DE2238316A1 - METHOD OF BUBBLING A METAL MELT WITH THIS IMMERSED THEM - Google Patents
METHOD OF BUBBLING A METAL MELT WITH THIS IMMERSED THEMInfo
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Description
or.-;.,·',. R. Rfr- r ,:; τ. 310-19-l89P 3- August 1972or .-;., · ',. R. Rfr- r,:; τ. 310-19-189P August 3, 1972
Verfahren zum Durchblasen einer Metallschmelze mittels darin eingetauchter DüsenMethod for blowing through a molten metal by means of nozzles immersed therein
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchblasen eines oxydierenden Gases, z. B. reinen Sauerstoffes, durch eine Schmelze zu frischenden Metalls mittels darin eingetauchter Düsen. Dieses Verfahren soll im Oxydations- und Aufheizungsbereich wirken und insbesondere beim Frischen einer Eisen- oder Stahlschmelze den roten oder braunen Eisenoxydraudiverringern oder sogar praktisch verhindern.The invention relates to a method for blowing an oxidizing gas, e.g. B. pure oxygen by a melt to be refined metal by means of nozzles immersed in it. This process should be used in the oxidation and Heat up area act and especially when freshening an iron or steel melt, or even practically prevent the red or brown iron oxide fractions.
Die Entwicklung dieses Eisenoxydrauches hat zwei Nachteile; The development of this iron oxide smoke has two disadvantages;
a) Sie verschmutzt die Umgebungsluft, .a) It pollutes the surrounding air,.
b) sie ergibt einen Verlust an Eisen.b) it results in a loss of iron.
Bei den bekannten Verfahren zum Durchblasen einer Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen erfolgt dieIn the known method for blowing through a molten metal by means of nozzles immersed in it, the
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Entwicklung dieses Eisenoxydrauches in den herkömmlichen Bessemer- oder Thomas-Konvertern, in; geringem MaBe beim Blasen mit gewöhnlicher Luft, aber in beträchtlichem Maße beim Blasen mit sauerstoff-angereicherter Luft.Development of this iron oxide smoke in the conventional Bessemer or Thomas converters, in; small amount at Blowing with ordinary air, but to a considerable extent when blowing with oxygen-enriched air.
In jüngerer Zeit sind Verfahren zum Blasen mit reinem Sauerstoff durch den Konverterboden bekanntgeworden, bei denen die Abnutzung der Düsen dadurch verzögert wird, daß an ihrem Umfang, vom Blasstrahl getrennt, ein Schutzfluid eingeblasen wird; auch diese Verfahren entwickeln sehr viel Eisenoxydrauch.More recently, methods for blowing pure oxygen through the converter base have become known which the wear of the nozzles is delayed by the fact that on their circumference, separated from the blow jet, a protective fluid is blown in; these processes also develop a great deal of iron oxide smoke.
Bei den verschiedenen Arten des Blasens durch eingetauchte Düsen besteht ein bekanntes Mittel, die Menge des ausgeworfenen Eisenoxydrauches zu verringern, darin, dem oxydierenden Gas oder dem Sauerstoff des Haupt-Blasstrahls ein kühlendes, vorzugsweise durch endotherme Dissoziation kühlendes Gas wie z. B. Wasserdampf beizumischen. Aber die Erfahrung zeigt, daß man, um den Eisenoxydrauch in einem in der zweifachen Hinsicht auf die Umweltluft-Verschmutzung und auf den Eisenverlust befriedigenden Ausmaß zu verringern, beträchtliche Mengen dem Sauerstoff beigemischten KUhlgases einblasen muß, und dann wird die Wärmebilanz der Umwandlung von Eisen in Stahl viel ungünstiger.In the various types of submerged nozzle blowing, a known mean is the amount of the to reduce the iron oxide smoke ejected, in the oxidizing gas or the oxygen of the main jet a cooling gas, preferably cooling by endothermic dissociation, such as. B. to mix in steam. but Experience shows that to avoid iron oxide smoke in one in two respects to environmental air pollution and to reduce iron loss to a satisfactory level, added substantial amounts to the oxygen Has to blow cooling gas, and then the heat balance of the transformation of iron into steel becomes much less favorable.
