DE2729071A1

DE2729071A1 - Controlling the oxygen refining of steel - where radionuclide is added to molten steel and used to determine amt. of iron drops in slag

Info

Publication number: DE2729071A1
Application number: DE19772729071
Authority: DE
Inventors: Heinz Berkum Ing Grad Damme; Gustav Dr Ing Mahn; Werner Dr Ing Resch; Josef Dr Ing Schoop
Original assignee: SALZGITTER PEINE STAHLWERKE
Current assignee: SALZGITTER PEINE STAHLWERKE
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1977-06-28
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2729071C3; DE2729071B2

Abstract

Parent patent described the control of the refining of crude iron, esp. when using oxygen refining, where the blowing parameters for the supply of O2 are adjusted according to the amt. of drops of iron in the slag. Improvement is that radionuclides are added to the molten iron and amt. of iron drops in measured radiometrically to obtain values(FeR). The values(FeR) obtd. are pref. used to adjust the O2 pressure; the amt. of O2 used w.r.t. time; the exit speed of the O2 at the lance nozzle; and/or the distance of the lance from the melt. The addn. of radionuclides improves the control of the process.

Description

'2Verfahren zum Steuern des Frischverlaufs beim Frischen '2Method for controlling the freshness process during freshness

von Roheisen" (Zusatz zu Patentanmeldung P 26 51 922.2-24) Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Frischverlaufs beim Frischen von Roheisen, insbesonderenach dem Sauerstoffaufblas-Verfahren, bei dem die Blasbedingungen in Abhängigkeit von der Menge der Eisentröpfchen in der Schlacke eingestellt werden nach Patentanmeldung P 26 51 922.2-24. of pig iron "(addition to patent application P 26 51 922.2-24) The invention relates to a method of controlling the freshness flow when freshening Pig iron, in particular by the oxygen blowing method, in which the blowing conditions can be adjusted depending on the amount of iron droplets in the slag according to patent application P 26 51 922.2-24.

Das vorerwähnte Verfahren basiert auf der Feststellung, daß beim Aufblasen von Sauerstoff auf die Badoberfläche Eisentröpfchen entstehen, die in die Schlacke gelangen, so daß sich während des Frischens eine Eisen/Schlacke/Gas-Emulsion bildet, deren Eisengehalt und Tröpfohenverteilung von den Blasbedingungen sowie der Zusammensetzung des Eisens und der Schlacke abhängt. Da die Gesamtoberfläche der Tröpfchen etwa einhundertmal so groß ist wie die Badoberfläche, wird der Stoffumsatz bei den Frischreaktionen weitaus überwiegend von den Eisentröpfohen bestimmt.The aforementioned method is based on the finding that when inflating of oxygen on the bath surface, iron droplets are formed, which are deposited in the slag so that an iron / slag / gas emulsion is formed during the freshening process, their iron content and droplet distribution on the blowing conditions and the composition of iron and slag depends. Since the total surface of the droplets is approximately is one hundred times the size of the bath surface, the metabolic rate in the fresh reactions largely determined by the iron droplets.

Oberhalb der kritischen Blasbedingung, d.h. insbesonsere einer kritischen Sauerstoffmenge und/oder eines kritischen Lanzenabstandes, läßt sich die Menge der Tröpfchen bzw. das Verhältnis von Eisen zu Schlacke in der Eisen/Schlacke/Gas-Emulsion einstellen. Dies eröffnet umgekehrt die Möglichkeit aufgrund der gemessenen Menge der Eisentröpfchen in der Schlacke die Blasbedingungen so zu verändern bzw. einzustellen, daß sich eine für den gewünschten Frischverlauf optimale Tröpfchenmenge und damit ein optimaler Stoffumsatz ergibt. Das wiederum erlaubt eine Steuerung des Entphosphorungs- und des Entkohlungsverlaufs, da zwischen der Tröpfchenmenge in der Schlacke einerseits sowie der Entkohlungs- und der Entphosphorungsgeschwindigkeit andererseits ein direkter Zusammenhang besteht. Die Tröpfchenmenge ist mithin ein Indikator für den Ablauf der Entphosphorungs- und der Entkohlungsreaktion. Welcher der infrage kommenden Tröpfchenparameter, Tröpfchenvolumen, -gewicht, -oberfläche und -zahl der Messung zugrundegelegt wird, ist ohne entscheidende Bedeutung, da der festgestellte Zusammenhang für alle Parameter gilt.Above the critical blowing condition, i.e. especially a critical one Amount of oxygen and / or a critical lance distance, the amount of Droplets or the ratio from iron to slag in the iron / slag / gas emulsion to adjust. Conversely, this opens up the possibility based on the quantity measured of the iron droplets in the slag to change or adjust the blowing conditions in such a way that that there is an optimal amount of droplets for the desired freshness and thus an optimal metabolism results. This in turn allows control of the dephosphorization and the course of decarburization, since on the one hand between the amount of droplets in the slag and the rate of decarburization and dephosphorization, on the other hand, is a direct one There is a connection. The amount of droplets is therefore an indicator of the process the dephosphorization and decarburization reactions. Which of the eligible Droplet parameters, droplet volume, weight, surface and number of the measurement is used as a basis is of no decisive importance, since the established relationship applies to all parameters.

