DE2650978A1

DE2650978A1 - Frischverfahren durch sauerstoffaufblasen

Info

Publication number: DE2650978A1
Application number: DE19762650978
Authority: DE
Inventors: Onni Pusa
Original assignee: Granges Oxelosund Jarnverk AB
Current assignee: Granges Oxelosund Jarnverk AB
Priority date: 1976-11-08
Filing date: 1976-11-08
Publication date: 1978-05-11
Also published as: NO773809L; ES463980A1; IT1089486B; FI773350A; CA1096176A; FR2370097B1; FR2370097A1; JPS5736333B2; US4163663A; JPS5383918A; DD133155A5; SE7712420L; BE860593A; NL7712113A; GB1555820A; HU175920B; LU78450A1

Description

betreffend
Frischverfahren durch Sauerstoffaufblasen

Die normale Verfahrenstechnik beim Frischen von Roheisen zu Stahl bedient sich zum überwiegenden Teil der Sauerstoffaufblastechnik, wie sie beispielsweise beim LD-, Kaldo- und LDAC-Verfahren zur Anwendung gelangt· Dabei wird bekanntlich eine bestimmte Menge Sauerstoff je Zeiteinheit auf die Oberfläche des geschmolzenen Roheisens aufgeblasen und der Blasvorgang solange mit konstanten Bedingungen fortgesetzt, bis der Kohlenstoffgehalt auf den gewünschten Wert abgesunken ist.

Diese Verfahren haben aber eine ganze Reihe Nachteile zur Folge, die insbesondere dort ins Gewicht fallen, wo Verluste ergänzt werden müssen. Abgesehen davon, daß das Blasen mit konstanter Menge bzw. Konzentration oder Druck je

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Zeiteinheit hohe Temperaturen zur Folee hat, bei denen die Ausmauerung angegriffen werden kann, was zu oftmaliger Erneuerung der Ofenzustellung führen kann, werden im Verlauf des konstanten Blasens in zunehmendem Maße metallische Elemente oxidiert, die nach dem Frischen wieder ersetzt werden müssen. Es handelt sich hier in erster Linie um das Mangan, das in der Regel auf sehr tiefe Werte heruntergeblasen wird, was zur Folge hat, daß große Mengen Ferromangan oder Manganmetall zugesetzt werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das diese Nachteile der Sauerstoffaufblastechnik vermindert oder ganz vermeidet. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im Prinzip darin und ist auch dadurch gekennzeichnet, daß die Konstanz der Blastechnik verlassen wird. Diese Veränderung liegt darin, daß man über einen gewissen Zeitraum mit einer vorausbestimmten Menge Sauerstoff je Zeiteinheit auf die Oberfläche aufbläst und an einem bestimmten Punkt die Konzentration oder den Druck oder die Menge auf ein geringeres Maß absinken läßt und damit fertigbläst. Natürlich kann diese Verminderung der Menge usw. des SauerstoffStroms schrittweise geschehen.

Bei der Anwendung der Erfindung im Kaldo-Prozeß wird beim Senken des Sauerstoffstroms mit Vorteil auch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Konverters geändert.

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Bei dem oben genannten Beispiel hatte die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung die volle Einsparung des bisherigen Verlustes an Mangan zur Folge. Sie führte gleichzeitig zu einem geringeren Verschleiß der Ofenausmauerung, zu einem spürbaren Gewinn durch die geringere Menge an Sauerstoff und auch dazu, daß gewisse Arbeiten, z.B. das Dammsetzen, nicht mehr notwendig waren.

Eine Variante des Verfahrens, das sich logisch der Grundidee zur Herabminderung des SauerstoffStroms anschließt, besteht darin, daß man die Verminderung des SauerstoffStroms dadurch erreicht, daß andere Gase, z.B. Argon, dem Sauerstoff in steigendem Maße zugemischt werden, wodurch automatisch der gleiche Effekt wie oben beschrieben erreicht wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf das gegebene Beispiel beschränkt, sondern kann überall dort zur Anwendung gelangen, wo man sich des Frischens mit Hilfe von aufgeblasenem Sauerstoff bedient.

