DE2109676A1 - Process for the dynamically controlled decarburization of steel melts - Google Patents
Process for the dynamically controlled decarburization of steel meltsInfo
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Description
Verfahren zur dynamisch geregelten Entkohlung von StahlschmelzenProcess for the dynamically controlled decarburization of steel melts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamisch geregelten Entkohlung von Stahlschmelzen, insbesondere legierten Stählen, in einem Gefäß durch Einleiten mindestens eines gasförmigen Oxidationsmittels und mindestens eines gasförmigen Verdünnungsmittels in das Gefäß mit geregelter'Geschwindigkeit.The invention relates to a method for the dynamically controlled decarburization of steel melts, in particular alloyed steels, in a vessel by introducing at least one gaseous oxidizing agent and at least one gaseous diluent into the vessel at a regulated speed.
Zweck der Regelung der Verfahrensbedingunfren bei der Entkohlung schmelzflüssiger legierter Stähle, z.B. korrosionsbeständiger Stähle, ist es, bestimmte in der Schmelze enthaltene metallische Wertstoffe, z.B. Chrom, zu erhalten. Durch unnötigen Verlust an solchen Wertstoffen erhöhen sich die Unkosten der Entkohlung. Die nachfolgend erläuterte Methode zur Verfahrens-Purpose of regulating the procedural conditions in decarburization molten alloy steels, e.g. corrosion-resistant steels, are certain metallic ones contained in the melt To preserve valuable materials, e.g. chromium. By unnecessary Loss of such valuable materials increases the cost of decarburization. The method explained below for procedural
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steuerung bezieht sich allgemein auf die Entkohlung legierter Stähle und korrosionsbeständiger Stähle unter Verwendung eines Gemisches aus Argon und Sauerstoff nach den'aus den US-Patentschriften 3 300 865 und 3 046107 bekannten Verfahren, und stellt eine verbesserte Abwandlung der in der US-Patentanmeldung 771 752 vom 30. Okt. 1968 vorgeschlagenen Methode zur dynamischen Eegelung der Entkohlung von Stahl dar.control generally refers to the decarburization of alloys Steels and corrosion-resistant steels using a mixture of argon and oxygen according to the U.S. Patents 3,300,865 and 3,046,107, and represents an improved modification of the method disclosed in U.S. Patents 3,300,865 and 3,046,107 U.S. Patent Application 771,752, dated Oct. 30, 1968 Method for dynamic control of the decarburization of steel.
Aus der US-Patentschrift 3 300 865 ist es bekannt, die Oxidation bestimmter in der Schmelze enthaltener metallischer Wertstoffe weitestgehend zu vermeiden, daß man.für die Entkohlung ein Gasgemisch aus Sauerstoff und einem Verdünnungsmittel, wie Stickstoff oder Argon, verwendet. Aus der US-Patentschrift 3 046 107 ist es "bekannt, außerdem noch die Argonkonzentration in den dem Entkohlungsgefaß zugeführten Gasen kontinuierlich zu variieren. Aus dieser Patentschrift ist es außerdem bekannt, die Bedingungen des Entkohlungsverfahrens anhand thermodynamischer Überlegungen zu regeln, wobei die zu entkohlende Schmelze jedoch eine bekannte Zusammensetzung besitzen und eine bekannte Temperatur haben muß. Diese Patentschrift nimmt also an, daß das Entkohlungsverfahren einen voraussagbaren Verlauf nimmt und dementsprechend geregelt werden kann, und daß sich geeignete Konzentrationen der Entkohlungsgase, d.h. Sauerstoff und Verdünnungsmittel, vorab festlegen lassen. Bei diesem Verfahren wird somit nicht versucht, die Eegelung der Verfahrensbedingungen in Abhängigkeit von etwa im Verlauf des Verfahrens auftretenden Änderungen neu festzulegen. Bei diesem bekannten Verfahren treten daher notwendigerweise gewisse Verluste an Metallwertstoffen, wie Chrom, sowie ein unnötiger hoher Verbrauch an Verdünnungsmitteln, z.B. Argon, im Laufe der Eegelperiode auf und auch das zugeführte Oxidationsmittel wird nicht optimal ausgenutat. In der US-Patentanmeldung 77^ 752 wird ein besser ausregelndesFrom US Pat. No. 3,300,865 it is known to avoid the oxidation of certain metallic valuable substances contained in the melt as far as possible by using a gas mixture of oxygen and a diluent such as nitrogen or argon for decarburization. It is known from US Pat. No. 3,046,107 to also continuously vary the argon concentration in the gases supplied to the