DE2729071C3

DE2729071C3 - Method for controlling the freshness process when refining pig iron

Info

Publication number: DE2729071C3
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: 1980-06-04
Also published as: DE2729071A1; DE2729071B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein 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 51 922.The invention relates to a method for controlling the fresh process when refining pig iron especially according to the oxygen top-blowing method, in which the amount of that is in the slag Iron droplets measured and the lance spacing and / or the amount of oxygen as a function of the Droplet amount can be adjusted, 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, its iron content and droplet distribution depend on the blowing conditions as well as the composition of the iron and the slag depends. Since the total surface of the Droplet is about one hundred times the size of the bath surface, the metabolism in the fresh reactions largely determined by the iron droplets.

Oberhalb der kritischen Blasbedingung, d. h. insbe- ^r>n sondere 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 t>o 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 M 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 Blasbedingung, ie in particular ^r> n sondere a critical amount of oxygen and / or a lance critical distance, the amount of the droplet or the ratio can be set of iron to slag in the iron / slag / gas emulsion. Conversely, this opens up the possibility of changing or setting the blowing conditions based on the measured amount of iron droplets in the slag so that an optimal amount of droplets and thus an optimal metabolism results for the desired freshness. This in turn allows t> o a control of the dephosphorization and decarburization process, since there is a direct relationship between the amount of droplets in the slag on the one hand and the decarburization and dephosphorization speed on the other. The amount of droplets M is therefore an indicator of the progress of the dephosphorization and decarburization reaction. Which of the possible droplet parameters, droplet volume, weight, surface and number of droplets is used as a basis for the measurement is of no decisive importance, since the established relationship applies to all parameters.

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 es 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 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 jeweiligen Düsenkonstruktionen bestimmten Ausbildung des Sauerstoffstrahles abhängig ist Besonders geeignet ist der Sauerstoffvordruck und die Sauerstoffmenge, die über das Druckverhältnis P\IPi und mit einem sich aus den konstruktiven Daten der Blasdüsen der Lanze ergebenden Korrekturfaktor die Sauerstoffaustrittsgeschwindigkeit 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. 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 practice, it is therefore necessary to measure the amount of iron droplets in the iron / slag / gas emulsion in order to determine whether 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 in the event of a deviation from the specified target value, the blowing conditions are changed until the measured iron droplet amount corresponds to the specified target value 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 can be changed or adjusted. In addition, depending on the measured deviation, a lance with a different nozzle design can also be used, since the amount of droplets also depends on the formation of the oxygen jet determined by the respective nozzle design and using a correction factor resulting from the design data of the blower nozzles of the lance, determine the oxygen exit velocity. The exit velocity of the oxygen in turn determines the mass momentum of the oxygen jet and thus directly the amount of iron droplets that get into the slag. For example, the mean droplet diameter is smaller with soft blowing, ie with freshening with a relatively low exit speed of the oxygen jet, and thus the amount of droplets and total surface area of the droplets is greater than with hard blowing with higher exit speed 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. 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.Experiments have shown in this connection that the small metal droplets in the direction of a Accelerating the dephosphorization effect, while the large droplets when blowing hard the 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 To accelerate dephosphorization or to prefer it compared to decarburization. In order to produce a steel, which has a relatively high carbon content and 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 now based on the object of the aforementioned method 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 According to the invention, radionuclides are added to the pig iron and the amount of droplets mentioned is measured radiometrically.

Das radiometrische Bestimmen der Tröpfchenmenge erlaubt ein besonders genaues und empfindliches Messen der Tröpfchenmenge und ergibt einen Meßvert, der sich entsprechend gut zur Steuerung der Blasbedingungen wie beispielsweise des Sauerstoffvordrucks, der zeitlichen Sauerstoffmenge, der Austrittsge-The radiometric determination of the amount of droplets allows a particularly precise and sensitive Measure the amount of droplets and give a Meßvert, which is accordingly 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 eignetthe speed of the oxygen and the distance between the lances suitable

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 schnellster, 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 unterschiedlich sein. In der Möglichkeit, den für das jeweilige Frischverfahren günstigsten Verfahrenspararr.eter entsprechend der gemessenen Eisentröpfchenmenge zu ändern, liegt ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Jm 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 that measure select the one that fulfills the intended purpose fastest, and best Depending on the nature of the Fresh process, certain variables are also out of the question, or process-specific Variable in addition. The selection of the variables to be changed when freshening in the electric oven, in the Siemens-Martin furnace or in a Kaldo rotor be different. In the possibility of choosing the most favorable process parameter for the respective fresh process Changing the amount of iron droplets measured is a particular advantage of the method according to the invention. In general, however, it should be advantageous to have the required amount of droplets set with the help of 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 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 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 sheet steel jacket 1 and a Perform feed, which consists of conventional converter stones 2 and a tamped layer 3, in the area of the In the slag zone, a pulse counter 22, which is normally at a positive voltage, protrudes The output of the pulse counter 22 registers pulses emanating from the metal droplets in the slag is connected to an amplifier 24 via a line 23. A line 10 leads from the amplifier 24 a computer 11, which converts the measured values of the pulse counter 22 into control signals according to a specific program converts the control signals 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 Adjustment of a blowing lance 21 connected to the supply lines 17, 18 via a flexible line 20.

Entsprechend der von dem Impulszähler 22 gemessenen Tröpfchenmenge stellt der Rechner 11 die Blasbedingungen, beispielsweise den Sauerstoftvordruck 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 of the lance 21 with the help of the lifting device 19 until the of the Pulse counter measured actual value with that for the desired steel quality taking into account the Pig iron and slag composition match the corresponding target value. This happens so often, How there is a significant difference between the setpoint and the actual value during the freshening process? That can naturally also be the case if 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. Method for controlling the fresh process when refining pig iron, in particular after Oxygen inflation method in which the amount of The iron droplets in the slag and the lance spacing and / or the amount of oxygen are measured can be adjusted depending on the amount of droplets, according to patent 26 51 922, d a by characterized in that radionuclides are added to the pig iron and the amount of droplets is measured radiometrically.

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. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by a pulse counter (22), the output of which is sent to a computer (11) with control lines (12, 13, 14) to control valves (15, 16) in the lance feed lines (17 , 18) and a lance lifting device (19) is connected .

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