Wenn man die vorerwähnte Lösung wegen des Nachteils, daß ihre Wärmebilanz schlecht ist, und wegen anderer damit verbundenen. Nachteile ausscheidet, dann bleibt nur übrig, den Konverter mit einer Einrichtung zum Einfangen und Entstauben des Rauches auszurüsten, und das erfordert beträchtliche Anlagekosten.Taking the aforementioned solution because of the disadvantage that its heat balance is poor and because of others with it connected. Disadvantages are eliminated, then all that remains is to equip the converter with a device for collecting and dedusting the smoke, and this requires considerable Investment costs.
Die Erfindungsaufgabe 1st, die Bildung von Oxydrauoh^derThe task of the invention is the formation of oxide layers
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beim Durchblasen einer zu frischenden Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen anfällt, beträchtlich zu verringern oder gar zu verhindern.when blowing through a molten metal to be freshened by means of nozzles immersed therein, to be reduced considerably or even to prevent it.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Durchblasen einer Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,daß (Vermerk für Anmelderin: Hier müßte u.E. nicht der in der Anmeldungsbeschreibung, Seite 2, Zeile £o,bis Seite 5, Zeile 4, angegebene Wortlaut,der ja dem ursprünglichen, nicht mehr gültigen Anspruch 1 gleicht, folgen, sondern das Kennzeichen des mit dem Briefe vom 23.6. uns übersandten Anspruches 1,The invention thus relates to a method for blowing through a molten metal by means of nozzles immersed therein. The invention is characterized in that (note for the applicant: In our opinion, the one in the application description, Page 2, line £ o, to page 5, line 4 Wording, which is the original, no longer valid Claim 1 is the same, follow, but the identifier of the letter dated 23.6. Claim 1 sent to us,
(Weiterer Vermerk für· Anmelder in: Auch der Text der Beschreibung, Seite 3, Zeilen 5-13* der ja den ursprünglichen, nicht mehr gültigen Ansprüchen 1-7 folgt* sollte u.E. ersetzt werden durch einen Wortlaut, der den nunmehr gültigen, neuen Ansprüchen 2-7 folgt. Wir schlagen daher statt seiner den folgenden Text vor):(Further note for Applicants in: Also the text of the description, Page 3, lines 5-13 * of yes the original, Claims 1-7 that are no longer valid follow * should in our opinion be replaced by a wording that reflects the now valid, new claims 2-7 follows. We therefore propose the following text instead):
Der erste Strahl kann aus Druckwasser öder aus einem Trägergas mit darin schwebendem zerstäubtem Wasser oder aus einer chemisch reduzierenden Flüssigkeit bestehen.The first jet can consist of pressurized water or a carrier gas with suspended atomized water or a chemically reducing liquid.
Die chemisch reduzierende Flüssigkeit kann Kohlenstoff enthalten. The chemical reducing liquid can contain carbon.
Diese kohlenstoffhaltige Flüssigkeit kann Heizöl oder sie kann Wasser oder Heizöl mit darin schwebendem, pulverförmiger, festem Kohlenstoff sein. · This carbonaceous liquid can be fuel oil or it can be water or fuel oil with powdery, solid carbon suspended in it. ·
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(Vermerk für Anmelderin: Von hier an, also von Seite 3, Zeile 14, an folgen wir genau dem Text der Beschreibung).(Note for the applicant: From here on, i.e. from page 3, Line 14, on we follow exactly the text of the description).
