DE2124758B2 - Verfahren zur stahlerzeugung in einem senkrechten konverter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stahlerzeugung in einem senkrechten Konverter, der sich um seine vertikale Achse dreht, durch Aufblasen von oxydierenden Gasen, insbesondere technisch reinem Sauerstoff auf eine Schmelze, die aus flüssigem Roheisen, Eisenoder Stahlschrott und/oder Roheisenmassein, Flußmit-

lein und gegebenenfalls Eisenerz besieht und dynamisch durch die Rotation gewölbt wird.

Bekanntlich ist es bei der Erzeugung von Sonder- und legiertem Stahl erforderlich, relativ langwierige Verfahren anzuwenden, besonders ausgewählte Einsatzarten zu verwenden (Stahlerzeugung im Elektroofen) oder mit unhandlichen, platzaufwendigen und kostspieligen Anlagen zu arbeiten, die eine geringe Ausbeute ergeben (Siemens-Martin-Öfen).

Andere, derzeit angewendete Verfahren, wie die unter dem Namen LD (oder BOF) und LD-AC bekannten Verfahren, ermöglichen es, die Behandlungszeiten gegenüber früheren Verfahren und besonders gegenüber den konventionellen Bessemer- und Thomas-Konvertern erheblich abz-skürzen. Außerdem erfordern diese Verfahren relativ einfache Anlagen. Jedoch werden mit ihnen Stähle normaler Qualität erzeugt. Auch können große Schroumengen dabei nicht verwendet werden. Um diesem Übelstand abzuhelfen, ist bereits vorgeschlagen worden, den Schrott innerhalb oder außerhalb des Konverters vorzuerhitzen, jedoch macht dies Vorerhitzungsanlagen erforderlich, die ziemlich kostspielig und umständlich sind, oder es ist der Einsatz von Siliciumkarbid und/oder Kalciumkarbid erforderlich, woraus sich eine Erhöhung der Herstellungskosten ergibt.

Eine weitere vorgeschlagene Lösung besteht darin, die Temperatur innerhalb des Konverters durch darin erfolgendes Verbrennen geeigneter Brennstoffe (GB-PS 10 65 769) zu erhöhen, insbesondere des Kohlenmonoxyds, welches sich während des Frischprozesses bildet (G B- PS 9 34 112; G B- PS 9 33 414).

Jedoch ist gerade in einem stationären Konverter die feuerfeste Auskleidung größtenteils der intensiven Hitzeeinwirkung ausgesetzt, die bei der CO-Verbrennung erzeugt wird, und so wird diese in sehr kurzer Zeit verschlissen sein.

Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die in der Auskleidung absorbierte Hitze zu nutzen; so wurden öfen erfunden, die sich um ihre horizontale (GB-PS 9 33 414) oder subhorizontale (GB-PS 9 34 112) Achse drehen, wobei der Bereich des feuerfesten Futters, der nicht von der Schmelze bedeckt ist, durch die CO-Verbrennung überhitzt wird und dann infolge der Drehung des Ofens mit dem Metallbad in Berührung kommt und an dieses einen Teil der absorbierten Hitze abgibt. Diese Verfahrensweise zeigt — obwohl sie ziemlich verbreitet ist — noch erhebliche Nachteile auf Grund des Verschleißes des feuerfesten Materials, da dessen gesamte Oberfläche nacheinander den durch die Hitzeeinwirkung verursachten Beschädigungen, dem Schlackenangriff und dem Abrieb ausgesetzt ist, der infolge der Reibung zwischen dem fast stehenden Metallbad und der sich mitdrehenden Auskleidung entsteht. Aus diesen Gründen ist die durchschnittliche Lebensdauer der feuerfesten Zustellung dieser öfen gegenüber der eines konventionellen LD-Konverters erheblich kurzer. Auch wird die durch die Nachverbrennung des Kohlenmonoxyds erzeugte Wärme nur unwirtschaftlich genützt, da sie nicht direkt sondern lediglich indirekt über die Auskleidung in das Schmelzbad hineingelangt.

Um eine indirekte Erhitzung handelt es sich auch bei einem weiteren bekannten Verfahren (DT-OS 14 08 183), da die Nachverbrennung dort zur Erhitzung ^b5 feinkörniger, eingeblasener Zuschlagstoffe dient, welche anschließend in das Schmelzbad hineinfallen und ihre Wärme wieder abgeben. Neben der indirekten Erwärmung muß bei diesem Verfahren noch in Kauf genommen werden, daß ein Teil der Partikel mit den Rauchgasen abzieht und ein anderer Teil auf der Schlacke liegen bleibt. Der Wärmeinhalt dieser Partikel geht also dem Schmelzbad verloren.

Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, die Beschädigungen der Zustellung zu verringern. Zum Beispiel verwendet man einen mit hoher Geschwindigkeit um seine senkrechte Achse umlaufenden Konverter (FR-PS 12 07 464), der mit einem Abstichloch im Boden versehen ist. Eine Lanze dient dazu, ein Frischgas auf das an den vertikalen Wänden des Konverters dynamisch verteilte Schmelzbad aufzublasen, und zwar durch einen Düsensatz, der entlang einer Mantellinie der Lanze angeordnet ist. Letztere verläuft ihrerseits parallel zum Bad. Die Strahlen des so eingeblasenen Gases erzeugen eine intensive Durchmischung des Metalls mit der Schlacke und schaffen außerdem immer wieder eine neue Oberfläche, was die lokalen Temperaturen und die Entstehung braunen Rauches vermindert.

Bei Versuchen mit Dreh-Konvertern hat man bemerkt, daß die anderen zuvor erwähnten Vorteile maßgebend reduziert werden, wenn ein Teil des Konverterbodens unbedeckt bleibt und der direkten Einwirkung der Hitze und — in einer ringförmigen Zone — auch dem Angriff der Schlacke ausgesetzt wird, wie es beim Gegenstand der französischen Patentschrift der Fall ist. Tatsächlich wird der Teil der Auskleidung, der unbedeckt und damit ungeschützt bleibt, einem schnellen physikalischen Abbau ausgesetzt, so daß schon nach einer sehr geringen Anzahl von Schmelzen (und damit Hitzeeinwirkungen) die Arbeit unterbrochen und das feuerfeste Futter erneuert werden muß. Auch die hohe Drehzahl von bis zu 500 Umdrehungen/Min, — wie in der französischen Patentschrift offenbart — scheint für einen industriellen Konverter nicht optimal geeignet zu sein. Auch erwähnt jene Patentschrift nicht die Möglichkeit, das Bad durch solche Wärme, die nicht durch Frisch-Reaktionen erzeugt wird, zu erhitzen oder überhitzen.

Bei bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DT-PS 2 47 365) liegen die Verhältnisse hinsichtlich des Verschleißes der Auskleidung wesentlich günstiger, da das Schmelzbad ein unten geschlossenes Paraboloid bildet. Der Boden des Konverters wird also ständig vom Schmelzbad bedeckt und gegen schädliche Einwirkungen abgeschirmt. Hingegen eignet sich ein solches Verfahren nicht dazu, Sonder- und legierte Stähle schnell und wirtschaftlich herzustellen.

Es existiert also bisher kein Verfahren, das zum einen eine erhöhte Haltbarkeit der Konverterauskleidung gewährleistet und zum anderen die schnelle und wirtschaftliche Herstellung von Stählen hoher Qualität ermöglicht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren vorzuschlagen, das mit geringerem Verschleiß der Konverterzustellung arbeitet und die Herstellung von Sonderstählen in einer Art und Weise gestattet, die ihrer Ökonomie nach mit dem LD-Prozeß vergleichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze ohne Verwendung zusätzlicher Brennstoffe direkt erhitzt wird durch die an sich bekannte Verbrennung von bis zu 90% des beim Frischen entstehenden Kohlenmonoxyd unter Einblasen eines Sekundärstrahles aus oxydierenden Gasen in den Konverter, und daß

durch Ausrichten des Primärstrahles gegen die Schmelze der Hauptteil der Schlacke im unteren Teil des Rotationsparaboloids zurückgehalten wird.

Die Einblasung des Primärstrahles einerseits und das Sekundärstrahles andererseits gewährleistet einen schnellen Verlauf der Frischungs-Reaktionen und daher ein wirkungsvolles Erhitzen des Bades, ohne daß die feuerfeste Auskleidung gefährdet würde. Letztere wird nämlich sowohl über dem Boden, als auch praktisch über der gesamten vertikalen Wand von dem paraboloidför- |_O mig ausgebildeten Schmelzbad abgeschirmt.

