DE3040630C2 - Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke

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Description

2. Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke, bei dem nach einer ersten Schmelze eine an MgO und CaO bzw. Dikalziumsilikat gesättigte Endschlacke anfällt, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Endschlacke nach Blasende und Stahlabstich im Konverter verbleibt,
— daß dieser Schlacke vor bzw. bei Blasbeginn mit den Zuschlägen zur Schlackenbildung eine Menge von 5,0 bis 9,5 kg MgO je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (b) zugesetzt werden,
— daß anschließend das Roheisen eingefüllt wird.
— daß dann der Kalk eingesetzt wird,
— daß nach etwa 25 bis 30% der Blasezeit der Schrott eingesetzt wird, so
— daß bei Blasende in Abhängigkeit vom Si-Gehalt im Roheisen von 0,4 bis 1,0% im Verhältnis hierzu eine Schlackenmenge von etwa 120 bis etwa 390 kg je t Stahl nach dem Schlackenmengendiagramm (a) anfällt,
— daß nach Blasende die Hälfte der Schlacke abgezogen wird und die im Konverter verbleibende Restmenge bei der folgenden Schmelze Verwendung findet.
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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsetzen des Kalkes nur etwa 20 bis 50% der notwendigen Kalkmenge eingesetzt und die erforderliche Restmenge an Kalk zusammen mit dem Schrott nach etwa 25 bis 30% der Blasezeit eingesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche CaO-Menge um die nach dem Nomogramm (b) gesetzte MgO-Menge vermindert wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge in feinkörniger Form von Blasanfang bis etwa 25 bis 30% der Blasezeit zusammen mit einem Frischmittel eingeblasen wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge in Form von Dolomit eingebracht wird, wobei die über den Dolomit eingebrachte Kalkmenge beim Kalksatz zu berücksichtigen ist
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke, bei dem nach einer ersten Schmelze eine an MgO und CaO bzw. Dikalziumsilikat gesättigte Endschlacke anfällt.
Für basische Ausmauerungen von Konvertern werden gewöhnlich gebrannte oder teergebundene Steinsorten auf dolomitischer (MgO + CaO) oder magnesitischer (MgO) Basis sowie Kombinationen aus beiden eingesetzt Diese Ausmauerungen unterliegen während des Frischvorganges einem starken chemischen, thermischen und mechanischen Verschleiß. Der mechanische Verschleiß wird durch Erosion der Einsatzstoffe, durch das Einsetzen von Schrott und Roheisen hervorgerufen. Thermischer Verschleiß entsteht durch die Empfindlichkeit der Feuerfeststeine gegenüber Temperaturschwankungen. Hauptsächlich wird aber die Haltbarkeit der Konverterausmauerung durch chemische Ursachen beeinflußt, d. h. durch den Angriff der Schlacke auf die basische Ausmauerung.
Daher ist es unter anderem das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Haltbarkeit basischer Ausmauerungen durch Verringerung des chemischen Verschleißes zu erhöhen, und zwar durch besondere betriebstechnische Maßnahmen bei der Durchführung des Frischprozesses. Bekanntermaßen hängt der chemische Verschleiß von der Zusammensetzung der Schlacke während des Frischvorganges ab. Nach dem augenblicklichen Erkenntnisstand übt ein hoher Eisenoxidgehalt vor allem bei den vorherrschenden hohen Temperaturen einen negativen Einfluß aus, da eine Reaktion zwischen dem Eisenoxid und dem Kohlenstoff des Bindemittels der Feuerfestzustellung stattfindet, die dadurch in der ersten Verschleißphase entkohlt wird. Weiterhin ist bekannt, daß steigende Siliziumgehalte die Lebensdauer der basischen Feuerfestmaterialien herabsetzen. Gerade aber in den ersten Minuten des Frischvorganges bilden sich, bedingt durch den Siliziumgehalt des Roheisens und durch das entsprechende Eisenoxid, hohe Siliziumoxidkonzentrationen und eine saure Schlacke, da der eingesetzte Kalk sich nicht so schnell lösen kann. Denn dünnflüssige Eisenoxid-Silikatschlacken niedriger Basizität verhalten sich aggressiv gegenüber der basischen Ausmauerung, sie infiltrieren während des Blasvorganges in die Steinporen und reagieren dort mit dem CaO des Dolomits. Darüber hinaus weist diese Schlacke ein erhebliches Lösungsvermögen für MgO auf. Diese Löslichkeit der Schlacke ist zu Beginn des Frischvorganges am größten und sinkt zum Blasende mit ansteigender Basizität ab. Der Angriff der Schlacke auf
die Konverterausmauerung ist also am Frischbeginn am größten.