Das Verfahren ist einfach und benötigt über die bisher üblichen Anordnungen hinaus keine besonderen Einrichtungen. Man hatte versucht, den Verlauf der Entkohlung mathematisch zu erfassen und über Messungen und Computerprogramme das Frischen zu steuern. Es ist kennzeichnend für den Wert dieser Erfindungen und Veröffentlichungen, daß sie in der

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Praxis nicht zur Anwendung gelangen bzw. gelangen können, da sie einerseits die Herstellung des billigen Eisens un- verhältnismäßig verteuern würden, andererseits eine Unzahl von Voruntersuchungen und Untersuchungen im Verlauf des Frischens erfordern, die zeitlich nicht tragbar sind. Man hat daher bis heute nur die Technik des konstanten Aufblasens von Sauerstoff angewandt. Ein Beweis dafür ist, daß es bis heute nicht bekannt war, wie man beispielsweise den Verlust an Mangan vermindern oder verhindern kann. Dieser Verlust wird bisher stillschweigend hingenommen.

In einem Stahlwerk, daß eine Jahresproduktion nach dem Kaldo-Prozeß von ca. 730 000 Jahrestonnen hat, lag bei Anwendung des üblichen Frischverfahrens der Verlust an Mangan bei ca. 0,4 %, wobei der Mangangehalt des Ausgangsmaterials zu Beginn des Frischverfahrens bei ca. 0,6 % Mn und am Ende des Frischverfahrens der Mangangehalt auf 0,2 % abgesunken war. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens konnte der Verlust an Mangan um 0,1 % verringert werden, was einer jährlichen Einsparung von rund DM 1 000 000 entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat einen großen industriellen Wert und bedeutet einen hohen technischen Fortschritt; außerdem kommt dem Verfahren gemäß der Erfindung eine große Erfindungshöhe zu.

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Beispiel

In einem Kaldo-Konverter von 150 Tonnen wurde eine Reihe von Chargen geschmolzen, wobei jeweils 120 Tonnen Roheisen und 30 Tonnen Stahlschrott eingesetzt wurden. Dabei wurde vom Einschmelzen an mit 200 Nm³/min (Normalkubikmeter pro Minute) Sauerstoff geblasen. Zu dem Zeitpunkt, wo die Intensität des Frischvorgangs abnahm, was durch die Abnahme der Abgastemperatur festgestellt wurde, wurde die Rotationsgeschwindigkeit des Konverters und auch die Menge des aufgeblasenen Sauerstoffs pro Minute, und zwar auf 150 Nm³/min Sauerstoff gesenkt. Danach wurde mit dieser Menge bis zu dem Punkt gefahren, an welchem die Schlacke zu spritzen begann. Der Sauerstoffzustrom wurde unterbrochen, und es wurde abgeschlackt. Im Anschluß daran wurde die Rotationsgeschwindigkeit wieder erhöht, und nachdem die Schmelze sich auf etwa 164O°C abgekühlt hat, was z.B. mittels eines Pyrometers gemessen wird, wurde mit einem weiter verminderten Sauerstoffstrom, und zwar mit 70 Nm³/min Sauerstoff, bis zum Schluß gefahren. Die Gesamtdauer des Blasens betrug jeweils 60 Minuten, wovon ca. 5 5 Minuten normal mit 200 Nm³/min Sauerstoff geblasen wurde und die beiden Verminderungen des Sauerstoffstromes innerhalb der letzten 5 Minuten der Gesamtblaszeit vorgenommen wurden, wobei ca. 3 Minuten mit 150 Nm³/min Sauerstoff und ca. 2 Minuten mit 70 Nm³/min Sauerstoff gefahren wurde.

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Die Zusammensetzung des zu frischenden Ausgangsmaterials war bei den Chargen im Mittel folgende:

	t	Roheisen	ca.	C	0 %	ca	Mn	55 %
120	t.	Stahlschrott	ca.	4,	10 %	ca	. 0,	0 %
30			0,		. ι,

mit den üblichen Begleitelementen.

Ein Teil der Chargen wurde in üblicher Weise bis zur Beendigung des Frischens mit konstantem Sauerstoffstrom geblasen. Hierbei erhielt man ein Endprodukt, das im Mittel ca. 0,10 % C und ca. 0,2 % Mn enthielt.