Die Schlacke, die leichter als das flüssige Metall ist und dementsprechend zum Aufsteigen an der Oberfläche des Paraboloids neigt, wird durch die Ausrichtung des Primärstrahles daran gehindert, sich im oberen Bereich des Paraboloids anzuhäufen. Sie wird vielmehr dazu gezwungen, sich mit ihrem Hauptteil im unteren Bereich anzusammeln. Auf diese Weise ist in denjenigen Bereichen, in denen die oxydierenden Gase auf die Schmelze auftreffen, immer eine ausreichende Schlakkeschicht vorhanden. Der Frischungs-Prozeß kann also durch ein Fehlen der Schlacke nicht verlangsamt werden. Abgesehen davon besteht nicht mehr die Gefahr, daß die Schlacke zu einem erhöhten Verschleiß des oberen Auskleidungsbereiches beiträgt. Der obere Bereich des Schmelzbades wird von dem Restteil der Schlacke von einer dünnen Schicht und/oder Gischt bedeckt.

Gegebenenfalls kann man das oxydierende Gas des Primärstrahles mit einem Inertgas, wie etwa Argon, Stickstoff od. dgl., mischen, und zwar in einer Menge, die bis zum Doppelten der Menge an Sauerstoff oder oxydierendem Gas beträgt.

Im Hinblick auf die Ausbildung des paraboloidförmigen Schmelzbades spielt die Drehzahl des Konverters eine kritische Rolle, und zwar sowohl im Hinblick auf den Ablauf des metallurgischen Prozesses, als auch im Hinblick auf den Schutz der feuerfesten Auskleidung. Dementsprechend ist der Konverter vorzugsweise mit Vorrichtungen zum schnellen Variieren seiner Drehzahl und zum Umschalten der Drehrichtung ausgestattet.

Auf Grund der Tatsache, daß bei der Nachverbrennung bis zu 90% des beim frischen entstehenden Kohlenmonoxyds erfaßt werden, wird eine entsprechend große Wärmemenge frei. Damit bietet sich die vorteilhafte Möglichkeit, den Konverter mit kaltem, nicht vorerhitztem Material in Mengen von sogar über 50% der Gesamtbeschickung zu füllen, und zwar ohne die Notwendigkeit, zusätzlichen Brennstoff einzuführen.

Das Ansteigen des Bades entiang den Wänden des Konverters kann ferner dazu ausgenutzt werden, die Menge des Einsatzes zu vergrößern. Vorzugsweise liegt das Füll-Verhältnis des Konverters — ausgedrückt als Verhältnis zwischen dem gesamten Innenvolumen des Konverters (m³) und dem Einsatzgewicht (t) — unter 0,40. Zum Vergleich sei angegeben, daß dieses Verhältnis bei stationären, vertikalen Konvertern zwischen 0,8 und 1,0 liegt. Die nach der Erfindung mögliche Erhöhung des Einsatzes verhindert nicht, daß Frischungszeiten eingehalten werden können, die innerhalb des konventionellen LD-Prozesses liegen.

Das Ansteigen des Bades auf Grund der Zentrifugalwirkung muß in der Tat so groß sein, daß der Primär-Strahl daran gehindert wird, die Auskleidung des Konverters zu erreichen, und gleichzeitig darf sie nicht so groß sein, daß sie die Entwicklung von unbeeinflußten Zonen fördert, die wenig oder gar nicht an den Frischungs-Reaktionen beteiligt sind. Die Drehzahl sollte so gewählt werden, daß sie die Bildung eines Paraboloids zuläßt, bei dem das Verhältnis von Höhe zu innerem Durchmesser des Konverters zwischen 0,7 und 1,5 liegt.

Vorteilhafterweise werden Operationen wie die Entschlackung und/oder des Oxydation und/oder Legierung am Ende des Frischens ohne weitere Wärmezufuhr durchgeführt. Die durch die Nachverbrennung erzeugte Wärme reicht also aus, das Schmelzbad entsprechend zu überhitzen, sofern der gewünschte Überhitzungseffekt bei der Menge an kaltem Einsatz berücksichtigt wird.

Es wurde gefunden, daß die optimale Entwicklung der Frischungs-Reaktionen davon abhängig ist, an welcher Stelle der Primärstrahl auf das Bad auftrifft. Bei industriellen Konvertern hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß der die Schlacke auf den Boden des Paraboloids herunterdrückende Primärstrahl die Oberfläche des geschmolzenen Metalibades in einer Radialdistanz von der Mittellinie des Konverters trifft, die bei 10 bis 40% des Konverter-Innendurchmessers liegt.