Einer der Hauptvorteile der Erfindung ißt, daß die Verminderung oder Verhinderung des roten Rauches mit verhältnismäßig kleinen Mengen an Erst-Fluid erreicht wird. Erstens nämlich wirkt dieser Erststrahl genau im Herzen des Bereiches der Aufheizung, die durch den Zweitstrahl, das oxydierende Gas, vor der Mündung der Düse entsteht; und zweitens übt der Erststrahl auf diesen Zweitstrahl hinterOne of the main advantages of the invention is that the reduction or prevention of red smoke with relative eats small amounts of first fluid is achieved. First of all, this first ray works right in the heart the area of the heating created by the second jet, the oxidizing gas, in front of the mouth of the nozzle; and secondly, the first ray exercises on this second ray behind
stromabwärtsdownstream
der DüsenmUndung/eine Erweiterungs-Wirkung aus und bewirkt so eine Vergrößerung des Aufheizungsbereiches, also dank der Verteilung dieses Bereiches auf ein größeres Volumen der Masse der Metallschmelze eine Verringerung der Höchsttemperatur. the nozzle orifice / an expansion effect and thus causes an enlargement of the heating area, i.e., thanks to the distribution of this area over a larger volume of the mass of the molten metal, a reduction in the maximum temperature.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der Jedoch nur dann erzielt wird, wenn der Erststrahl ein chemisch reduzierendes Fluid ist, besteht darin, daß dieses eine reduzierende Wirkung auf die im Aufheizungsbereich vorhandenen Oxyde ausübt und daß, wenn der reduzierende Bestandteil in vom Erststrahl herangebrachtem Kohlenstoff besteht, die Reduktion der Oxyde ein warmeverbrauchender Vorgang ist. So wird bei z. B. als Heizöl eingebrachtem Kohlenwasserstoff die KUhI-w irkung im Herzen des Aufheizungsbereiches einerseits von Kracken der Kohlenwasserstoffmoleküle und andererseits von der wärmezehrendeη Reduktion der Oxyde^wie ζ. Β. des Eisen,·,Mangan-, Silizium-Oxyds usw., durch den beim Kracken entstandenen Kohlenstoff hervorgerufen, und dies mitten im Aui'heizungsbereich, genau dort, wo die hohe Temperatur die Reduktion der verschiedenen Oxyde durch den Kohlenstoff begünstigt.Another advantage of the invention, however, only then is achieved when the first jet is a chemically reducing one Fluid is that this has a reducing effect on the oxides present in the heating area and that if the reducing component is first-jet brought carbon, the reduction the oxide is a heat consuming process. So is at z. B. hydrocarbon introduced as heating oil, the KUhI-w effect in the heart of the heating area on the one hand from cracking the hydrocarbon molecules and on the other hand from the heat-consumingη reduction of the oxides ^ like ζ. Β. of Iron, ·, Manganese, Silicon Oxide, etc., by the cracking produced carbon, and this in the middle of the Aui'heizungsbereich, exactly where the high temperature the reduction of the various oxides favored by the carbon.
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Die Wirkung des Erst-Fluids ist also sehr großj und daher sind die nötigen Mengen dieses Erst-Fluids verhältnismäßig klein und für die Wärmebilanz der Umwandlung weniger schädlich als die bekannten Verfahren, welche mit Mischungen wie z. B. Sauerstoff und Wasserstoff arbeiten. So ist, wenn phosphorreiches Roheisen, sogenanntes Thomaseisen, durch Sauerstoff-Blasen von unten gefrischt werden soll, der außer dem Üblichen Kalk-Zusatz notige Kühlschrott-Zusatz (für einen Konverter von 20 t)The effect of the first fluid is therefore very great and therefore the necessary quantities of this primary fluid are relatively small and less harmful to the heat balance of the conversion than the known methods, which with mixtures such. B. Oxygen and hydrogen work. So is when Phosphorus-rich pig iron, so-called Thomaseisen, through Oxygen bubbles should be refreshed from below, the necessary cooling scrap additive in addition to the usual lime additive (for a converter of 20 t)
-120 kg je Tonne Roheisen beim Blasen eines Gemisches aus gleichen Rauinteilen Sauerstoff und Wasserstoff durch Thomasbirnen-Düsen mit einfacher Zufuhr, wobei sehrjwenig Oxydrauch entsteht,--120 kg per ton of pig iron when blowing a mixture of the same rough parts oxygen and hydrogen through Thomas pear nozzles with a simple supply, whereby very little oxide smoke arises,