decarburization vessel. It is also known from this patent specification to regulate the conditions of the decarburization process on the basis of thermodynamic considerations, with the melt to be decarburized However, it must be of known composition and temperature, so this patent assumes that the decarburization process is predictable and controllable, and that appropriate concentrations of the decarburizing gases, ie oxygen and diluent, can be predetermined In the process, no attempt is therefore made to redefine the regulation of the process conditions as a function of changes that occur during the course of the process he consumption of diluents, such as argon, increases during the control period and the supplied oxidizing agent is not used optimally. In US patent application 77 ^ 752 a better balancing
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Verfahren vorgeschlagen, bei dem ständig die Oxidationsmittel-Zufuhr und die Entkohlungsgeschwindigkeit in einem abgestimmten Verhältnis gehalten werden. In dieser Patentanmeldung wird eine spezielle Methode und eine spezielle Technik zur Durchführung dieser dynamischen Regelung des Entkohlungsverfahrens beschrieben. Jedoch kann auch dieses Verfahren noch nicht völlig befriedigen.Proposed method in which the oxidizing agent is constantly supplied and the speed of decarburization in a tuned Relationship to be maintained. In this patent application a special method and a special technique for Implementation of this dynamic regulation of the decarburization process described. However, this method is still not entirely satisfactory either.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, das nicht mit den Nachteilen der vorstehend erörterten bekannten Verfahren behaftet ist und eine noch sicherere und genauere dynamische Regelung der Verfahrensführung ermöglicht, als das in der vorstehenden US-Patentanmeldung vorgeschlagene Verfahren.The present invention is therefore based on the object of creating a method of the type indicated at the outset, which does not suffer from the disadvantages of the known methods discussed above and is even safer and more accurate allows dynamic control of the process control than that proposed in the above US patent application Procedure.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur dynamisch geregelten Entkohlung von Stahlschmelzen, insbesondere legierten Stählen, in einem Gefäß durch Einleiten mindestens eines gasförmigen Oxidationsmittels und mindestens eines gasförmigen Verdünnungsmittels in das Gefäß mit geregelter Geschwindigkeit gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die geregelte Entkohlung ohne nennenswerte HetallverXaste in Gang gesetzt wird, indem man zunächst das Gefäß mit dem gasförmigen Verdünnungsmittel spült und dann die Entkohlung durch Einleiten gasförmigen Oxidationsmittels in Gang bringt, dessen Zufuhrgeschwindigkeit dann schrittweise erhöht wird, bis der Höchstwert erreicht ist, bei dem der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels noch über einem vorgegebenen Wert liegt, wobei, zur Bestimmung der Entkohlungsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung der Ab-' gase und die GaszufuhrgeschwindigkeitCen) bestimmt werden undAccording to the invention, this object is achieved by a method for the dynamically controlled decarburization of molten steel, in particular alloyed steels, in a vessel by introducing at least one gaseous oxidizing agent and at least a gaseous diluent is dissolved in the vessel at a controlled rate, which is characterized is that the regulated decarburization without significant metal loss is started by first flushing the vessel with the gaseous diluent and then initiates decarburization by introducing gaseous oxidizing agent, the rate of which is then gradually introduced is increased until the maximum value is reached at which the degree of utilization of the converted oxidizing agent is still is above a predetermined value, whereby, to determine the decarburization rate, the composition of the decarburization ' gases and the gas feed rateCen) can be determined and
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für jode Zufuhrgeschwindigkeit jeweils der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels ermittelt wird.for each feed rate the degree of utilization of the converted oxidizing agent is determined.