Infolge dieses besonderen Aufblasvorganges werden an der Oberfläche des Paraboloids und über dem Auftreffpunkt bestimmte Strömungen gebildet, die direkt gegen den Auftreffpunkt gerichtet sind und so die unter der Wirkung der Fliehkraft erfolgende Aufwärtsbewegung der Schlacke hemmen; 'unterhalb dieses Auftreffpunktes hält die Kraft des Strahls die Schlacke im Scheitelpunkt des Paraboloids zurück; die Drehgeschwindigkeit ist so gewählt, daß mit Sicherheit jeder Punkt des Paraboloids unter den Primär-Strahl zu liegen kommt, ehe die Schlacke wesentlich über den Auftreffpunkt hinaus steigen kann. So wird ein wirksames Durchrühren der Schlacke mit dem Schmelzbad und damit eine konsequente Verbesserung des Frischens erzielt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Primärstrahl durch eine Lanze zugeführt wird, die mit einer einzelnen vertikalen Düse ausgerüstet, vertikal und horizontal justierbar und außerhalb der Mitte des Konverters mit einer Exzentrizität angeordnet ist, die 10 bis 40% des Innendurchmessers des Konverters ausmacht, und außerdem eine Entfernung zwischen dem Auftreffpunkt des Primärstrahls auf die Oberfläche der Metallschmelze und dem Kopf der Lanze aufweist, die zwischen IS und 65% des Innendurchmessers des Konverters ausmacht.

Alternativ dazu besteht die ebenfalls bevorzugte Möglichkeit, daß der Primärstrahl durch eine Lanze eingebracht wird, die vertikal verstellbar und mit einer oder mehreren Düsen versehen ist, deren Achse relativ zur Längsachse im Winkel von 15 bis 45% geneigt ist, wobei diese Lanze in zentraler Lage und in einer Entfernung angeordnet ist, die zwischen dem Auftreffpunkt des Primärstrahls auf die Oberfläche der Metallschmelze und dem Kopf der Lanze liegt und 18 bis 65% des Innendurchmessers des Konverters beträgt.

Vorteilhafterweise wird >äer Sekundär-Strahl in den Konverter in der Weise eingeführt, daß er die feuerfeste Auskleidung oder die Oberfläche der Schmelze nicht direkt trifft. Dies geschieht insbesondere dadurch, daß der Sekundärstrahl durch Düsen eingebracht wird, die einen Durchmesser haben, der zwischen '/so und ¹A50 der Entfernung von den Düsen zur Schmelze variiert.

Falls der Primär-Strahl durch eine außerhalb der Mitte angeordnete Lanze eingeblasen wird, so ist es besonders vorteilhaft, daß der Sekundär-Strahl durch

eine zweite Lanze eingeführt wird, die vertikal und horizontal einstellbar ist und deren Exzentrizität von 0 bis zu der der ersten Lanze variierbar ist, wobei die zweite Lanze eine oder mehrere Düsen hat und in den Konverter bis zu einer Tiefe nach unten geführt wird, die, gemessen von der Konvertermündung, 10 bis 40% des Innendurchmessers des Konverters ausmacht.

Bläst man hingegen den Primärstrahl durch eine zentrale Lanze ein, so ist es vorzuziehen, daß der Sekundärstrahl durch Zusatzdüsen, die um den Umfang der Lanze sitzen, derart eingebracht wird, daß er im Hinblick auf die Achse der Lanze im Winkel von 10 bis 30° geneigt und im Innern des Konverters in einer Entfernung von der Konvertermündung liegt, die zwischen 10 und 40% des Innendurchmessers des Konverters beträgt. Auch besteht beim Aufblasen des Primär-Strahls durch eine zentrale Lanze die Möglichkeit, daß der Sekundär-Strahl durch zusätzliche Düsen eingebracht wird, die um den Umfang der Lanzenspitze in einer Entfernung von deren Ende sitzen, die weniger ao als 2 Durchmesser der Lanze ausmacht.

Für den Fall, daß das Aufblasen des Primärstrahls durch eine zentrale Lanze erfolgt, besteht erfindungsgemäß die weitere Möglichkeit, daß der Sekundär-Strahl durch eine zweite, vertikal und horizontal einstellbare »5 sowie exzentrische Lanze mit einer oder mehreren Düsen eingebracht wird, wobei die Exzentrizität zwischen 10 und 40% des Innendurchmessers des Konverters variiert und wobei die Düsen in den Konverter bis zu einer Tiefe eingeführt werden, die, von der Konverteröffnung gemessen, zwischen 10 und 40% des Innendurchmessers des Konverters beträgt.

