DE2501829B2

DE2501829B2 - Metallraffinationsverfahren

Info

Publication number: DE2501829B2
Application number: DE19752501829
Authority: DE
Original assignee: Donezkij Nautschno-Issledowatelskij Institut Tschernoj Metallurgii, Donezk (Sowjetunion)
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1975-01-17
Publication date: 1977-01-27
Also published as: DE2501829C3; DE2501829A1

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metallraffinationsverfahren mit Hilfe flüssiger Schlacke.

Bekannt ist ein Metallraffinationsverfahren mit Hilfe flüssiger Schlacke, wobei das Metall auf die flüssige Schlacke abgestochen wird, welche sich in einer Pfanne bzw. in einem anderen Behälter befindet. Beim Auftreffen des Metallstrahls erfolgt seine Vermischung mit der Schlacke, wodurch eine Raffination des Metalls stattfindet (s. S. G. Woinow u. a., »Stahlraffinieren in einer Pfanne mit Hilfe synthetischer Schlacken« Verlag Metalkrgija, 1970).

Nach diesem Verfahren verläuft die Raffination hauptsächlich während der ersten Hälfte der A'ostichzeit, solange die kinetische Energie des Mctallstrahls hinreichend groß ist. Während der zweiten Hälfte der Abstichzeit, mit der Abnahme der Fallhöhe des Metallstrahles und der Verringerung des Ausflußdrukkes wird der Raffinationsprozeß stark verlangsamt oder sogar gänzlich gebremst. Dann besteht ein Nachteil dieses Verfahrens.

Die Schlacke verfügt in der Regel während der zweiten Hälfte der Abstichzeit noch über eine hinreichend hohe Raffinierfähigkeit, welche jedoch infolge der geringen Grenzfläche der in Wechselwirkung stehenden Phasen nicht ausgenutzt werden kann.

Bekannt ist ferner ein Raffinationsverfahren, bei dem zum Vergrößern der Phasengrenzflächen folglich zur Wirksamkeitssteigerung die Schlacke während der ersten Hälfte der Abstichzeit in den Metallstrahl gegossen wird (UdSSR-Erfinderschein 3 49 733).

Während der ersten Hälfte der Abstichzeit ist infolge der großen kinetischen Energie des Metallstrahls und der damit verbundenen Verwirbelung die Grenzfläche der Phasen relativ groß. Durch eine Steigerung des Verwirbelungsgrades der Phasen kann während dieser Zeitperiode die Wirksamkeit bei der Behandlung nur unwesentlich erhöht werden.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Metallraffinationsverfahren mit Hilfe flüssiger Schlacke zu schaffen, welches eine Vergrößerung der Grenzfläche der Phasen fördert, und zwar sowohl bei Beginn des Abstichs als auch gegen Ende des Abstiches, wenn etwa die Hälfte der gesamten Metallmenge abgestochen ist, so daß eine hohe Ausnutzung der Schlacke gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Metallraffinationsverfahren mit Hilfe flüssiger Schlacke, die mit einem Metallstrahl zusammengegossen wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hälfte der vorgegebenen Schlackenmenge während des Abstiches der ersten 20% des Metalls und die restliche Schlackenmenge während der Abstichzeit der letzten 50% des Metalls

zugegossen wird.

So wird die Entwicklung einer hinreichend großen Grenzfläche der Phasen und damit eine hohe Effektivität zu Beginn des Raffinationsprozesses gewährleistet.

Beim Abstich der letzten 50% der Metallmenge sinkt entsprechend die Energie des Metallstrahls. Deshalb ist es zweckmäßig, die Raffinierschlacke auf den Metallstrahl zu gießen.

Im Vergleich zu den bereits bekannten Verfahren ermöglichst diese Maßnahme eine wesentliche Vergrößerung der Grenzfläche der Phasen und eine bessere Ausnutzung der immer noch recht hohen Raffinierfähigkeit der Schlacke. Es wurde festgestellt, daß die Effektivität des Raffinationsprozesses so im Vergleich zu den bekannten Verfahren merklich ansteigt.

Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahren werden in folgenden Beispielen erläutert:

Beispiel 1

Zur Raffination von einem Sonderstrahl mit minierem Kohlenstoffgehalt, erschmolzen in einem Hot-Siemens-Martin-Ofen werden 4.51 flüssiger Raffinierschlacke zubereitet. Die Bestandteile der Schlacke werden in einem Elektroofen geschmolzen, auf eine Temperatur von 1650 bis 1700° überhitzt und in eine Spezialpfanne abgestochen. Gleichzeitig mit dem Abstich des zu raffinierenden Stahls beginnt man, die flüssige Schlacke derart zu gießen, daß sie auf den Abstichstrahl des Metalis trifft. Das Gießen der Schlacke w^:rd nach Abstich von etwa 10% des Chargengewichts, d. h. ungefähr 14 t unterbrochen. Bis zu diesem Zeitpunkt wird die Hälfte der Gesamtmenge der Schlacke, d. h. etwa 2,2 bis 2,3 t, zugegossen. Diese Schlackenmenge genügt zur Entwicklung einer relativ großen Phasengrenzfläche. Die Fallhöhe des Metallstrahls beträgt zu Beginn des Abstichs 4 bis 5 m und gegen Mitte des Abstichs 2 bis 3 m.

