DE2729071B2

DE2729071B2 - Method for controlling the freshness process when refining pig iron

Info

Publication number: DE2729071B2
Application number: DE19772729071
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(Grad.) 3151 Berkum Damme; Gustav Dr.-Ing. Mahn; Werner Dr.-Ing. Resch; Josef Dr.-Ing. 3150 Peine Schoop
Original assignee: STAHLWERKE PEINE-SALZGITTER AG 3150 PEINE
Current assignee: STAHLWERKE PEINE-SALZGITTER AG 3150 PEINE
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1977-06-28
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2729071C3; DE2729071A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Frischablaufs beim Frischen von Roheisen insbesondere nai'.i dem Sauerstoffaufblas-Verfahren, bei dem die Menge der in der i^hlacke befindlichen Eisentröpfchen gemessen und der Lanzenabstand und/oder die Sauerstoffmenge in Abhängigkeit von der Tröpfchenmenge eingestellt werden, nach Patent 26 51 922.The invention relates to a method for controlling the fresh process when refining pig iron especially nai'.i the oxygen inflation method, in which the amount of iron droplets in the lacquer is measured and the distance between the lances and / or the amount of oxygen can be adjusted depending on the amount of droplets, according to patent 26 51 922.

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 Tröpfchenverteilung 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 Eisentröpfchen bestimmt.The aforementioned method is based on the finding that when the oxygen is inflated on the Bath surface iron droplets arise, which get into the slag, so that during the refining process forms an iron / slag / gas emulsion, the iron content and droplet distribution of which depends on the blowing conditions and the composition of the iron and the Slag depends. Since the total surface area of the droplets is about one hundred times that of the Bath surface, the metabolism in the fresh reactions is largely due to the iron droplets certainly.

Oberhalb der kritischen Blasbedingung, d. h. insbesondere 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 Eniphosphorungs- 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 zugrunde gelegt wird, ist ohne entscheidende Bedeutung, da der festgestellte Zusammenhang für alle Parameter gilt.Above the critical blowing condition, i.e. H. in particular a critical amount of oxygen and / or a critical lance distance, the amount of droplets or the ratio of iron can be Set slag in the iron / slag / gas emulsion. Conversely, this opens up the possibility of the measured amount of iron droplets in the slag to change or change the blowing conditions. set that an optimal amount of droplets for the desired freshness and thus a results in optimal metabolism. This in turn allows the Eniphosphorungs- and the decarburization process to be controlled, since between the amount of droplets in the There is a direct relationship between slag on the one hand and the decarburization and dephosphorization speed on the other. The amount of droplets is hence an indicator of the progress of the dephosphorization and decarburization reaction. Which the possible droplet parameters, droplet volume, weight, surface and number of the measurement is taken as a basis is of no decisive importance, since the established relationship applies to everyone Parameter applies.

ϊ In der Praxis bedarf es mithin 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 esϊ In practice it is therefore necessary to measure the Amount of iron droplets in the iron / slag / gas emulsion to determine whether the fresh conditions are optimal. If the measured amount of iron droplets corresponds to a specified target value, then it is necessary

ίο keiner Änderung der Blasbedingungen, während die Blasbedingungen im Falle einer Abweichung von dem vorgegebenen Sollwert so lange geändert werden, bis die gemessene Eisentröpfchenmenge dem vorgegebenen Sollwert entspricht. Im Einzelfall können inίο no change in blowing conditions during the Blowing conditions can 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, in

ti 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 geändertti depending on the deviation found For example, the oxygen pressure in front of the lance, the amount of oxygen per unit of time, the exit speed of the oxygen jet at the nozzle opening and the lance distance from the bath surface changed 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 jeweiligen Düsenkonstruktionen bestimmten Ausbildung desor can be set. In addition, depending on the measured deviation, a lance with a different nozzle design can also be used, since the Droplet quantity also depends on the specific design of the nozzle design Sauerstoffstrahles abhängig ist Besonders geeignet ist der Sauerstoffvordruck und die Sauerstoffnienge, die über das Druckverhältnis P₁ZP₂ und mit einem sich aus den konstruktiven Daten der Blasdüsen der Lanze ergebenden Korrekturfaktor die Sauerstoffaustrittsge-Oxygen jet is dependent on the oxygen inlet pressure and the oxygen shortage, which via the pressure ratio P ₁ ZP ₂ and with a correction factor resulting from the design data of the blower nozzles of the lance, the oxygen outlet gas