Vorzugsweise beträgt die Durchflußmenge des Sekundär-Strahles 40 bis 100% der Durchflußmenge des Primär-Strahls, wobei der Durchfluß des Sekundär-Strahls während des Prozeßverlaufes — unabhängig von dem des Primär-Strahls — von 0 bis zum optimalen Wert einstellbar ist.

Um den Verschleiß der Konverterauskleidung auf einem Minimum zu halten, sorgt man dafür, daß zwischen dem Bad und dem Konverter während der Drehung keine Relativbewegungen auftreten.

Das durch die Verbrennung von CO entstandene Überhitzen wirkt sich derart aus, daß ein Zusatz von Schlacke-Flußmitteln überflüssig wird, und außerdem gestattet es — am Ende des Frischungsprozesses — noch die Durchführung anschließender Stufen der Schlackenentfernung, außerdem ein Reinigen und Legieren. Auf diese Weise erhält man in kurzer Zeit und ohne nachträgliche Wärmezufuhr ein hochgradiges Produkt, welches durch Prozesse mit gleicher Dauer nicht erzielt werden kann und vergleichbar oder besser ist als diejenigen Produkte, die in weit längeren Zeiten mit dem Elektroofen erzeugt werden. Außerdem bewirkt der Umstand, daß ein Teil der Oberfläche des Bades nur mit einer dünnen Schlackeschicht bedeckt ist, schneller und wirksamer ein Überhitzen des Bades.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist aslo außerordentlich flexibel: Es kann nicht nur in Anlagen angewendet werden, in denen nur spärliche Mengen an Roheisen verfügbar sind, sondern auch dort, wo das flüssige Roheisen sowohl hohe Mengen an Schwefel und Phosphor als auch an anderen oxydierbaren Verunreinigungen enthält. Auch in diesem Falle bringt das erfindungsgemäße Verfahren das Frischen auf Werte. welche durch irgendein anderes Verfahren — zumal in vergleichbar kurzen Zeiten— nicht erzielbar sind.

Um die Vorteile der Erfindung näher zu erläutern.

folgen nachstehend: eine Tabelle 1, die die Daten von einigen ausgeführten Schmelzen zusammenfaßt, einige Beispiele des Verfahrens sowie eine Tabelle 2, die den Aufwand an feuerfestem Material zeigt, wobei als Beispiel einige Durchschnittsresultate zusammen mit bevorzugten Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden.

Tabelle 1 zeigt die Daten von bestimmten Schmelzen, ausgewählt aus denjenigen Gruppen von Schmelzen, die zum Testen verschiedener Aufblasmethoden ausgeführt wurden.

Kolonne 1 zeigt die Daten von einer der ersten Schmelzen, die ausgeführt wurden, um die Richtigkeit und Eichung des Prozesses zu ermitteln und bei denen nur Primär-Sauerstoff eingeblasen wurde.

Die Kolonnen 2, 3, 4 und 5 zeigen die Daten von Schmelzen, die stattfanden unter Aufblasen auch von Sekundär-Sauerstoff. Dabei sind zwei Lanzen mit variabler Exzentrizität und Eintauchtiefe in den Konverter verwendet worden.

Die Kolonnen 6, 7 und 8 zeigen die Daten von Schmelzen, die unter Aufblasen von Sekundär-Sauerstoff ausgeführt wurden und unter Verwendung einer einzelnen Lanze, die aus verschiedenen Düsen sowohl Primär- als auch Sekundär-Sauerstoff liefert.

Sn den Schmelzen 1.2.3.5 und 7 wurden nachträglich alle möglichen Zusätze an Eisenlegierungen in der Pfanne ausgeführt.

in den Schmelzen 4, 6 und 8 ist in dem Konverter Fe-Si zugeschlagen worden.

Beispiel 1

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schmelze 5 gemäß Tabelle 1, Bei dieser Schmelze ist die Wirksamkeit des Prozesses sowohl vom Standpunkt des Frischens als auch der End-Ausbeute geprüft worden. Es fielen folgende Arbeitsgänge an:

1. Beschicken mit einem Teil des Kalkes (etwa ²/s der Gesamtmenge), dann mit Schrott, flüssigem Roheisen und zum Schluß mit weiteren ²te an Kalk in der Reihenfolge,

2. Start der Konverterdrehung,

3. Absenken der Haupt-Lanze und Aufblasen bei Niederdruck,

4. gleichzeitige Stabilisierung der Umdrehungsgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert,

5. Durchmischung zur Entphosphorung, Ersetzung der Schlacke.

6. Inbetriebnahme der Haupt-Lanze. Die Haupt-Lanze wird in die Betriebsstellung gesenkt und das Aufblasen des Haupt-Sauerstoffstromes hat der berechneten Gang erreicht,

7. Entkohlungsbeginn und Zuschlag der Rest-Kalk menge,

8. Einstellen der Sekundär-Lanze und Anblasen de Sekundär-Sauerstoffstromes.

9. Aufblasen des Sekundär-Sauerstoffstromes b« dem berechneten Gang,

10. Aufheben der Sekundär-Lanze, Durchfluß de Sekundär-Sauerstoffstromes auf Null,

11. Abbrechen des Aufblasens des Haupt-02-Stromes

12. gleichzeitiges Aufheben der Primär-Lanze ur Beginn zum Anhalten des Konverters.

