DE2261138C3 - Verfahren zum Einführen von Zuschlagstoffen in ein metallurgisches Bad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einführen von Zuschlagstoffen in ein metallurgisches Bad mit Hilfe einer Tauchlanze und eines Druckgases, wobei die Eintauchtiefe der Tauchlanze während des Einführens der Zuschlagstoffe geändert wird.

Es ist beispielsweise zum Entschwefeln von Roheisen bereits bekannt, Zuschlagstoffe, wie z. B. Kalziumverbindungen und Kohlenwasserstoffe, in das metallurgische Bad (z. B. flüssiges Roheisen) einzuführen, wobei man sich einer Tauchlanze bedient, die je nach Bedarf mehr oder weniger tief von oben her in ein Metallbad eingetaucht wird, wobei dann mit Hilfe eines Druckmittels die Zuschlagstoffe in das Metallbad eingefördert werden, wo sie dann in der flüssigen Phase beispielsweise mit Schwefel chemisch reagieren sollen (DT-OS 1 408 188). Bei einer solchen Reaktion sind Geschwindigkeit und Wirkungsgrad abhängig von der Größe der Grenzflächen zwischen den miteinander reagierenden Komponenten und der Konzentration dieser Komponenten an diesen Grenzflächen. Für die Erzielung eines optimalen Ablaufes eines solchen Prozesses muß also eine vollständige, innige und schnelle Vermischung der festen Phase mit der flüssigen Phase erfolgen, wobei davon ausgegangen werden kann, daß beispielsweise die Schwefelkomponente homogen im Bad verteilt ist.

Beim Einführen der Zuschlagstoffe mit Hilfe des Druckgases führen im wesentlichen die kinetische Energie dieser Zuschlagstoffe sowie außerdem die Menge dieses Druckgases zu einer guten Vermischung im Metallbad. Mit einer Zunahme der Geschwindigkeit des Druckgases wird zwar ein verbesserter Vermi- fts schungseffekt — auf Grund einer ansteigenden Badturbulenz — erzielt, jedoch bringt eine zu große Badturbulenz auch gleichzeitig mit sich, daß relativ große Mengen des flüssigen Metalls aus dem Reaktionsgefäß iberflicßen und ein großer Anteil von Metallgranalien in die Schlacke gelangt. Aus diesem Grunde ist es auch gebräuchlich, mit einem den metallostatischen Druck nur geringfügig übersteigenden Druck des Druckgases zu arbeiten. Hierbei wird die große Verweilzeit des Zuschlagstoffes im Bad ausgenutzt, um trotz geringer Turbulenz zu einem guten Wirkungsgrad zu gelangen (DT-OS 1 408 188; Radex-Rundschau, 1972, S. 3 bis 26). Allerdings ist dann der Vermischungseffekt geringer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so r\< verbessern, daß unter Vermeidung einer zu große·. ;rbulenz eine rasche, vollständige und innige Vermischung der eingeführten Zuschlagstoffe in dem Bad aus geschmolzenem Metall bzw. in dem metallurgischen Bad erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckgasmenge und die Menge der pro Zeiteinheit eingeführten Zuschlagstoffe in Abhängigkeit von der jeweiligen Eintauchtiefe der Tauchlanze derart geändert werden, daß einer größeren Eintauchtiefe größere Mengen zugeordnet sind und umgekehrt. Auf diese Weise wird eine gewisse Proportionalität zwischen Druckgasmenge und der eingeführten Zuschlagstoffmenge einerseits und dem Bereich des flüssigen Metallbades andererseits erreicht, der beim Einführen der Zuschlagstoffe erfaßt wird. Man nutzt dabei gleichzeitg Erkenntnisse'aus, die von der Strömungslehre her bekannt sind, daß nämlich bei Anfahrzuständen und instationärer Strömung bereits bei kleinen Reynolds'schen Zahlen Turbulenz auftritt, die für den Mischungseffekt maßgebend ist.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Tauchlanze erst wenig eingetaucht ist, dann erreichen die durch sie eingeführten Zuschlagstoffe auch nur einen relativ geringen Anteils des metallurgischen Bades, weshaib hier nur eine entsprechend geringe Menge der Zuschlagstoffe eingeführt zu werden braucht. Erreicht die Tauchlanze dann eine größere Eintauchtiefe, dann wird auch die pro Zeiteinheit eingeführte Zuschlagstoffmenge entsprechend gesteigert. Bei dieser Art der Einführung der Zuschlagstoffe kann gleichzeitig auf die Turbulenz im Metallbad eingewirkt werden, so daß einerseits mit einer relativ geringen Menge eingeführter Zuschlagstoffe im oberen Bereich des Metallbades bereits eine ausreichende Vermischung dieser Zuschlagstoffe mit dem flüssigen Metall dieses Badbereiches erzielt wird und daß andererseits dabei die Badturbulenz gewissermaßen gesteuert wird, und zwar in der Weise, daß ein unerwünschtes Überfließen von flüssigem Metall aus dem Reaktionsgefäß weitgehend vermieden wird.

