424B (en) * 1961-07-21 1964-10-26 Voest Ag Blowing device for inflation processes
US3330645A (en) * 1962-08-07 1967-07-11 Air Liquide Method and article for the injection of fluids into hot molten metal
DE1228289B (en) * 1964-02-01 1966-11-10 Max Planck Inst Eisenforschung Use of a converter base with nozzles under 13 mm inside diameter
FR1450718A (en) * 1965-07-12 1966-06-24 Air Liquide Improvements in metallurgical processes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2745722A1 (en) * 1977-01-11 1978-07-20 Nat Steel Corp Pittsburg METHOD FOR PRODUCING STEEL-LOW CARBON AND NITROGEN STEELS BY THE OXYGEN INFLATION PROCESS
EP0182965A1 (en) * 1980-12-05 1986-06-04 Kortec Ag Process for protecting the tuyeres and the lining of a vessel for refining molten metal

Also Published As

Publication number Publication date
DE1758816C2 (en) 1975-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2737832C3 (en) Use of blower nozzles with variable cross-section for the production of stainless steels
DE1433398A1 (en) Method and apparatus for injecting gases into molten metals
DE2033975C3 (en) Method and device for introducing an oxidizing gas through nozzles into a converter
DE2007373A1 (en) Process for the production of ferritic chromium steels
DE3247757A1 (en) BLOWER FOR POWDER BLOWING REFINING AND METHOD FOR DECOLIFYING AND REFINING STEEL USING THE SAME
DE60201780T2 (en) Metal refining process, in particular two-stage oxygen inflation process
DE1758816C2 (en) Process for refining pig iron to steel
DE2405737B2 (en) PROCESS FOR DECARBATING CHROME ALLOY STEEL MELT
DE1433423A1 (en) Heating and fresh nozzles for metallurgical purposes
EP0182965B1 (en) Process for protecting the tuyeres and the lining of a vessel for refining molten metal
DE2161000A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE EQUAL ALLOCATION AND ALTERNATELY SUPPLY OF LIQUID OR GASEOUS PROTECTIVE MEDIA FOR FRESH GAS NOZZLES IN A CONVERTER
DE1904442A1 (en) Process for refining molten metal
DE1783149C3 (en) Nozzle device for bottom-blowing converters
DE3105999C2 (en) Floor nozzle for an oxygen inflation converter
EP1636390A2 (en) Method and device for treating melt metals by means of a refining oxygen-based agent
DE3735807A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CORROSION REDUCTION IN FIREPROOF LININGS
DE2845004B1 (en) Nozzle arrangement for steelmaking ovens, especially for steel mill converters
DE2946030C2 (en) Method for protecting the nozzles and the refractory lining of a vessel for refining a molten metal
DE2040824C2 (en) Method for preventing the development of brown smoke when refining pig iron in a bottom-blowing converter
DE102009022208A1 (en) Treating metal melts, comprises introducing treatment gas into metal melt using blowing lance, and guiding stream of liquefied treatment gases emerging from nozzle within tubular inflow channel of the lance reaching up to the metal melt
DE2208736B1 (en) METHOD OF MANUFACTURING ALLOY STEELS
DE960997C (en) Wind refining of pig iron
DE2321853A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR BLOWING WITH FLUID JETS CONTROLLABLE IMPULSES FOR TREATMENT OF METAL MELT
DE2040824B2 (en) Tuyere and convertor for refining pig - iron
DE2460291A1 (en) BLOWING METHOD TO ACHIEVE VERY LOW CARBON CONTENT IN CHROME STEELS