13. kurze Durchmischung,

14. Konverter gestoppt; Schrägstellen des Konvertci Temperaturmessung und Probenahme aus Bad ui Schlacke,

15. Kippen des Konverters und Abstich.

609 515/3

ίο

Während des Versuches gab es in den ersten Minuten des Aufblasens einen leichten Konverterauswurf.

Der Primär-Sauerstoff wurde durch eine exzentrische Lanze mit einer Düse aufgeblasen, und der Sekundär-Sauerstoff wurde ebenfalls durch eine exzentrische Lanze, jedoch mit zwei Düsen mit einem Durchmesser von 32 mm, aufgeblasen. Das prozentuale Verhältnis zwischen Sekundär- und Primär-Ch-Menge betrug 100.

Wie in der Tabelle gezeigt, ist das Verhältnis zwischen dem End- und Anfangs-Schwefelgehalt 0,33, und das Verhältnis zwischen dem End- und Anfangs-Phosphorgehalt beträgt etwa 0,062.

Der Sauerstoff- und Stickstoffgehalt des erhaltenen Stahls liegt unter 0,001%. Die Ausbeute an Eisen betrug 93,6%.

Ein Durchmischungszyklus besteht im Anlassen des Konverters, um die berechnete Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen, dann im Anhalten des Konverters, im anschließenden Starten im entgegengesetzten Sinne und zum Schluß im abermaligen Anhalten.

Beispiel 2

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schmelze 6 der Tabelle 1.

Diese Schmelze — eine der ersten, die mit einer einfachen Lanze und der Einführung von Primär- und Sekundär-Ch — ausgeführt wurde — hatte das Ziel, das Entschwefelungsvermögen zu ermitteln. Zu diesem Zweck wurde flüssiges Roheisen mit sehr hohem Schwefelgehalt und eine kleine Menge Schrott aufgegeben. Die betriebliche Folge war mit der im Beispiel 1 gezeigten identisch, abgesehen von der Tatsache, daß die Durchmischung und die Schlacken-Entnahme gemäß Punkt 5 nicht durchgeführt wurden und daß nach Stufe 12 folgende Arbeitsvorgänge ausgeführt wurden: 13. Anhaltendes Konverters, Kippen,Temperaturmessung und Probeentnahme von Schlacke und Stahl, 14. Umstellen des Konverters in vertikale Lage, Entschlacken mit zwei Durchmischungszyklen,

15. Zuschlag von Desoxydationsmitteln und Kalk,

16. zwei Durchmischungszyklen,

17. Kippen des Konverters, Messen der Temperatur ίο und Probeentnahme von Schlacke und Stahl und

18. Abstich.

Die einzelne Lanze — in axialer Stellung — hatte zum Zuführen von Primär-Ch zwei Düsen und zum Zuführen von Sekundär-02 sechs Düsen. Die »Sekundär«-Düsen wurden in dem Konverter in einer Tiefe angeordnet, die 20% des Durchmessers des Konverters entspricht, und ihr Durchmesser war 0,6% der Entfernung der Düser vom Metallbad.

Das Verhältnis End- zu Anfangs-Schwefelgehall betrug 0,089, während dann, als keine Entphosphorung erfolgte, das Verhältnis End- zu Anfangs-Phosphorgehalt 0,33 betrug.

Der gewonnene Stahl hatte einen Gehalt an 0,009% Sauerstoff und an 0,010% Stickstoff. Infolge der relativ kleinen Kapazität des verwendeter Konverters und auf Grund eines erheblichen Konverterauswurfes sowie verschiedener Stufen zur Schlakkenzersetzung lag die Ausbeute an Eisen bei 88,5%.

Die Tabelle 2 zeigt den Verschleiß an feuerfesten-Material nach 50 nicht kontinuierlichen Schmelzen.