Beim Verfahren der Erfindung wird somit eine dynamisch geregelte bzw. abgestimmte Entkohlung von geschmolzenen Metallen, wie legierten Stählen, in einem geschlossenen Gofäß in Gang gesetzt und durchgeführt, indem man ein gasförmiges Oxidationsmittel und ein gasförmiges Verdünnungsmittel mit geregelter Geschwindigkeit in das Gefäß einleitet, wo das Oxidationsmittel dann mit dem in der Metallschmelze enthaltenen Kohlenstoff reagiert und diesen mit bestimmter bzw. gemessener Geschwindigkeit entfernt, wobei erfindungsgemäß zunächst ein Verdünnungsgasstrom in das Gefäß, vorzugsweise unter dem Spiegel der Metallschmelze, eingeleitet wird, den man sich stabilisieren läßt, worauf man in das Gefäß einen bestimmten Oxidationsmittelstrom einleitet, wartet, bis sich hinsichtlich der einsetzenden Reaktion ein dynamisches Gleichgewicht eingestellt hat, dann die Zusammensetzung der das Gefäß verlassenden Abgase ermittelt und zur Bestimmung der Entkohlungsgeschwindigkeit die Zufuhrgeschwindigkeit der einge-' speisten Gase mißt und den Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels bei dieser Zufuhrgeschwindigkeit (rechnerisch) ermittelt, worauf die Zufuhrgeschwindigkeit des Oxidationsmittels schrittweise erhöht und jeweils der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels ermittelt wird, bis die höchstmögliche Oxidationsmittelzufuhrgeschwindigkeit erreicht ist, bei der der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels noch über einem vorgegebenen Wert liegt.In the method of the invention, a dynamically regulated or coordinated decarburization of molten metals, like alloy steels, set in motion in a closed gas vessel and carried out by adding a gaseous oxidizing agent and introducing a gaseous diluent at a controlled rate into the vessel where the oxidizing agent then reacts with the carbon contained in the molten metal and this with certain or measured Speed removed, according to the invention initially a stream of diluent gas into the vessel, preferably below the Mirror of the molten metal, is introduced, which can be stabilized, whereupon a certain in the vessel Introduces oxidizing agent flow, waits until a dynamic equilibrium with regard to the onset of the reaction has set, then determined the composition of the exhaust gases leaving the vessel and used to determine the rate of decarburization the rate of supply of the gases fed in and the degree of utilization of the converted Oxidizing agent at this feed rate (mathematically) determined, whereupon the feed rate of the oxidizing agent is gradually increased and the degree of utilization of the oxidizing agent that has been converted is determined in each case until the highest possible oxidant feed rate is reached at which the degree of utilization of the oxidizing agent is still above a predetermined value.
Beim Verfahren der Erfindung brauchen somit ledigleich Zusammensetzung und Zufuhrgeschwindigkeiten der zugeführten Gase bestimmt und die Zusammensetzung der Abgase bezüglich, der ver-The method of the invention thus only requires compositions and supply speeds of the supplied gases are determined and the composition of the exhaust gases with regard to the
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schiedenen Bestandteile, wie Argon, Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid usw., quantitativ analysiert zu werden, z.B. durch Probenentnahme. Da die zugeführten Gase üblicherweise hochreine Gase mit bekannter chemischer Zusammensetzung sind, genügt eine einfache Messung der Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Frischgase, wie Argon und Sauerstoff eingeleitet werden, die mit handelsüblichen Gasdurchflußmeßgeräten vorgenommen werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird, nachdem die Oxidationsmittelzuführgeschwindigkeit auf den Höchstwert gebracht ist, die Zuführgeschwindigkeit des Verdünnungsmittels schrittweise verringert und dabei jeweils der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels ermittelt bis die Zufuhrgeschwindigkeit des Verdünnungsmittels auf den kleinstmöglichen Wert gebracht ist, bei dem der Ausnutzungsgrad noch über dem vorgegebenen Sollwert liegt. Es empfiehlt sich außerdem, Regelmöglichkeiten für den Fall vorzusehen, daß der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels unter den vorgegebenen Wert fällt, wozu man bei konstanter Zuführgeschwindigkeit des Oxidationsmittels die Zufuhrgeschwindigkeit des Verdünnungsmittels um einen bestimmten. Betrag erhöhen kann, wodurch der Partialdruck des Oxidationsmittels verringert und die Entkohlung der Schmelze begünstigt wird, so daß man dadurch das Entkohlungsverfahren auf eine Wirksamkeit bzw. einen Ausnutzungsgrad einstellen kann, bei dem die in der Schmelze enthaltenen Metallwertstoffe nicht oxidiert werden.different components, such as argon, oxygen, carbon monoxide, Carbon dioxide, etc., to be analyzed quantitatively, e.g. by taking samples. As the supplied gases are usually high-purity gases with a known chemical composition, a simple measurement of the flow velocity is sufficient, with which the fresh gases, such as argon and oxygen, are introduced with the commercially available Gas flow meters can be made. According to a preferred embodiment of the invention, after the Oxidizer feed rate to the maximum is brought, the feed rate of the diluent gradually reduced and the degree of utilization of the oxidizing agent converted is determined in each case up to the diluent feed rate the lowest possible value is brought at which the degree of utilization is still above the specified setpoint. It is also advisable to have control options in case provide that the degree of utilization of the converted oxidizing agent falls below the specified value, for which purpose the oxidizing agent is fed in at a constant rate the feed rate of the diluent by a certain one. Amount can increase, reducing the partial pressure of the oxidizing agent and the decarburization of the melt is favored, so that one thereby the decarburization process can adjust to an effectiveness or a degree of utilization at which the contained in the melt Metal recyclables are not oxidized.