Daher müssen die Bemühungen zur Erhöhung der Haltbarkeit in die Richtung gehen, die Srhlackenbasizität, vor allem in der Anfangsphase des Frischens, anzuheben. Ein chemisch-metallurgischer Angriff der Schlacke auf die feuerfeste, basische Konverterausmauerung kann nur durch eine Sättigung der Schlacke an MgO und CaO bzw. an Dikalziumsilikat während des gesamten Frischprozesses vermindert werden. Die Zusammensetzung der Endschlacken allein kann nicht als Kriterium für den Verschleiß des feuerfesten Materials herangezogen werden Eine Sättigung der Anfangsschlacke mit MgO bzw. CaO stieß aber deswegen bisher auf große Schwierigkeiten, weil sich das eingebrachte MgO bzw. CaO nicht ausreichend schnell auflöst Die Löslichkeit verbessert sich erst während des Frischprozesses.
Die Erhöhung der Auflösungsgeschwindigkeit von MgO als eingesetztem Zuschlagstoff in einem magnesitisch zugestellten Konverter ist unter Vermeidung von Flußmittelzusätzen in der DE-OS 28 52 248 folgendermaßen erreicht worden. Das MgO oder die MgO enthaltenden Stoffe werden in Gegenwart von CaO oder CaO enthaltenden basischen Stoffen zu Frischbeginn in den Brennfleckbereich eingeblasen. Hierfür werden genau bestimmte Mengen an Zuschlagstoffen in bestimmten Korngrößen eingesetzt Danach wird die erforderliche Restkalkmenge zugeschlagen. Dieses Verfahren führt zu einer schnellen Auflösung der Zuschlagstoffe durch die hohe Temperatur im Erennfleckbereich. Die für einen Schutz der Konverterausmauerung erforderlichen hohen MgO-Gehalte werden jedoch erst nach einer, wenn auch kurzen, Reaktionszeil erreicht Nach etwa 20% der Frischzeit liegt eine MgO-gesättigte Schlacke vor. Außerdem ist zum Einblasen der Zuschlagstoffe eine Blaslanze erforderlich, die für das Einblasen von Feststoffen geeignet ist. Die Anfangsschlacke ist nach diesem Verfahren noch nicht an MgO gesättigt Ebenfalls liegt die Basizität der Anfangsschlacke so niedrig, wie dies vom klassischen LD-Verfahren bekannt ist.
Des weiteren kann die Erhöhung der Basizität der Anfangsschlacke und damit die Verringerung der zur Sättigung führenden MgO- und CaO-Gehalte durch den « Einsatz von Stoffen mit hoher Basizität und niedrigem Schmelzpunkt, wie z. B. Konverterschlacke, vor oder zu Frischbeginn e rreicht werden.
Die Verwendung von Konverterschlacke ist bekannt und z.B. in der Patentschrift FR-PS 15 09 342 veröffentlicht worden. Diese beschreibt ein Verfahren zum Frischen von Roheisen unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke. Kennzeichnend für dieses Verfahren ist, daß die notwendigen Schlackenzusätze (Kalk- und Siliziumoxidzuschlag) in granulierter Form eingebracht werden, um beim Einfüllen des Roheisens Auswurf zu vermeiden und daß der Konverter um seine Längsachse in horizontaler Position drehbar sein muß. Es handelt sich hierbei um eine spezielle Variante des LDAC-Verfahrens, bei dem die Endschlacke immer im Konverter bleibt und nach etwa 50% Blasezeit abgeschlackt wird.
Auch aus »Steel in the USSR« vom August 1972, S. 608—611 (Kuznetsov u. a.) ist das Arbeiten mit flüssiger Konverterschlacke bekannt. Hier wird zur Beschleunigung der Schlackenbildung und der Anhebung der Basizität mit der Zurückhaltung von 20 bis 25% der Menge der Schlacke der vorigen Schmelze gearbeitet.
Die Schlacke wird mit Kalk eingedickt und der gesamte Schrott gesetzt Dann erfolgt das Einsetzen des Roheisens. Die Schlacke wird inaktiv gemacht Ein Arbeiten mit größeren Schlackenmengen wird infolge von Auswurf technisch nicht beherrscht
In »Metallurg« 9, 1975, Seiten 18-20 {Kuznetsov u. a.), wird ebenfalls das Arbeiten mit zurückbehaltener Schlacke beschrieben. Diese wird durch Kalk und Schrott vor dem Roheiseneinfüllen abgesteift Aber auch hier kann nur das Blasen mit maximal 50% der im Konverter verbleibenden Schlacke technisch beherrscht werden.