JO schwindigkeit bestimmen. Die Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffs besiimmt ihrerseits den Massenimpuls des Sauerstoffstrahls und damit direkt die Menge der in die Schlacke gelangenden Eisentröpfchen. So ist beispielsweise der mittlere Tröpfchendurchmesser beiJO determine speed. The exit speed of the oxygen itself determines the mass momentum of the oxygen jet and thus directly the amount of iron droplets that get into the slag. So is for example the mean droplet diameter

J5 einem weichen Blasen, d. h. 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 AustrittsgeschwinJ5 a soft blister, i.e. H. at a freshness with relatively low exit speed of the oxygen jet, smaller and thus the droplet quantity and total surface of the droplets larger than in the case of hard blowing with a higher exit speed digkeit des SauerstoffstrahSes bei sonst gleichen Frischbedingungen.the oxygen jet remains otherwise the same Fresh conditions.

Versuche haben in diesem Zusammenhang ergeben, daß sich die kleinen Metalltröpfchen in Richtung einer Beschleunigung der Entphosphorung auswirken, wähExperiments have shown in this connection that the small metal droplets in the direction of a Accelerating the dephosphorization effect, wäh rend die großen Tröpfchen beim harten Blasen die Entkohlungsgeschwindigkeit erhöhen. Hier bietet sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit, durch Einstellen der Tröpfchenmenge unter Berücksichtigung des Tröpfchendurchmessers dierend the large droplets when blowing hard Increase decarburization speed. Here, within the scope of the method according to the invention, the Possibility of adjusting the amount of droplets taking into account the diameter of the droplets Entphosphorung zu beschleunigen bzw. im Vergleich zu der Entkohlung vorzuziehen, um einen Stahl herzustellen, der bei vergleichsweise hohem Kohlenstoffgehalt einen niedrigen Phosphorgehalt besitzt. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dasTo accelerate dephosphorization or to be preferred in comparison to decarburization in order to produce a steel with a comparatively high carbon content has a low phosphorus content. The invention is based on the object that

->5 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-> 5 methods mentioned at the beginning for controlling the Fresh flow or the blowing conditions depending on the amount of iron droplets in the slag further develop. The solution to this problem is that in the method of the initially

so erwähnten Art erfindungsgemäß dem Roheisen Radionukleide zugesetzt werden und die Tröpfchenmenge radiometrisch gemessen wird.so mentioned type according to the invention the pig iron radionuclides are added and the amount of droplets is measured radiometrically.

Das radiometrische Bestimmen der Tröpfchenmenge erlaubt ein besonders genaues und empfindlichesThe radiometric determination of the amount of droplets allows a particularly precise and sensitive Messen der Tröpfchenmenge und ergibt einen Meßwert, der sich entsprechend gut zur Steuerung der Blasbedingungen wie beispielsweise des Sauerstoffvordrucks, der zeitlichen Sauerstoffmenge, der Austrittsge-Measure the amount of droplets and give a measured value that is good for controlling the Blowing conditions such as the oxygen pressure, the amount of oxygen over time, the outlet

schwindigkeit des Sauerstoffs und des Lanzenabstandes eignet.speed of oxygen and the distance between the lances.