Das Verfahren der Erfindung wird in der Praxis vorzugsweise bei der Entkohlung von legierten Stählen angewandt, um nennenswerte Verluste an Metallwertstoffen, wie Chrom, zu ver-' meiden. Die Verfahren zum Einblasen von Oxidationsmitteln,The method of the invention is preferred in practice used in the decarburization of alloyed steels in order to reduce significant losses of metal materials such as chromium. avoid. The procedures for blowing oxidizing agents,
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wie Sauerstoff, beim Entkohlen dieser legierten Stähle, müssen auf alle Änderungen ansprechen bzw. in Abhängigkeit von allen Änderungen regelbar sein, die in jeder beliebigen bestimmten Schmelze bzw. bei jeder beliebigen gegebenen temperatur auftreten. Beim Verfahren der Erfindung kommt es weiterhin darauf an, die Reaktion zwischen dem Kohlenstoff und dem Oxidationsmittel ohne übermäßige Oxidation von Metallen in Gang zu setzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Einleitung dieser Reaktion die Anwendung kleinerer als der optimalen Gasgemischmengen nach sich zieht bzw. bedingt. Nachdem die Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff in Gang gebracht ist, kann die Gesamtzufuhrmenge der eingeleiteten Gase, d.h. Oxidationsmittel und Verdünnungsmittel, sowie die Konzentration des Oxidationsmittels auf den optimalen Wert gebracht werden. Beim Verfahren der Erfindung wird dieser Höchstwert, d.h. ein vorbestimmter.ausgeviählter Ausnutzungsgrad bzw. Verfahrenswirkungsgrad, ohne nennenswerten Verlust an Metallwertstoffen erreicht. Das Verfahren der Erfindung kann unter atmosphärischem oder verringertem Druck durchgeführt werden, z.B. unter Vakuum.like oxygen, when decarburizing these alloyed steels, must respond to or depend on all changes be controllable by all changes in any given melt or in any given temperature. In the method of the invention, it is also important, the reaction between to set the carbon and oxidizer in motion without excessive oxidation of metals. Be on it pointed out that the initiation of this reaction requires the application of smaller than the optimal gas mixture quantities draws itself or conditionally. After the reaction between carbon and oxygen has started, can the total amount of incoming gases, i.e. oxidizing agents and diluents, as well as the concentration of the oxidizing agent are brought to the optimal value. In the method of the invention, this maximum value, i.e. a predetermined, selected degree of utilization or Process efficiency achieved without significant loss of metal materials. The method of the invention can carried out under atmospheric or reduced pressure, e.g. under vacuum.
Die zur überwachung und Steuerung der Umsetzung erforderlichen Me'ßeinrichtungen sind nicht besonders verwickelt. Man muß nur die Strömungsgeschväidigkeit der zugeführten Gase messen und Proben der Abgase aus dem Gefäß entnehmen können. Es empfiehlt sich, die Abgasproben von einer Stelle im Gefäß zu entnehmen, so daß die Möglichkeit,"in den Kessel bzw. in das Gefäß gelangte Falschluft mit der Probe zu entnehmen, geringer wird.The ones required to monitor and control the implementation Measuring devices are not particularly involved. You only have to check the flow velocity of the gases supplied measure and take samples of the exhaust gases from the vessel. It is advisable to take the exhaust gas samples from one point in the vessel to be taken, so that the possibility of taking "false air that has got into the boiler or the vessel with the sample," becomes less.