Der andere Teil der Chargen wurde gemäß der Erfindung geblasen, d.h. der Sauerstoffstrom wurde über den größten Teil der Blaszeit konstant gehalten und erst gegen Ende der Blaszeit in einem oder mehreren Schritten vermindert. Nach Beendigung des so durchgeführten Frischvorganges lag im Mittel der C-Gehalt bei ca. 0,10 % und der Mn-Gehalt bei 0,3 % und damit ca. 0,1 % höher als nach dem Stand der Technik. Bei dem Verfahren nach der Erfindung hat sich überraschenderweise ergeben, daß nach Beendigung des Blasprozesses der gleiche Kohlenstoffgehalt erhalten wird wie beim üblichen Blasverfahren mit konstanter Sauerstoffmenge, obwohl die Gesamtblaszeit nicht verändert wurde, daß aber der nach Abschluß des Blasvorgangs verbleibende Mn-Gehalt wesentlich höher liegt.

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Die Einstellung des Mn-Gehaltes auf 1 %, die nach dem Blasen erfolgt, brachte eine Ersparnis von 0,1 I Mn des üblichen Zusatzes. Die gewünschte Analyse des fertigen Stahls war:

ca. 0,10 % C, ca. 1,0 % Mn.

Die Feststellung des Zeitpunkts, an dem die Intensität des Frischvorgangs abnimmt, kann auch auf andere Weise, z.B. durch Messung der Änderungen in der Zusammensetzung der Abgase erfolgen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Frischen von Eisenschmelzen, wobei Sauerstoff auf die Oberfläche der Eisenschmelze über eine vorbestimmte Blaszeit aufgeblasen wird, dadurch gekennzeichnet , daß ohne wesentliche Verlängerung der Gesamtblaszeit der Sauerstoffstrom in seiner Menge oder Konzentration über den größten Teil der Blaszeit konstant gehalten wird und gegen Ende der Blaszeit in einem oder mehreren Schritten vermindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man etwa bei Beginn des Absinkens der Intensität des Frischens den Sauerstoffstrom vorzugsweise um ca. 10 bis 50 %, insbesondere ca. 20 bis 30 %, vorteilhafterweise ca. 25 %, verringert und bis zu dem Punkt, an dem die Schlacke zu spritzen anfängt, bläst, dann abschlackt und danach den verringerten Sauerstoffstrom nochmals verringert, vorzugsweise um ca. 20 bis 80 %, insbesondere ca. 40 bis 70 I, vorteilhafterweise um ca. 50 bis 60 %, und mit diesem fertigbläst.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sauerstoffmenge dadurch vermindert wird, daß dem Sauerstoff andere Gase in steigendem Maße zugemischt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 his 3, dadurch gekennzeichnet , daß man bei Verwendung eines Kaldo-Konverters etwa gleichzeitig mit mindestens einer Verringerung des Sauerstoffstroms die Umdrehungszahl/Minute des Konverters herabsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß man etwa gleichzeitig mit der ersten Verringerung des Sauerstoffstroms die Umdrehungszahl/Minute des Kaldo-Konverters absenkt, vorzugsweise auf eine Umdrehungszahl/Minute, die zwischen etwa 60 % und etwa 40 %, insbesondere bei etwa 50 %, der normalen Umdrehungszahl/ Minute des Konverters liegt und etwa gleichzeitig mit der für das Fertigblasen vorgenommenen Veränderung des Sauerstoffstroms die Umdrehungsζahl/Minute des Konverters wieder erhöht, vorzugsweise etwa auf die normale Umdrehungszahl/Minute des Konverters.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man nach dem Abschlecken die Schmelze sich auf etwa 164O°C abkühlen läßt, bevor man mit nochmals verringertem Sauerstoffstrom bläst. 809819/0444

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Blaszeit, während der mit in einem oder mehreren Schritten vermindertem Sauerstoffstrom geblasen wird, etwa 7 bis 10 %, vorzugsweise etwa 8 % der Gesamtblaszeit beträgt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Restblaszeit, mit der nach dem Abschlacken geblasen wird, etwa zwischen 2 bis 5 % der Gesamtblaszeit, vorzugsweise etwa 3,3 % der Gesamtblaszeit beträgt.

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