In der Praxis bedarf es mithin lediglich eines Messens der Menge der Eisentröpfchen in der Eisen/Schlacke/Gas-Emulsion, um festzustellen, ob die Frischbedingungen optimal sind. Entspricht die gemessene Eisentröpfchenmenge einem vorgegebenen Sollwert, dann bedarf es keiner Anderung der Blasbedingungen, während die Blasbedingungen im Falle einer Abweichung von dem vorgegebenen Sollwert solange geändert werden, bis die gemessene Eisentröpfchenmenge dem vorgegebenen Sollwert entspricht. Im Einzelfall können in Abhängigkeit von der festgestellten Abweichung beispielsweise der Sauerstoffdruck vor der Lanze, die Sauerstoffmenge pro Zeiteinheit, die Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffstrahles an der Düsenöffnung und der Lanzenabstand von der Badoberfläche geändert bzw. eingestellt werden. Darüber hinaus kann je nach der gemessenen Abweichung auch eine Lanze mit einer anderen Düsenkonstruktion eingesetzt werden, da die Tröpfchenmenge auch von der durch die jeweiligenDüsenkonstruktionen bestimmten Ausbildung des Sauerstoffstrahles abhängig ist.In practice, therefore, all that is required is to measure the amount of Iron droplets in the iron / slag / gas emulsion to determine if the fresh conditions are optimal. If the measured amount of iron droplets corresponds to a specified target value, then there is no need to change the blowing conditions while the blowing conditions be changed in the event of a deviation from the specified target value, until the measured amount of iron droplets corresponds to the specified target value. In individual cases can, for example, be the oxygen pressure as a function of the discrepancy found in front of the lance, the amount of oxygen per unit of time, the exit velocity of the oxygen jet at the nozzle opening and the lance distance from the bath surface can be changed or set. In addition, it may vary depending on the measured deviation a lance with a different nozzle design can also be used, as the amount of droplets also on the formation of the oxygen jet determined by the respective nozzle construction is dependent.

Besonders geeignet als Regelgröße ist der Sauerstoffvordruck und die Sauerstoffmenge, die über das Druckverhältnis P1/P2 und mit einem sich aus den konstruktiven Daten der Blasdüsen der Lanze ergebenden Korrekturfaktor die Sauerstoffaustritts-Geschwindigkeit bestimmen. Die Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffs bestimmt ihrerseits den Massenimpuls des Sauerstoffstrahls und damit direkt die Menge der in die Schlacke gelangenden Eisentröpfchen. So ist beispielsweise der mittlere Tröpfchendurchmesser bei einem weichen Blasen, d.h.The pre-oxygen pressure and the Amount of oxygen that is determined by the pressure ratio P1 / P2 and with a result from the constructive Data of the air nozzles The correction factor resulting from the lance is the oxygen exit velocity determine. The exit velocity of the oxygen in turn determines the Mass momentum of the oxygen jet and thus directly the amount of the in the slag arriving iron droplets. This is the mean droplet diameter, for example with a soft blowing, i.e.

bei einem Frischen mit verhältnismäßig geringer Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffstrahles, kleiner und damit die Tröpfchenmenge und -gesamtoberfläche der Tröpfchen größer als bei einem harten Blasen mit höherer Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffstrahles bei sonst gleichen Frischbedingungen.in the case of freshness with a relatively low exit speed of the oxygen jet, smaller and thus the quantity and total surface of the droplets the droplets are larger than with a hard bubble with a higher exit velocity of the oxygen jet under otherwise identical fresh conditions.