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Ein Entkohlungsverfahren wird mit einem schwachen Strom von Verdünnungsmittelgas, wie Argon, von handelsüblicher bzw. technischer Eeinheit oder einem Gemisch aus Oxidationsmittel und Verdünnungsgas, z.B. einem Gemisch aus Argon und Sauerstoff, das in der Regel zwischen 5 und 10 % Sauerstoff enthält, angefahren. Bei Anlagen, in welchen die Gase durch ein Rohr zugeführt werden, das bereits in die Schmelze eintaucht, wobei dann natürlich ein schwacher Gasstrom durch . die Schmelze perlt, um ein Verstopfen des Rohres zu verhindern, wird beim Anfahren der Gasstrom zunächst auf einen kleinen, vorgegebenen V/ert erhöht. Wenn die Gase durch eine eintauchbare Lanze zugeführt werden, so wird zunächst der Gasstrom angestellt und die Lanze erst dann in die Schmelze eingetaucht. ITach einer kurzen, jedoch vorgegebenen Zeit, die ausreicht, um das Entkohlungsgefäß mit dem Verdünnungsmittelgas zu spülen, wird der Sauerstoffstrom im zugeführten Gas um einen kleinen Betrag erhöht, um die Entkohlungsreaktion einzuleiten. Der Betrag, um den die Sauerstoffzufuhr bei jedem der Schritte (vier oder mehr) jeweils erhöht wird, bevor die maximale Strömungsgeschwindigkeit erreicht ist, wird jeweils empirisch bestimmt. Der Betrag, um den jeweils erhöht wird, kann verringert v/erden, wenn man sich dem vorbestimmten maximalen Ausnutzungsgrad nähert, so daß ein Betriebszustand vermieden werden kann, bei dem nach einer Erhöhung der maximale Sauerstofffluß überschritten ist. Die Abgaszusammensetzung wird ständig in kurzen Zeitabständen (20 bis 30 Sekunden) überwacht. Gleichzeitig mit der Überwachung der Abgaszusammensetzung wird der Ausnutzungsgrad des umgewandelten Sauerstoffes aus der Zusammensetzung des Abgases und der Zufuhrgeschwindigkeit der eingeleiteten Gase berechnet, was beispielsweise in der in der vorstehendA decarburization process is started with a weak stream of diluent gas, such as argon, of a commercially available or technical unit or a mixture of oxidizing agent and diluent gas, e.g. a mixture of argon and oxygen, which usually contains between 5 and 10 % oxygen. In systems in which the gases are fed through a pipe that is already immersed in the melt, with a weak gas flow then of course through. the melt bubbled, in order to prevent the pipe from clogging, the gas flow is initially increased to a small, predetermined V / ert when starting up. If the gases are supplied through an immersible lance, the gas flow is first turned on and the lance is only then immersed in the melt. After a short but predetermined time sufficient to purge the decarburizing vessel with the diluent gas, the oxygen flow in the supplied gas is increased by a small amount in order to initiate the decarburizing reaction. The amount by which the oxygen supply is increased in each of the steps (four or more) before the maximum flow rate is reached is determined empirically in each case. The amount by which it is increased in each case can be reduced when the predetermined maximum degree of utilization is approached, so that an operating state can be avoided in which the maximum oxygen flow is exceeded after an increase. The composition of the exhaust gas is continuously monitored at short intervals (20 to 30 seconds). Simultaneously with the monitoring of the exhaust gas composition, the degree of utilization of the converted oxygen is calculated from the composition of the exhaust gas and the feed rate of the introduced gases, which is for example in the above
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bereits erwähnten US-Patentanmeldung Ί^Λ 752 angegebenen Weise durchgeführt werden kann. Solange der vorgegebene maximale Wirkungsgrad noch nicht erreicht ist, wird der OxidationsmitteIstrom ständig schrittweise weiter erhöht, wobei zwischen zwei Erhöhungen jeweils 20 bis ~j>0 Sekunden Pause eingelegt v/erden, damit sich das System stabilisieren kann und um die Abgasanalyse durchführen zu können. In Verbindung mit der Berechnung des jeweiligen Ausnutzungsgrades des umgewandelten Sauerstoffes wird jeweils auch die Entkohlungsgeschwindigkeit berechnet.already mentioned US patent application Ί ^ Λ 752 specified manner can be carried out. As long as the specified maximum efficiency has not yet been reached, the oxidant flow is continuously increased step by step, with a break of 20 to ~ j> 0 seconds being inserted between two increases so that the system can stabilize and to be able to carry out the exhaust gas analysis. In connection with the calculation of the respective degree of utilization of the converted oxygen, the rate of decarburization is also calculated in each case.