Während des Abstiches weiterer 40% des Chargengewichtes wird keine Schlacke zugegossen. Sobald die restlichen 50% des Metalls zu fließen beginnen, wird mit dem Gießen der Restmenge der Raffinierschlackc, d. h. etwa die Hälfte der Gesamtmenge, also 2,2 bis 2,3 t, begonnen. Das Gießen der Schlacke wird so durchgeführt, daß der Schlackenstrahl auf den des Metalls trifft. Das Gießen der Schlacke wird über die gesamte Abstichzeit der letzten 50% des Metalls verteilt.

Insgesamt wird auf diese Weise die Effektivität des Raffinationsprozesses um 20 bis 50% im Vergleich zu den bekannten Verfahren erhöht. Zum Erreichen des gleichen Raffinationsgrades, wie mit den bekannten Verführen, kann erfindungsgemäß der Schlackenverbrauch bis auf 3 bis 4 t herabgesetzt werden.

Beispiel 2

Zur Raffination eines kohlenstoffarmen hochlegierten Stahls, beispielsweise eines nichtrostenden Stahls, erschmolzen in einem 25 t-Elektroofen, werden 1,5 t Schlacke zubereitet. Die Schlacke wird durch Einschmelzen von Kalk und Tonerde in einem Elektroofen zubereitet. Dann wird die Schlacke auf 1700° überhitzt und die erforderliche Menge in eine Spezialpfanne mit einer Ausgußschnauze abgestochen.

Sobald der Stahl in die Stahlgießpfanne läuft, beginnt man die Raffinierschlacke über die Pfannenschnauze derart abzugießen, daß der Schlackenstrahl auf den des Metalls trifft. Die Fallhöhe des Metallstrahls wird durch

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entsprechendes Senken der an einem Kran hängenden Stahlgießpfanne während der gesamten Abstichzeit im Bereich von 3 bis 4 m konstant aufrechterhalten.

Das Gießen der Schlacke wird bei beendetem Abstich der ersten 20% des Stahls unterbrochen, wobei bis zu diesem Moment etwa die Hälfte der Gesamtmenge, d. h. 0,7 bis 0,8 U der Raffinierschlacke zugegossen ist.

Nach dieser Unterbrechung wird wieder Schlacke gegossen, sobald die letzten 50% des Stahls laufen.

Das Gießen der Schlacke wird wieder so geführt, daß der Schlackenstahl auf den des Metalls trifft. Das Gießen der Schlacke wird auf die gesamte Abstichzeit der letzten 50% des Stahls verteilt. Die Effektivität der Entschwefelung des Metalls kann in diesem Falle von 50 bis 60% nach den bekannten Verfahren auf 70 bis 85% gesteigert werden. Folglich kann man, um den gleichen Entschwefelungsgrad von 50 bis 60% zu erreichen, statt mit 1,5 t Schlacke mit 1,0 t auskommen.

20 Beispiel 3

Zur Raffination eines Sonderstahls, beispielsweise für Hauptgasleitungen, erschmolzen in einem 300 t-Siemens-Martin-Ofen werden 9 t Raffinierschlucke zubereitet. Die Schlacke wird durch Abbrennen von 9,6 t eines exothermen Gemisches in einer besonderen Pfanne mit einer Abgußschnauze erzeugt.

Sobald der Stahl in die Stahlgießpfanne einläuft.

beginnt man mit dem Gießen der Raffinierschlacke, wobei der Schlackenstrahl auf den des Metalls trifft. Das Gießen der Schlacke wird nach dem Abstich der ersten 15% des Chargengewichtes, d.h. nachdem etwa 20t gelaufen sind, unterbrochen, wobei zu diesem Zeitpunkt etwa 4,5 l Schlacke zugegossen sind.

Während des Abstiches weiterer 130 t Stahls wird keine Schlacke gegossen. In diesem Zeitabschnitt erfolgt die Raffination an der Kontaktfläche der Phasen. Die Fallhöhe des Stahlstrahls verringert sich von 5 bis 7 m auf 3 bis 4 m, d. h. die kinetische Energie des fallenden Strahls bleibt hinreichend hoch. Beim Abstich der letzten 150t Metall d.h. der restlichen 50% des Chargengewichtes, beginnt man wieder, die Schlacke so zu gießen, daß diese auf den Stahlstrahl trifft. Über diese Zeitperiode verteilt werden wieder 4,51 Schlacke zugegossen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Herabsetzung des Schwefelgehaltes um 50 bis 70% gewährleistet. Im fertigen Metall liegt die Schwefelkonzentration im Bereich von 0,01 bis 0,017% bei einem Ausgangswert von 0,02 bis 0,04%. Um die gleichen Resultate mit den üblichen Raffinationsverfahren zu erreichen, mußte man 12 t Schlacke verwenden. Folglich bedeutet der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens eine 1,3-fache Einsparung an Schlacke, wodurch die Aufwendungen für die Stahlraffination entsprechend verringert werden.

Claims

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Patentanspruch:

Metallraffinationsverfahren mit Hilfe flüssiger Schlacke, die mit einem Metalistrabi zusammengegössen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der vorgegebenen Schlackenmenge während des Abstiches der ersten 20^ü/b des Metalls und die restliche Schlackenmenge während der Abstichzeit der letzten 50% des Metalls zugegossen wird.