Versuche haben in diesem Zusammenhang ergeben, daß sich die kleinen Metalltröpfchen in Richtung einer Beschleunigung der Entphosphorung auswirken, während die großen Tröpfchen beim harten Blasen die Entkohlungsgeschwindigkeit erhöhen.Tests have shown in this context that the small Metal droplets affect in the direction of an acceleration of the dephosphorization while the large droplets when blowing hard increase the decarburization speed.

Hier bietet sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit, durch Einstellen der Tröpfchenmenge unter Berücksichtigung des Tröpfchendurchmessers die Entphosphorung zu beschleunigen bzw. im Vergleich zu der Entkohlung vorzuziehen, um einen Stahl herzustellen, der bei vergleichsweise hohem Kohlenstoffgehalt einen niedrigen Phosphorgehalt besitzt.Here, within the scope of the method according to the invention, there is the possibility of by adjusting the amount of droplets in consideration of the droplet diameter to accelerate the dephosphorization or to prefer it compared to the decarburization, to produce a steel that has a comparatively high carbon content has a low phosphorus content.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren zur Steuerung des Frischverlaufs bzw. der Blasbedingungen in Abhängigkeit von der Eisentröpfchenmenge in der Schlacke weiter auszugestalten. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dem Roheisen Radionukleide zugesetzt werden und die Tröpfchenmenge radiometrisch gemessen wird.The invention is based on the object mentioned at the beginning Process for controlling the freshness or the blowing conditions as a function from the amount of iron droplets in the slag. The solution to this The object is that in the method of the type mentioned according to the invention Radionuclides are added to the pig iron and the amount of droplets is radiometric is measured.

Das radiometrische Bestimmen der Tröpfchenmenge erlaubt ein besonders genaues und empfindliches Messen der Tröpfchenmenge und ergibt einen Messwert, der sich entsprechend gut zur Steuerung der Blasbedingungen wie beispielsweise des Sauerstoffvordrucks, der zeitlichen Sauerstoffmenge, der Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffs und des Lanzenabstandes eignet.The radiometric determination of the amount of droplets allows a particular accurate and sensitive measurement of the amount of droplets and results a measured value that is suitable for controlling the blowing conditions such as for example the oxygen pressure, the amount of oxygen over time, the exit velocity the oxygen and the distance between the lances.