ITach der Berechnung der Entkohlungsgeschwindigkeit und anhand des dabei erhaltenen Ergebnisses wird weiterhin laufend der jeweilige Kohlenstoffgehalt der Schmelze ermittelt, ein Wert, der dann, mit dem gewünschten Endgehalt an Kohlenstoff verglichen wird, der bei der Entkohlung erreicht werden soll. Auch diese Berechnungen sind in der bereits mehrfach erwähnten US-Patentanmeldung 771 752 ausführlich beschrieben. Es liegt für den Fachmann auf der Hand, daß die Entkohlung abgebrochen wird, wenn, der Kohlenstoffgehalt der Schmelze den vorgegebenen gewünschten Endwert erreicht oder unterschreitet. Wenn der tatsächliche Kohlenstoffgehalt höher ist als der gewünschte Endgehalt, so wird die Entkohlung natürlich fortgesetzt. Parallel zur in Abständen, wie vorstehend beschrieben, durchgeführten Berechnung des Ausnutzungsgrades des umgewandelten Oxidationsmittels wird die Feststellung getroffen, ob der Ausnutzungsgrad größer, gleich hoch oder kleiner als 100 % ist. Wenn der Ausnutzungsgrad größer als oder gleich 100 % ist, verläuft die Entkohlung befriedigend, d.h. der gesamte in das System eingeführte Sauerstoff wird entweder in Kohlendioxid oder in KohlenmonoxidAfter calculating the rate of decarburization and based on the result obtained, the respective carbon content of the melt is continuously determined, a value which is then compared with the desired final carbon content that is to be achieved during the decarburization. These calculations are also described in detail in US patent application 771,752, which has already been mentioned several times. It is obvious to the person skilled in the art that the decarburization is terminated when the carbon content of the melt reaches or falls below the predetermined desired end value. Of course, if the actual carbon content is higher than the desired final content, decarburization will continue. In parallel with the calculation of the degree of utilization of the converted oxidizing agent carried out at intervals as described above, the determination is made as to whether the degree of utilization is greater than, equal to or less than 100 % . If the degree of utilization is greater than or equal to 100%, the decarburization proceeds satisfactorily, that is, all of the oxygen introduced into the system becomes either carbon dioxide or carbon monoxide
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umgewandelt und der gesamte Sauerstoff wird zur Entkohlung des Stahls und nicht zu einer "Verringerung der anderen Metallwertstoffe in der Schmelze, z.B. zur Bildung von Chromoxid usw., nutzbar gemacht, solange der Ausnutzungsgrad über diesem vorgegebenen Wert liegt.converted and all the oxygen is used to decarburize the steel and not to "reduce other metals made usable in the melt, e.g. for the formation of chromium oxide etc., as long as the degree of utilization is above this specified value.
Eine erfindungsgemäß gelöste Aufgabe beim Entkohlungsverfahren der Erfindung ist es, die zugeführte Oxidationsmit-· telmenge möglichst hoch zu machen. Die Zuführgeschwindigkeit des Oxidationsmittels wird in kleinen, empirisch ermittelten Schritten,wie vorstehend erwähnt, erhöht, wobei gleichzeitig die jeweiligen Abgaszusammensetzungen gemessen und die jeweiligen Ausnutzungsgrade des umgewandelten Sauerstoffes berechnet werden. Die Erhöhung der Zufuhrgeschwindigkeit und die rechnerische Ermittlung des Ausnutzungsgrades werden schrittweise solange fortgesetzt, bis entweder die dem System in der Zeiteinheit zugeführte Oxidationsmittelbzw. Sauerstoffmenge den durch die Zufuhrkapazität bestimmten Höchstwert oder der Ausnutzungsgrad des umgewandelten Sauerstoffes den vorab gewählten bzw. festgelegten Mindestwert erreicht.A problem solved according to the invention in the decarburization process of the invention is to use the supplied oxidizing agent to make the amount as high as possible. The feed speed the oxidizing agent is increased in small, empirically determined steps as mentioned above, whereby at the same time the respective exhaust gas compositions are measured and the respective degree of utilization of the converted oxygen be calculated. The increase in the feed speed and the arithmetic determination of the degree of utilization are continued step by step until either the oxidizing agent or Amount of oxygen the maximum value determined by the supply capacity or the degree of utilization of the converted Oxygen the previously selected or specified minimum value achieved.
