DE1923596A1

DE1923596A1 - Kontinuierliches Verfahren zur Stahlherstellung

Info

Publication number: DE1923596A1
Application number: DE19691923596
Authority: DE
Inventors: Ryo Ando; Tsutomu Fukushima
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1968-05-09
Filing date: 1969-05-08
Publication date: 1970-01-29
Also published as: US3754892A; NL152602B; NL6906392A; GB1234878A; DE1923596B2; AT308792B; BE732833A; FR2009870A1; DE1923596C3

Description

Hippon Kokan Eabushiki Kaisha
gokio, Japan

Kontinuierliches Verfahren zur Stahlherateilung

Die Erfindung "betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Stahlherstellung, das in zwei Stufen durchgeführt wird, nämlich in einer ersten Stufe unter Verwendung eines Heiners bzw. Friseh-Zuschlags, der insbesondere für die Entschwefelung und Entphosphorung vorgesehen ist und welcher die Umsetzung zwischen der Schlacke und dem Metall beschleunigt, sowie in einer zweiten Stufe unter Verwendung eines hauptsächlich der Entkohlung dienenden Erisch-Zuschlags.

Im Zuge der Entwicklung der modernen Metallurgie verfolgt man in zunehmendem Maß das Ziel, von der herkömmlichen chargenweisen Stahlerzeugung, beispielsweise von herdgeschmolzenem Stahl, Konverterstahl, Lichtbogenofenstahl usw., zur kontinuierlichen Stahlerzeugung überzugehen, die wirksamer und wirtschaftlicher ist. Aus diesem Grund befinden sich derzeit verschiedene kontinuierliche Stahlerseugungsverfahren in Erprobung. Die meisten dieser Stahlerzeugungsverfahren sind jedoch auf der Grundlage des 3>lachherd- oder des Konverter-Verfahrens entwickelt worden und die grundsätzlichen Umsetzungs- und flriseh-Bedingungen sind hierbei im Vergleich zu den bisher vorherrschend angewandten Bedingungen nicht wesentlich geändert worden* Bei dieser sogenannten kontinuierlichen Stahlerzeugung handelt es sich um.die Anfügung eines herkömmlichen Behandlungsver-

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fahrens an kontinuierlich, fließendes flüssiges Roheisen. Außerdem sind in jüngerer Zeit verschiedene neue Verfahren veröffentlicht worden, beispielsweise Verfahren wie die Sprüh-Stahlerzeugung oder das IRSID-Tanksystem. Bei der Sprüh-Stahlerzeugung erfolgen die Entschwefelung, Entphosphorung und Entkohlung gleichzeitig und kurzzeitig, so daß es sich hierbei lediglich um ein einfaches Frisohverrfahren auf "niedrigen Kohlenstoffgehalt" handelt. Da außerdem "bei leistungsfähiger werdenden Systemen ein immer höherer Sauerstoffdruck erforderlich wird, ergeben sieh in dieser Hinsicht beträchtliche Schwierigkeiten. Bei einem anderen Verfahren, nämlich beim IHSID-Tanksystem, wird Sauerstoff durch eine Sauerstoff-Blaslanze oder durch poröses Ziegelwerk am Ofen-Boden geblasen und geschieht das Frischen durch Bildung einer Schlacken-Metall-Emulsion. In diesem Fall ist die Temperaturführung äußerst schwierig, während die hohe Temperatur besitzende Emulsion wahrscheinlich das feuerfeste Ausfutterungsmaterxal des Ofens angreift, was den Nachteil der Verkürzung der kontinuierlichen Arbeitszeitspanne mit sich bringt.

Das kontinuierliche Stahleraeugungsverfahren besitzt daneben Jedoch die folgenden Vorteile:

1. Fiedrige Baukosten (beim Vergleich zwischen Anlagen vergleichbarer Jahresproduktion werden die Ausrüstungen bzw. Anlagen kleiner).

2. Niedrige Betriebskosten (ausgezeichneter thermischer Wirkungsgrad und bestes Ausbringen, geringerer Verschleiß des feuerfesten Materials, Senkung der Sauer·* stoffkosten je Proauktionseinheit).

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3. Weniger stark eingeschränkte Betriebsbedingungen (Es kann mehr Eisenschrott bei geringerer Rauchentwicklung verwendet werden. Nicht nur größere Wahlfreiheit des Ausgangsmaterials, sondern auch einfachere Arbeitsweise mit weniger Bedienungspersonal).

4. Verbesserte Zuverlässigkeit der Erzeugnisqualität (Leichte Steuerung und Messung der chemischen Umsetzung bzw. Reaktion).