Als feuerfestes Material diente gestampfte Dolomit-Stampfmasse; ihr Verschleiß war geringer als üblicher weise.

Tabelle 1	Schmelze	Nr.	3	4	5	6	7	8
	1	2
Prozentuale Zusammensetzung des			65	83	71	83	56	80
Einsatzes	83	74	30	13	25	13	40	14
Flüssiges Roheisen	13	22	5	4	4	4	4	6
Schrott	4	4
Kalk
Prozentuale Zusammensetzung des			3,6	3,6	3,6	3,32	3,6	3,4
flüssigen Roheisens	3,6	3,5	1,01	0,56	0,62	0,62	0,48	0.84
C	0,49	0.75	0,84	0,87	0,72	0,64	0,61	0.70
Si	0,64	0,85	0,15	0,13	0,16	0,16	0,09	0.11
Mn	0,10	0,11	0,054 1364	0,045 1370	0,079 1366	0,112 1370	0,063 1373	0,033 1371
P	0,032 1405	0,057 1370
S Temperatur ("C)			15	20	25
Charakteristiken des Primär-Aufblasens	30	20	20	25	25	25	40	60
Exzentrizität/Konverter-Durchmesser (%)	25	40
Höhe, Konverter-Durchmesser (%)			10	20	20
Charakteristiken des Sekundär-Aufblasens	—	0	15	20	30	20	25	15
Exzentrizität/Konverter-Durchmesser (%)	—	50	2	2	2	f.		6
Tiefe, Konverter-Durchmesser (%)	—	4	3,2	3,2	3.2	0,4	0.6	0.8
Zahl der Düsen	—	0,6	100	100	100	100	77	100
Düsen-Durchmesser/Badentfernung in (%)	—	61
Menge an Sekundär-Ch/

Menge an Primär-Ch in (%)
Verhältnis von verbr. CO/erzeugtem
Co in (%)

54

64

43

Fortsetzung

Schmelze Nr. 1 2

Gesamt-Ch-Vcrbrauch in NmVt Stahl

Aufblas-Dauer in Minuten

Entschlackung und anschließende Durchmischung

Zahl der Zyklen

Aufblas-Dauer/Arbeitsdauer in (%)

51

19

44

15

58

15

Endzusammensetzung des Stahls nach dem Abstich in (%)

C 0,14 0,16 0,08 0,40

Mn 0.28 0.29 0,09 0.19

Si spuren- spuren- spuren- 0,25

weise weise weise

P 0,022 0,021 0,005 0,029

S 0.022 0,035 0,016 0,004

Ch - - - 0,0065

- - - 0,010

Temperatur (⁰C) 1660 1625 1590 1632

Eisen-Ausbeute

94,8

95.2

94,0

Schlackenzusammensetzung am Endpunkt des Aufblasens

Fe insgesamt 17.2

Basizitäts-Index 3,4

49

22

53,6 -

46

14

—	4	—	4
—	52	—	52
0,16	0,37	0,09	0,50
0,14	0.35	0.13	0.22
spuren	0,17	spuren	0,26
weise		weise
0.010	0,053	0,009	0,03
0,026	0,01	0.026	0,02
—	0.0091	_	_
—	0,0080	—	—
1615	1621	1620	1641