- 300 kg je Tonne Roheisen beim erfindungsgemäßen Blasen durch Düsen mit dreifacher, voneinander getrennter Zufuhr, d. h. Düsen mit einem Erststrahl aus Heizöl, einem Zweitstrahl aus reinem Sauerstoff und einem Drittstrahl aus Heizöl, wobei sehr wenig Oxydrauch entsteht,300 kg per ton of pig iron when blowing according to the invention through nozzles with triple, separate feed, d. H. Nozzles with a first jet of heating oil, a second jet from pure oxygen and a third jet of heating oil, with very little oxide smoke,
- 450 kg je Tonne beim Blasen durch Düsen mit zweifacher Zufuhr, d. h. Düsen mit einem Erststrahl aus reinem Sauerstoff und einem Zweitstrahl aus Heizöl, wobei viel Oxydrauch entsteht.- 450 kg per ton when blowing through nozzles with double Feed, d. H. Nozzles with a first jet of pure oxygen and a second jet of heating oil, with a lot of oxide smoke arises.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ebenso gut für Thomaskonverter, welche gewöhnliche Luft oder sauerstoffangereicherte Luft mittels eines Düserib.odens einblasen, wie für Konverter neuerer Bauarten, die ohne Düsenboden und mit höherem Druck mittels Düsen mit zweifacher, getrennter Zufuhr, d. h. mittels DUaenjblasen, welche in ihrer Mitte einen Strahl oxydierenden Gases und an ihrem Umfang einen Strahl eines den DUsenmund schützenden Fluids einblasen. In allen Fällen genügt es, in der Achse Jeder Düse einThe method according to the invention is just as suitable for Thomaskonverter, which ordinary air or oxygen-enriched Blow in air by means of a nozzle bottom, as for converters of newer designs that do not have a nozzle bottom and at higher pressure by means of nozzles with dual, separate feed, d. H. by means of DUaenjblasen, which in their middle a jet of oxidizing gas and a jet of a fluid protecting the nozzle mouth is blown in at its periphery. In in all cases it is sufficient to have one in the axis of each nozzle
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zusätzliches Rohr von kleinerem Durchmesser als dem des umgebenden Rohres anzuordnen und es getrennt mit einem besonderen Fluid zu speisen, das die Bildung von Eisenoxydrauch vermindern oder verhindern soll.to arrange additional pipe of smaller diameter than that of the surrounding pipe and separate it with a to feed special fluid that is supposed to reduce or prevent the formation of iron oxide smoke.
Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren ebensogut für Düsen, die im Boden des Konverters angeordnet sind, wie für Düsen, die seitlich in der Auskleidung angeordnet sind und waagerecht oder schräg unter dem Schmelzenspiegel einblasen. Notfalls können einige von ihnen auch in der Höhe des Schmelzenspiegels oder selbst oberhalb des Schmelzenspiegels angeordnet sein, wenn das in gewissen Fällen nützlich erscheint.Furthermore, the method according to the invention is just as suitable for nozzles which are arranged in the bottom of the converter, as for nozzles that are arranged laterally in the lining and horizontally or diagonally under the melt surface blow in. If necessary, some of them can be at or above the level of the melt Melt level be arranged if this appears useful in certain cases.
Dem Verständnis der Erfindung diene die folgende Beschreibung eines - keineswegs, allein möglichen - Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Frischen von Roheisen zu Stahl mittels Düsen mit dreifacher getrennter Zufuhr, nämlich mit einem ersten Strahl aus Heizöl, das die Bildung von Eisenoxydrauch vermindert oder verhindert, mit einem zweiten Strahl aus reinem Sauerstoff, der das Frischen bewirkt, und mit einem dritten Strahl aus Heizöl, das den Düsenmund schützt.The following description of an example, which is by no means the only possible example, serves to understand the invention of the method according to the invention for refining pig iron to steel by means of nozzles with threefold separate feed, namely with a first jet of fuel oil, which the formation reduced or prevented from iron oxide smoke, with a second jet of pure oxygen that brings about freshness, and with a third jet of fuel oil that protects the nozzle mouth.
Die - einzige - Zeichnung zeigt einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine Düse für die Ausführung dieses Verfahrdns.The - only - drawing shows a schematic vertical section through a nozzle for the implementation of this Traversing
Die gußeiserne oder stählerne DUsenbodenplatte 1 trägt das Bodenfutter 2. Ein ringförmiges Stück 3 ist an der Platte 1 befestigt und hält die Düse; diese enthält drei konzentrische Rohre h, 5 und 6.The cast iron or steel DUsenbodenplatte 1 carries the bottom lining 2. An annular piece 3 is attached to the plate 1 and holds the nozzle; this contains three concentric tubes h, 5 and 6.