Nachdem die Oxidationsmittelzufuhrgeschwindigkeit auf den Höchstwert gebracht ist, wird als nächster Schritt die Zufuhrgeschwindigkeit des gasförmigen Verdünnungsmittels solange weiter verringert wie die Entkohlung mit einem Ausnutzungsgrad verläuft, der über dem vorbestimmten bzw. vorab gewählten Mindestwert liegt. Bei dieser Maßnahme werden die Kosten für im Verfahren nicht erforderliches Verdünnungsmittelgas gesenkt. Die Verminderung der Zufuhrgeschwindigkeit des Verdünnungsmittelgases, z.B. Argon, wird ähnlich wie die Erhöhung der Sauerstoffzufuhr, d.h. schrittweise, vorgenommen, wobei die Abgaszusammensetzung und die Zufuhrgeschwindigkei-After the oxidant feed rate is maximized, the next step is the feed rate of the gaseous diluent is further reduced as long as the decarburization with a degree of utilization runs which is above the predetermined or preselected minimum value. In this measure will be reduced the cost of diluent gas not required in the process. The reduction in the feed speed of the diluent gas, e.g. argon, becomes similar to the Increase the oxygen supply, i.e. gradually, wherein the exhaust gas composition and the supply speed
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ten der eingeleiteten Gase überwacht und der jeweilige Ausnutzungsgrad des umgewandelten Sauerstoffes berechnet werden. Wenn die anhand der Meßergebnisse angestellten Berechnungen ergeben, daß der angenommene maximale Sauerstofffluß kleiner ist als der gemessene tatsächliche Sauerstofffluß, so zeigt dies Störungen bzw. Fehler im System an, die beseitigt werden müssen, um die Genauigkeit der Messungen und einen möglichst geringen Verlust an Metallwertstoffen sicherzustellen. The amount of gas introduced is monitored and the respective degree of utilization of the converted oxygen can be calculated. If the calculations made on the basis of the measurement results show that the assumed maximum oxygen flow is smaller than the measured actual oxygen flow, this indicates malfunctions or errors in the system, which are eliminated must be in order to ensure the accuracy of the measurements and the lowest possible loss of metal materials.
Falls der Ausnutzungsgrad des umgewandelten Oxidationsmittels kleiner als 100 % ist, ergibt sich für den Fachmann der Schluß, daß eine Oxidation von Metallen stattfindet. Es kann vorteilhaft sein, eine gewisse, geringe Oxidation von Metallen beim Entkohlungsverfahren zu dulden. In diesen Fällen kann der Umwandlungnwirkungsgrad bzw. Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels kleiner als 100 % sein, er muß jedoch auch in diesen Fällen stets höher liegen als der Wert, der die höchstzulässige Oxidation von Metallen anzeigt. Dabei wird also der Verfahrensverlauf so lange als "unter Kontrolle" angesehen, wie das Verfahren mit einem Umwandlungswirkungsgrad bzw. Ausnutzungsgrad des umgewandelten Oxidationsmittels verläuft, der über diesem Mindestwert liegt. Wenn der tatsächliche Umwandlungswirkungsgrad bzw. Ausnutzungsgrad kleiner als der gewünschte oder vorgegebene Ausnutzungsgrad ist, muß man die Sauer st off zuführgeschwindigkeit auf einen Wert verringern, den man rechnerisch durch Teilen des Produktes aus der im Moment tatsächlich gegebenen Zufuhrgeschwindigkeit des Sauerstoffs und dem im Moment vorliegenden tatsächlichen Ausnutzungsgrad durch den gewünschten Ausnutzungsgrad ermittein kann. Diese Berechnung ergibt einen Wert für die Sauerstoffzufuhr, durch den sich ein Umwandlungswirkungsgrad bzw. Ausnutzungsgrad für das umge-If the degree of utilization of the converted oxidizing agent is less than 100 % , the person skilled in the art will conclude that metals are being oxidized. It can be advantageous to tolerate some, slight oxidation of metals during the decarburization process. In these cases, the conversion efficiency or degree of utilization of the converted oxidizing agent can be less than 100%, but in these cases it must always be higher than the value which indicates the maximum permissible oxidation of metals. In this case, the course of the process is viewed as "under control" as long as the process proceeds with a conversion efficiency or degree of utilization of the converted oxidizing agent that is above this minimum value. If the actual conversion efficiency or degree of utilization is less than the desired or specified degree of utilization, the oxygen supply rate must be reduced to a value that can be calculated by dividing the product of the oxygen supply rate actually given at the moment and the actual rate at the moment The degree of utilization can be determined by the desired degree of utilization. This calculation results in a value for the oxygen supply, through which a conversion efficiency or degree of utilization for the surrounding