93,6

88,5

92,9

12,5	26.1	20.0	21.6	10,5	23,1	14.
3,5	5.2	5,0	4,7	2,6	4.8	3.3

Tabelle 2

Entfernung von Mündung — gesamte nutzbare Höhe des Konverters in %

0 7 11 14 17 21 25 29 32 36 39 43 46-65

Stärke des abgetragenen, feuerfesten Materials/Gesamt-Stärke in %

32.5 25 22 25 24 20 20 18 15 10 10 1 0

68-74

77-100

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Stahlerzeugung in einem senkrechten Konverter, der sich um seine vertikale Achse dreht, durch Aufblasen von oxydierenden Gasen, insbesondere technisch reinem Sauerstoff auf eine Schmelze, die aus flüssigem Roheisen, Eisenoder Stahlschrott und/oder Roheisenmasseln, Flußmitteln und gegebenenfalls Eisenerz besteht und dynamisch durch die Rotation gewölbt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze ohne Verwendung zusätzlicher Brennstoffe direkt erhitzt wird durch die an sich bekannte Verbrennung von bis zu 90% des beim Frischen entstehenden Kohlenmonoxyds unter Einblasen eines Sekundär-Strahles aus oxydierenden Gasen in den Konverter, und daß durch Ausrichten des Primär-Strahles gegen die Schmelze der Hauptteil der Schlacke im unteren Teil des Rotationsparaboloids zurückgehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter mit Vorrichtungen zum schnellen Variieren seiner Drehzahl und zum Umschalten der Drehrichtung ausgestattet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter mit kaltem, nicht vorerhitztem Material in Mengen von sogar über 50% der Gesamt-Beschickung gefüllt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füll-Verhältnis des Konverters — ausgedrückt als Verhältnis zwischen dem gesamten Innen-Volumen des Konverters (in m³) und dem Einsatzgewicht (t) — unter 0,40 liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Operationen wie die Entschlackung und/oder Desoxydation und/oder Legierung am Ende des Frischens ohne weitere Wärmezufuhr durchgeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schlacke auf den Boden des Paraboloids herunterdrückende Primär-Strahl die Oberfläche des geschmolzenen Metallbades in einer Radialdistanz von der Mittellinie des Konverters trifft, die bei 10 bis 40% des Konverter-Innendurchmessers liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär-Strahl durch eine Lanze zugeführt wird, die mit einer einzelnen vertikalen Düse ausgerüstet, vertikal und horizontal justierbar und außerhalb der Mitte des Konverters mit einer Exzentizität angeordnet ist, die 10 bis 40% des Innendurchmessers des Konverters ausmacht, und außerdem eine Entfernung zwischen dem Auftreffpunkt des Primär-Strahls auf die Oberfläche der Metallschmelze und dem Kopf der Lanze aufweist, die zwischen 18 und 65% des Innendurchmessers des Konverters ausmacht.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär-Strahl durch eine Lanze eingebracht wird, die vertikal einstellbar und mit einer oder mehreren Düsen versehen ist, deren Achse relativ zur Lanzenachse im Winkel von 15 bis 45% geneigt ist, wobei diese Lanze in zentraler Lage und in einer Entfernung angeordnet ist, die zwischen dem Auftreffpunkt des Primär-Strahls auf die Oberfläche der Metallschmelze und dem Kopf der Lanze liegt und 18 bis 65% des Innendurchmessers des Konverters beträgt.

9 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundär-Strahl in den Konverter in der Weise eingeführt wird, daß er die feuerfeste Auskleidung oder die Oberfläche der Schmelze nicht direkt trifft.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundär-Strahl durch Düsen eingebracht wird, die einen Durchmesser haben, der zwischen ¹Ao und Vi50 der Entfernung von den Düsen zur Schmelze variiert.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundär-Strahl - falls der Primär-Strahl durch eine außerhalb der Mitte angeordnete Lanze eingeblasen wird - durch eine zweite Lanze eingeführt wird, die vertikal und horizontal einstellbar ist und deren Exzentrizität von 0 bis zu der ersten Lanze variierbar ist, wobei die zweite Lanze eine oder mehrere Düsen hat und in den Konverter bis zu einer Tiefe nach unten geführt wird, die, gemessen von der Konverter-Mündung, 10 bis 40% des Innendurchmessers des Konverters ausmacht.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufblasen des Primär-Strahls durch eine zentrale Lanze der Sekundär-Strahl durch Zusatz-Düsen, die um den Umfang der Lanze sitzen, derart eingebracht wird, daß er im Hinblick auf die Achse der Lanze im Winkel von 10 bis 30° geneigt und im Innern des Konverters in einer Entfernung von der Konverter-Mündung liegt, die zwischen 10 und 40% des Innendurchmessers des Konverters beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufblasen des Primär-Strahls durch eine zentrale Lanze der Sekundär-Strahl durch zusätzliche Düsen eingebracht wird, die um den Umfang der Lanzenspitze in einer Entfernung von deren Enden sitzen, die weniger als zwei Durchmesser der Lanze ausmacht.

14. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufblasen des Primar-Strahls durch eine zentrale Lanze der Sekundär-Strahl durch eine zweite, vertikal und horizontal einstellbare sowie exzentrische Lanze mit einer oder mehreren Düsen eingebracht wird, wobei die Exzentrizität zwischen 10 und 40% des Innendurchmessers des Konverters variiert und wobei die Düsen in den Konverter bis zu einer Tiefe eingeführt werden, die, von der Konverteröffnung gemessen, zwischen 10 und 40% des Innendurchmessers des Konverters beträgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des Sekundär-Strahles 40 bis 100% der Durchflußmenge des Primär-Strahls beträgt, wobei der Durchfluß des Sekundär-Strahles während des Prozeßverlaufes von 0 bis zum optimalen Wert einstellbar ist.