Das bisher vorgeschlagene kontinuierliche Stahlerzeugungsverfahren besitzt dagegen die vorher genannten liachteile, λ so daß kein zufriedenstellendes Ergebnis zu erwarten ist. Insbesondere im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Erzeugnisqualität und den Verschleiß der feuerfesten Ausfutterung sind noch beträchtliche Schwierigkeiten zu überwinden. Es ist daher derzeit noch kein solches Verfahren bekannt, das industriell angewandt wird.

Die Erfindung entstand im Hinblick auf die eben genannten Nachteile und Schwierigkeiten und soll diese ausschalten.

Bein erfindungsgeuiäßen Verfahren wird Roheisen 2 mit beispielsweise 4,55» C o₉68# Si, 0,65$ Mn._f 0,190$ Ρ und 0,043;"* S, das in einer Menge von 2 Tonnen je Minute konti- ( nuierlich von einem Kochofen 1 (vergl. Zeichnung) abgestochen wird, in, eine» Entschwef elungs- und Entphosphorung-Behandlungsgefäß A bsw. 3 mit einen Fassungsvermögen von 10 Tonnen eingeführt, das in der Nähe des Hochofens 1 angeordnet isu. Anschließend wird dem Roheisen Kalziumkarbid in einer Menge von 2 kg/min als schlackebildendes Peinungsmitxel über einen Förderer 4 sujqsexzx, wobei die Entschwefelung durch kontinuierliches exzentrisches Rühren nahe

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der Schlacken-Metall-Grenzfläche mittels Rührstangen 5 aus kohlenstoffhaltigem oder anderweitig feuerfestem Material durchgeführt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Rührstangen vorgesehen.

Das auf diese Weise vorbehandelte Roheisen wird dann zur Entschwefelung und Entphosphorung in ein zweites Gefäß B bzw. 6 mit einem Fassungsvermögen von etwa 10 t überführt. Hier wird die Schlacke über ein Schlacken-Abstichloch 7 abgeführt. Diese Schlacke kann erforderlichenfalls auch wieder zurückgeführt werden. Im Gefäß B wird über einen Förderer 9 ein schlackebildendes Mittel 8 in Form von 80 kg/min gebrannten Kalks, 30 kg/min Walzzunder, 30 kg/min kalzinierten Sodas und 10 kg/min Fluorit eingeführt, während gleichzeitig Sauerstoff in einer Gesamtmenge von 30 Hm /min über Blaslanzen 10, von denen bei der dargestellten Äusführungsform drei über dem Gefäß vorgesehen sind, eingeblasen wird. Gleichzeitig wird die Schmelze mittels eines Grenzflächen-Rührwerks gerührt, das wie beim Gefäß A Rührstangen 5 aus kohlenstoffhaltigem oder anderweitig feuerfestem Material aufweist, um den Phosphor durch Oxydation zu entfernen.

Das so vorbehandelte Roheisen wird soHann in einen von drei vorgesehenen Stahlerzeugungsöfen 13» d.h. mit reinem Sauerstoff arbeitenden Oberwindfriseh-Konvertern, Überführt, die auf einem Drehtisch 12 montiert sind, während die Schlacke durch einen Fuchs 11 abgezogen wird. Die Entkohlung geschieht nach einem herkömmlichen Verfahren, bei welchem Sauerstoff über eine Blaslanze 14 eingeblasen wird. Auf diese Weise wird Rohstahl mittleren Kohlenstoffgehalts mit 0,25^C, 0,006$ S, 0,008$ P₉ Spuren Si und Mn erhalten. Durch Zugabe bzw. Zuschlag einer Ferrolegierung

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als Desoxydationsmittel in der Endstufe des Stahlerzeugungsvorgangs wird schließlich der gewünschte Fertigstahl erhalten. Die drei auf dem Drehtisch angeordneten Frischöfen wirken miteinander zusammen, wobei jeder Ofen abwechselnd als Frisch- bzw. Entkohlungsofen 13-a zur Aufnahme des Eoheisens, als Ofen 13-b zur Durchführung des Blasens und schließlich (nicht dargestellt) zum Abstechen und Schrottchargieren dient.

Bei' der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung geschieht die Entschwefelung und Entphosphorung unter Verwendung getrennter Behandlungsgefäße A und B. Je nach der betreffenden Stahlsorte kann die Entschwefelung und Entphosphorung jedoch auch gleichzeitig unter Verwendung eines einzigen Behandlungsgefäßes vor sich gehen. Bei der Durchführung der Entschwefelung und Entphosphorung ist es vom Standpunkt der Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads, der schnellen Schlackenbildung und der Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit der Schlacke sehr vorteilhaft, auch die kontinuierlich aus dem Hochofen ausgetragene Schlacke zu verwenden.

Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Entschwefelung, der Entphosphorung und der Entkohlung auf maximale Werte reicht es aus, lediglich die Anzahl der Einheiten der Behandlungsgefäße oder das Fassungsvermögen jedes Behandlungsgefäßes zu vergrößern. Außerdem erfolgt die Verwendung des Drehtisches an der letzten Verfahrensstufe sowie die Anordnung der -StahlerZeugungsofen auf diesem Drehtisch im wesentlichen im Hinblick darauf, daß der eingesetzte Schrottanteil frei gewählt und der Stahlerzeugungsofen selbst als Gießpfanne verwendet werden kann. Der Grund hierfür besteht darin, daß die öfen einen weiten wirksamen Anwendungsbereich besit-

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zen, indem einer für die Durchführung des Frisehens herangezogen wird, während der andere zur Vorwärmung des Schrotts oder als Gießpfanne für den geschmolzenen Stahl oder als Aufnahmegefäß für das der ersten Behandlung unterzogene Roheisen "benutzt wird.

Der kontinuierlich arbeitende erfindungsgemäße Stahlerzeugungsofen kennzeichnet sich dadurch, daß der Entschwefelungs- und Entphosphorungsvorgang einwandfrei vom Entkohlungsvorgang getrennt ist und daß /bei der Entschwefelung und Entphosphorung das mechanische Rühren an der,Grenzfläche zwischen der Schlacke und der Metallschmelze vorgenommen wird. Im Vergleich dazu besteht die Hauptaufgabe beim herkömmlichen kontinuierlich arbeitenden Stahlerzeugungsofen in der Entkohlung, wobei der erhaltene Stahl ein Vorstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist, der noch einen weiteren Behandlungsschritt zur Umwandlung in die gewünschte Stahlsorte erfordert. Beim erfindungsgemäßen, kontinuierlich arbeitenden Stahlofen läßt sich dagegen ohne weiteres Stahl mit niedrigem Schwefel- und Phosphorgehalt erzielen, wobei die Einstellung jedes seiner Analysenbestandteile nach dem Entkohlen ohne weiteren Aufwand frei durchführbar ist, wodurch sich auch eine ausgezeichnete Möglichkeit der Herstellung verschiedener Sorten hochqualitativen Stahls •ergibt, die den bisher mit den chargenweise arbeitenden Schmelzöfen erzeugten Stahlsorten überlegen sind. Außerdem kann der eingesetzte Schrottanteil weitgehend frei bestimmt werden. Darüber hinaus kann der Entschwefelungs- und Entphosphorungsvorgang, bei welchem Schlacke in großer Menge erzeugt wird, bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen erfolgen, so daß Verschleißverluste infolge eines Schmelzens des feuerfesten Materials im Entschwef elungs- und Entphosphorungs-Gefäß merklich vermindert werden, während die

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Temperatur in der Endstufe der Entkohlung zwar ziemlich stark ansteigt, dabei jedoch praktisch keine Schlacke gebildet wird. Beim erfindungsgemäßen Ofen kann eine Rückschwefelung und Rückphosphorung während des Entkohlungsvorgangs vermieden werden, da während der Entschwefelung und Entphosphorung eine perfekte Schlackenentfernung gewährleistet wird.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einem kontinuierlichen Verfahren zur Stahlherstellung beschrieben und dargestellt ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß das erfindungsgemäße, beispielsweise zur Entphosphorung dienende Behandlungsverfahren auch für die Chrom- und Hanganverschlaclcung verwendet werden kann.

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Claims

Patentanspruch

Kontinuierliches Verfahren zur Stahlherstellung, bei welchem Roheisen kontinuierlich zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Entschwefelung sowie die Entphosphorung und die Entkohlung in zwangsläufig voneinander getrennten Gefäßen durchgeführt werden₉ daß die im Entschwefelung-, im Entphosphorungs- bzw. im Feinungs-Gefäß befindliche Schmelze an der Grenzfläche zwischen der Metallschmelze und der Schlacke mechanisch gerührt wird und daß die Schmelze während des Weiterleitens über einen Fuchs in einen auf einem Drehtisch montierten Oberwindkonverter über mindestens eine Blaslanze mit Sauerstoff behandelt und die Schmelze in diesem Konverter schließlich mit Saueipstofflanzen entkohlt wird.

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