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wandelte Oxidationsmittel einstellen läßt, der mit dem ■vorgegebenen Iiindestwert übereinstimmt. An diesem Punkt des Verfahrensablaufs empfiehlt es sich, die Zufuhrge-" schwindigkeit des Verdünnungsmittels um einen bestimmten vorgegebenen Betrag zu erhöhen. Der Fachmann wird verstehen, daß diese Zugabe von Verdünnungsmittelgas die Entkohlung fördern wird, sofern es sich bei dem Verdünnungsmittelgas nicht um ein Kohlenstoff enthaltendes Gas, wie , Kohlenmonoxyd, handelt. Biese Überlegung trifft zu, da die Erhöhung der Verdünnungsmittelgasmenge eine Verringerung des Kohlenmonoxydpartialdrucks im Verfahrenssystem bewirkt und somit den Endkohlenstoffgehalt verringert, .der bei der Entkohlung erreicht werden kann.converted oxidizing agent can be adjusted, which corresponds to the given minimum value. At this point of the process sequence, it is advisable to to increase the speed of the diluent by a certain predetermined amount. Those skilled in the art will understand that this addition of diluent gas causes decarburization will promote, provided that the diluent gas is not a carbon-containing gas, such as, Carbon monoxide. This consideration is correct because the increase in the amount of diluent gas is a decrease the carbon monoxide partial pressure in the process system and thus reduces the final carbon content Decarburization can be achieved.
Wenn mit Hilfe der vorstehend erörterten Verfahrensschritte eine unter optimalen Verfährensbedingungen verlaufende Entkohlung erreicht ist, wird die Abtrennung von Kohlenstoff aus der Schmelze dynamisch geregelt und abgestimmt bzw. aus gewogen.Von diesem Punkt des Verfahrensverlaufs an, wird die Entkohlung weiter unter Überwachung der Abgaszusammensetzung und Berechnung des Umwandlungswirkungsgrades bzw. Ausnutzungsgrades des umgesetzten Oxidationsmittels und der Abnahme des Kohlenstoffgehalts -bzw. der Entkohlungsgeschwin digkeit' fortgesetzt. Diese Maßnahmen werden in der vorstehend bereits erwähnten US-Patentanmeldung 771 752 beschrieben. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß dem Fachmann klar sein sollte, daß die vorliegende Erfindung es nunmehr möglich macht, den Entkohlungsprozeß mit computerge steuerter Regelung praktisch auszuführen.If, with the aid of the process steps discussed above, decarburization takes place under optimal process conditions is reached, the separation of carbon from the melt is dynamically regulated and adjusted or off From this point on in the course of the procedure, continue decarburization while monitoring the exhaust gas composition and calculating the conversion efficiency or Utilization of the converted oxidizing agent and the decrease in the carbon content -bzw. the decarburization speed age 'continued. These measures are described in US patent application 771,752 mentioned above. It should also be pointed out that those skilled in the art should understand that the present invention can now makes it possible to practically carry out the decarburization process with computer-controlled regulation.
- Patentansprüche -- patent claims -
- 11 -- 11 -
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2135245A1 (en) * | 1970-07-24 | 1972-01-27 | Italsider Spa | Method for measuring the gas flow rate exiting an oxygen converter with a lance |
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Families Citing this family (8)
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| JPS5442324A (en) * | 1977-09-10 | 1979-04-04 | Nisshin Steel Co Ltd | Control procedure of steel making process using mass spectrometer |
| JP2850407B2 (en) * | 1989-04-18 | 1999-01-27 | 大同特殊鋼株式会社 | Refining method of chromium-containing molten steel |
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| CN112680566B (en) * | 2020-12-18 | 2022-10-21 | 北京首钢自动化信息技术有限公司 | Refining furnace decarburization end point detection method and system |
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- 1971-04-19 GB GB23629/71A patent/GB1300344A/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2135245A1 (en) * | 1970-07-24 | 1972-01-27 | Italsider Spa | Method for measuring the gas flow rate exiting an oxygen converter with a lance |
| DE2803239A1 (en) * | 1977-01-25 | 1978-07-27 | Nisshin Steel Co Ltd | PROCESS FOR PRODUCING STAINLESS STEEL WITH EXTREMELY LOW CARBON CONTENT |
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