Das Rohr 4 ist die Leitung für das Erst-Fluid, das hier Heizöl ist und bei γ eingeführt wird.The pipe 4 is the line for the first fluid, this one Is heating oil and is introduced at γ.
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Das Rohr 5 ist die Leitung für das Zweit-Fluid, das reiner Sauerstoff ist und das bei 8 eingeführt und durch das Stück 9 abgeführt wird. Das Rohr 6 ist die Leitung für das Dritt-Fluid, das aus Heizöl besteht und bei 10 eingeführt und durch das Stück 11 abgeführt wird.The tube 5 is the line for the second fluid, the is pure oxygen and that is introduced at 8 and discharged through piece 9. The pipe 6 is the line for the third fluid, which consists of heating oil and is introduced at 10 and discharged through the piece 11.
Bei 12 kann man zwischen zwei Blasvorgängen ins Rohr 4 hineingelangen und die noch vorhandene Länge der Düse messen, indem man eine am Ende umgebogene, mit Meßskala versehene Stange einführt.At 12 you can get into the pipe 4 between two blowing processes and measure the remaining length of the nozzle, by inserting a bar which is bent at the end and provided with a measuring scale.
Natürlich sind, wie nötig, alle diese Leitungen geschlossen, und zwar durch an sich bekannte (hier nicht dargestellte) Mittel.Of course, as necessary, all of these lines are closed by means of known (not shown here) Middle.
Im Verhältnis zur Durchsatzmenge reinen Sauerstoffes betfagt die Erst-Menge Heizöl, d. h. des Heizöls, welches <Üe <Las Entstehen von Eisenoxydrauch nahezu völlig verhindert, etwa f5 g/Nnr Sauerstoff beim Verbrennen des Siliziums und d«8 Kohlenstoffes von Thomas-Eisen, da das Kohlendioxyd als ührägergas für das flüchtige Eisen dient. ;Sie fällt auf 40 und selbst auf j50 g/Nm^ Sauerstoff beim Verbrennen des Phosphors ab. Diese Erst-Menge ist übrigens nach Wunsch einstellbar, Je nach dem Aussehen des Rauches am Konvertermund. In relation to the throughput of pure oxygen, the initial amount betfagt fuel oil, ie the fuel oil, which almost completely prevents <UEE <Las emergence of Eisenoxydrauch, about f5 g / NNR oxygen during combustion of the silicon and d "8 carbon Thomas-iron, because the carbon dioxide serves as a carrier gas for the volatile iron. ; It falls to 40 and even to 50 g / Nm ^ oxygen when the phosphorus is burned. Incidentally, this initial amount can be adjusted as desired, depending on the appearance of the smoke at the converter mouth.
Parallel dazu wird die dritte Menge, d. h. die Menge des Heizöls, das den Düsenmund schützen soll, ständig auf etwa 51Hi g/Mnr Sauerstoff eingestellt. Diese Menge kann sehr leicht verringert werden, wenn die Düse sich teilweise zu verstopfen neigt; sie kann aber auch vergrößert werden, wenn die DüseAt the same time, the third amount, ie the amount of heating oil that is supposed to protect the nozzle mouth, is constantly set to about 5 1 Hi g / Mnr oxygen. This amount can be reduced very easily if the nozzle tends to become partially clogged; but it can also be enlarged if the nozzle
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sich zu schnell zu verschleißen neigt, was man von ZeitWhat tends to wear out too quickly is what you get by time
kth zu Zeit durch das Zugangsvl2 nachprüft. kth is currently checked by the access vl2.
Natürlich kann man sich^ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, in Einzelheiten Abwandlungen und Verbesserungen denken und selbst die Anwendung äquivalenter Mittel erwägen.Of course you can ^ without the scope of the invention to leave, think in details of modifications and improvements and even apply equivalent ones Consider means.
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