Es versteht sich von selbst, daß sofort beim Eintauchen der Tauchlanze in die oberste Schicht des Metallbades mit dem Einführen der Zuschlagstoffe mittels des Druckgases begonnen und deren Mengen bis zum Erreichen der größten Eintauchtiefe auf den Maximalwert gesteigert werden. Dies schließt nicht aus, daß nach Art der Turbulenz und des Metallbades selbst sowie nach Art der Zuschlagstoffe das Einführen der letzteren so gehandhabt wird, daß entweder in einer bestimmten oder mehreren verschiedenen Eintauchtiefen eine gewisse Zeit verweilt wird, wobei dann die für die jeweilige Eintauchtiefe eingestellte Einführmenge während der Verweilzeit konstant bleibt oder die Bewegungsrichtung der Tauchlanze wird nach Erreichen der größten Eintauchtiefe ohne Verweilzeit umgekehrt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die Tauchlanze während des Behandeins eines metallurgischen Bades mehrere Male in axialer Richtung der Tauchlanze hin- und herzuDewegen. Im Sinne einer raschen Vermischung von eingeführten Zuschlagstoffen und flüssigem Metall und somit im Sinne einer raschen Badbehandlung wird es jedoch im allgemeinen vorteilhaft sein, die Eintauchgeschwindigkeit der Tauchlanze und das Einführen der Zuschlagstoffe so aufeinander abzustellen, daß bei einer einmaligen axialen Hin- und Herbewegung der Tauchlanze die Sollzuschlagstoffmenge in das Metallbad eingeführt ist Hierbei kann man dann mit einem Minimum an Badbewegung ein Maximum an Vermischung und Badbehandlung erzielen.

Wie bereits weiter oben erwähnt, kann die Badbehandlung durch die Art des Eintauchens der Tauchlanze beeinflußt werden. Insbesondere für eine konstruktiv einfache Gestaltung der Tauchlanze und deren Bewegungsmechanismen bietet sich zwar an, die Bewegungsgeschwindigkeit der Tauchlanze während des Einfahrens der Zuschlagstoffe konstant zu lassen. Aus metallurgischen Gründen kann es jedoch zweckmäßig sein, die Eintauchgeschwindigkeit der Tauchlanze mit zunehmender Tauchtiefe zu ändern.

Zum Einführen der Zuschlagstoffe durch die Tauchlanze wird ein für diese Art der pneumatischen Förderung in das Metallbad übliche Druckgas verwendet, das je nach Größe und Art der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Anlage und je nach Art des metallurgischen Bades gewählt wird. Als in der Handhabung äußerst einfach bietet sich Druckluft an, die vielfach aus einem ohnehin vorhandenen Druckluftnetz entnommen werden kann.

In Abhängigkeit von dem jeweiligen Metallbad sowie von der zu erzielenden Turbulenz im Bad wird man die Menge dieses Druckgases zweckmäßig proportional zu der sich ändernden Zuschlagstoffmenge ändern. Die Druckmittelmenge kann also proportional zu den eingeführten Zuschlagstoffen zu- oder abnehmen.

Claims (5)

Palentansprüche:

1. Verfahren zum Einführen von Zuschlagstoffen

in ein metallurgisches Bad mit Hilfe einer Tauchlan ze und eines Druckgases, wobei die Eintauchtiefe der Tauchlanze während des Einführens der Zuschlagstoffe geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasmenge und die Menge der pro Zeiteinheit eingeführten Zuschlagstoffe in Abhän- ;o gigkeit von der jeweiligen Eintauchtiefe der Tauchlanze derart geändert werden, daß einer größeren Eintauchtiefe größere Mengen zugeordnet sind und umgekehrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung der Tauchlanze nach Erreichen der größten Eintauchtiefe ohne Verweilzeit umgekehrt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer einmaligen axialen Hin- und zo Herbewegung der Tauchlanze die Sollzuschlagstoffmenge in das Metallbad eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Tauchlanze mit zunehmender Eintauchtiefe veränden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasmenge zum Einführen der Zuschlagstoffe proportional zu der sich ändernden Zuschlagstoffmenge geändert wird.