Die vorerwähnten Variablen lassen sich in Abhängigkeit vom Meßwert 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 Art des Frischverfahrens kommen auch bestimmte Variable nicht infrage, oder es kommen verfahrensspezifische Variable dazu. So kann die Auswahl der zu verändernden Variablen beim Frischen im Elektroofen, im Siemens-Martin-Ofen oder in einem Kaldo-Rotor is 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 changed depending on the measured value or several. To this extent, there is a broad spectrum of measures for setting an optimal amount of droplets and thus optimal fresh conditions, so that in individual cases there is the possibility of selecting that measure which fulfills the intended purpose most quickly and best. Depending on the type of fresh process, certain variables are also out of the question, or process-specific variables are added. The selection of the variables to be changed when frying in the electric oven, in the Siemens-Martin oven or in a Kaldo rotor can be different. A particular advantage of the method according to the invention lies in the possibility of changing the most favorable process parameter for the respective fresh process in accordance with the measured quantity of iron droplets. In general, however, it should be advantageous to set the required amount of droplets with the aid of the lance spacing 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 erläutertThe invention is based on a schematic representation of a converter with a Measuring and control device for carrying out the method according to the invention is explained in more detail

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einem Konverter mit einem Stahlblechmantel 1 und einem Futter durchführen, das aus üblichen Konvertersteinen 2 und einer Stampfschich' 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 Regeiventilen 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 sheet steel jacket 1 and a Perform feed, which consists of the usual converter stones 2 and a stamped layer '3, in the area of the In the slag zone, a pulse counter 22, which is normally at a positive voltage, protrudes the impulses emanating from the metal droplets in the slag are registered. The output of the pulse counter 22 is connected to an amplifier 24 via a line 23. A line 10 leads from the amplifier 24 a computer 11, which the measured values of the pulse counter 22 converts into control signals according to a specific program. The control signals arrive via lines 12, 13 to control valves 15, 16 in a fine lime line 17 and an oxygen supply line 18 and via a Control line 14 to a lifting device 19 for adjusting a via a flexible line 20 with the Supply lines 17, 18 connected blowing lance 21.

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, t.-.i der von dem Impulszähler gemessene Istwert mit uem 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 pre-oxygen pressure or the amount of oxygen using the Control valve 16 or the distance of the lance 21 with the aid of the lifting device 19, t .-. I of the Pulse counter measured actual value with uem for the Desired steel quality, taking into account the composition of the pig iron and slag Setpoint matches. This happens as often as there is significant during the freshening process There is a difference between the setpoint and the actual value. That can of course also be the case if the The amount of droplets measured by the pulse counter is greater than the target amount.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zum Steuern des Frischablaufs beim Frischen von Roheisen insbesondere nach dem Sauerstoffaufblas-Verfahren, bei dem die Menge der in der Schlacke befindlichen Eisentröpfchen gemessen und der Lanzenabstand und/oder die Sauerstoffmenge in Abhängigkeit von der Tröpfchenmenge eingestellt werden, nach Patent 26 51922, dadurch gekennzeichnet, daß dem Roheisen Radionukleide zugesetzt werden und die Tröpfchenmenge radiometrisch gemessen wird.1. Method for controlling the fresh process when refining pig iron, in particular after Oxygen top-blowing method in which the amount of iron droplets in the slag is measured and the distance between the lances and / or the amount of oxygen as a function of the amount of droplets are set, according to patent 26 51922, characterized in that the pig iron Radionuclides are added and the amount of droplets is measured radiometrically.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiometrische Meßwert zur Steuerung des Sauerstoffvordrucks, der zeitlichen Sauerstoffmenge, der Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffs aus der Lanzenöffnung und des Lanzenabstandes einzeln oder nebeneinander dient.2. The method according to claim 1, characterized in that the radiometric measured value for Control of the oxygen pressure, the amount of oxygen over time, the exit speed of the Oxygen from the lance opening and the lance spacing is used individually or side by side.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Impulszähler (22), dessen Ausgang auf einen Rechner (31) mit Steuerieitungen (12, 13, 14) zu Regelventilen (15,16) in den Lanzenzuleitungen (17, 18) und einer Lanzenhubvorrichtung (19) geschaltet ist.3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by a Pulse counter (22), the output of which goes to a computer (31) with control lines (12, 13, 14) Control valves (15, 16) in the lance feed lines (17, 18) and a lance lifting device (19) are switched is.