Die vorerwähnten Variablen lassen sich in Abhängigkeit vom Messwert einzeln oder auch zu mehreren ändern. Insoweit ergibt sich ein breites Spektrum von Maßnahmen zum Einstellen einer optimalen Tröpfchenmenge und damit optimaler Frischbedingungen, so daß im Einzelfall die Möglichkeit besteht, diejenige Maßnahme auszuwählen, die den angestrebten Zweck am schnellsten und am besten erfüllt. Je nach der Art des Frischverfahrens kommen auch bestimmte Variable nicht infrage, oder es kommen verfahrensspezifische Variable dazuO So kann die Auswahl der zu verändernden Variablen beim Frischen im Elektroofen, im Siemens-Martin-Ofen oder in einem Kaldo-Rotor unterschiedlich sein. In der Möglichkeit, den für das jeweilige Frischverfahren günstigsten Verfahrensparameter entsprechend der gemessenen Eisentröpfchenmenge zu ändern, liegt ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im allgemeinen dürfte es jedoch vorteilhaft sein, die erforderliche Tröpfchenmenge mit Hilfe des Lanzenabstandes und/oder des Sauerstoffvordrucks sowie der Sauerstoffmenge einzustellen.The aforementioned variables can be adjusted depending on the measured value change individually or in groups. In this respect, there is a broad spectrum of measures to set an optimal amount of droplets and thus more optimal Fresh conditions, so that in individual cases there is the possibility of that measure select the one that fulfills the intended purpose fastest and best. Ever Depending on the type of fresh process, certain variables are also out of the question, or process-specific variables are added O So the selection of the Variables when freshening in the electric oven, in the Siemens-Martin oven or in a Kaldo rotor be different. In the possibility of that for the respective fresh process most favorable process parameters according to the measured amount of iron droplets to change is a particular advantage of the method according to the invention. In general however, it should be advantageous to use the Set the lance distance and / or the oxygen pressure and the amount of oxygen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Darstellung eines Konverters mit einer Mess- und Steuervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens des näheren erläutert.The invention is illustrated below with the aid of a schematic representation a converter with a measuring and control device for carrying out the invention Process of the detailed explained.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einem Konverter mit einem Stahlblechmantel 1 und einem Futter durchführen, das aus üblichen Konvertersteinen 2 und einer Stampfschicht 3 besteht, in die im Bereich der Schlackenzone ein in üblicher Weise an einer positiven Spannung liegender Impulszähler 22 hineinragt, der die von den Metalltröpfchen in der Schlacke ausgehenden Impulse registriert. Der Ausgang des Impulszählers 22 ist über eine Leitung 23 mit einem Verstärker 24 verbunden. Vom Verstärker 24 führt eine Leitung 10 zu einem Rechner 11, der die Messwerte des Impulszählers 22 nach einem bestimmten Programm in Steuersignale umsetzt. Die Steuersignale gelangen über Leitungen 12, 13 zu Regelventilen 15, 16 in einer Feinkalkleitung 17 und einer Sauerstoffzuleitung 18 sowie über eine Steuerleitung 14 zu einer Hubvorrichtung 19 zum Verstellen einer über eine flexible Leitung 20 mit den Zuleitungen 17, 18 verbundenen Blaslanze 21.The inventive method can be in a converter with a Perform sheet steel jacket 1 and a lining made of conventional converter stones 2 and a tamped layer 3, in which in the area of the slag zone an in Pulse counter 22 normally connected to a positive voltage protrudes, which registers the impulses emanating from the metal droplets in the slag. The output of the pulse counter 22 is connected to an amplifier 24 via a line 23 tied together. From the amplifier 24 a line 10 leads to a computer 11, which Converts measured values of the pulse counter 22 into control signals according to a specific program. The control signals arrive via lines 12, 13 to control valves 15, 16 in one Fine lime line 17 and an oxygen supply line 18 and a control line 14 to a lifting device 19 for adjusting a via a flexible line 20 blower lance 21 connected to supply lines 17, 18.

Entsprechend der von dem Impulszähler 22 gemessenen Tröpfchenmenge stellt der Rechner 11 die Blasbedingungen, beispielsweise den Sauerstoffvordruck oder die Sauerstoffmenge mit Hilfe des Regelventils 16 oder den Abstand der Lanze 21 mit Hilfe der Hubvorrichtung 19 ein, bis der von dem Impulszähler gemessene Istwert mit dem für die angestrebte Stahlqualität unter Berücksichtigung der Roheisen- und Schlackenzusammensetzung entsprechenden Sollwert übereinstimmt. Dies geschieht so oft, wie es während des Frischens zu einer nennenswerten Differenz zwischen Soll- und Istwert kommt. Das kann selbstverständlich auch dann der Fall sein, wenn die durch den Impulszähler gemessene Tröpfchenmenge größer als die Sollmenge ist.According to the amount of droplets measured by the pulse counter 22 the computer 11 sets the blowing conditions, for example the oxygen pressure or the amount of oxygen using the control valve 16 or the distance between the lance 21 with the aid of the lifting device 19 until the actual value measured by the pulse counter with that for the desired steel quality taking into account the pig iron and Slag composition corresponds to the corresponding setpoint. This is how it is done often, as there is a noticeable difference between the target and actual value comes. This can of course also be the case if the The amount of droplets measured by the pulse counter is greater than the target amount.

Claims

Claims: 1. A method for controlling the freshness during Refining of pig iron, in particular by the top-blowing oxygen process, in which the blowing conditions as a function of the amount of iron droplets in the slag according to patent application P 26 51 922.2-24, d a d u r c h g e -k It is noted that radionuclides are added to pig iron and that the Droplet amount is measured radiometrically.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the radiometric measured value for controlling the oxygen pre-pressure, the Temporal amount of oxygen, the exit speed of the oxygen from the Lance opening and the lance spacing is used individually or side by side.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, a pulse counter (22) whose output to a computer (11) with control lines (12, 13, 14) to control valves (15, 16) switched in the lance supply lines (17, 18) and a lance lifting device (19) is.