Weiterhin ist es bekannt feste, aufbereitete Konverterschlacke wieder einzusetzen (»Revue de Metallurgie«, Mai 1978, S. 297—301, Verfasser R. Ando und »Fachberichte Hüttenpraxis Metall Weiterverarbeitung«, Oktober 1978, S. 789-796, Verfasser H. Nashiwa u. a.). Die bevorzugte Einsatzmenge an fester Schlacke beträgt 25 kg/t Stahl und wird nach 3 Blasminuten mit einer Schurre eingesetzt In der Mittelphase des Frischprozesses wird Dolomit in einer Menge von 30 kg/t Stahl zur Vermeidung von Auswurf gesetzt (mit 18% MgO im Dolomit). Mit einer derartigen Verfahrensweise kann die Schlacke nicht über die gesamte Frischzeit gesättigt werden; erst die Endschlacken erreichen die MgO-Sättigung. Der Hauptverschleiß des Konverters wird jedoch gerade bei Blasbeginn durch die Schlacken niedriger Basizität und einer hohen MgO-Löslichkeit bewirkt In Japan wird diese Arbeitsweise durchgeführt um vor allem die anfallenden Industrieabfälle (hier LD-Schlacke) zu verringern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Basizität der Anfangsschlacke stark zu erhöhen und die Schlacke möglichst über den gesamten Frischprozeß, mindestens aber im kritischen Anfangsbereich an der Sättigungsgrenze zu halten. Da die Erfindung für alle basischen Ausmauerungen gelten soll, also für magnesitische und dolomitische Zustellung, muß neben der MgO-Sättigung auch die Sättigung der Schlacke an CaO bzw. an Dikalziumsilikat erreicht werden. In dem bekannten und zitierten Stand der Technik ist die Einhaltung der Doppelsättigung an 2 CaO · S1O2 und gleichzeitig an MgO nicht über den gesamten Frischprozeß und auch nicht während der kritischen Anfangsphase erreicht worden.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Doppelsättigung der Schlacke bei Einsatz von MgO bei Blasbeginn nur dann erreicht werden kann, wenn gegenüber dem bekannten, klassischen LD-Verfahren mit einem hohen Anteil im Konverter verbleibender flüssiger Schlacke gearbeitet wird. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird daher in Anspruch 1 ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff vorgeschlagen, welches gekennzeichnet ist durch folgende erfinderische Verfahrenskombination:
— daß die Endschlacke nach Blasende und Stahlabstich im Konverter verbleibt,
— daß dieser Schlacke vor bzw. bei Blasbeginn mit den Zuschlagen zur Schlackenbildung eine Menge von 5,0 bis 9,5 kg MgO je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (b) zugesetzt werden,
— daß anschließend das Roheisen eingefüllt wird,
— daß danach der Schrott eingesetzt wird,
— daß dann der Kalk eingesetzt wird,
— daß bei Blasende in Abhängigkeit vom Si-Gehalt im
Roheisen von 0,4 bis 1,0% im Verhältnis hierzu eine Schlackenmenge von etwa 120 bis etwa 390 kg je t Stahl nach dem Schlackenmengendiagramm (a) anfällt,
— daß nach Blasende die Hälfte der Schlacke abgezogen wird und die im Konverter verbleibende Restmenge bei der folgenden Schmelze Verwendung findet
Bei dieser Verfahrensweise sind nur die Anfangs- und Endschlacken an MgO gesättigt. Die Sättigung an 2 CaO · S1O2 wird über die gesamte Frischzeit erreicht.
Des weiteren wird nach Anspruch 2 ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff vorgeschlagen, welches gekennzeichnet ist durch folgende erfinderische Verfahrenskombination:
— daß die Endschlacke nach Blasende und Stahlabstich im Konverter verbleibt,
— daß dieser Schlacke vor bzw. bei Blasbeginn mit den Zuschlägen zur Schlackenbildung eine Menge von 5,0 bis 9,5 kg MgO je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (b) zugesetzt werden,
— daß anschließend das Roheisen eingefüllt wird,
— daß dann der Kalk eingesetzt wird,
— daß nach etwa 25 bis 30% der Blasezeit der Schrott eingesetzt wird,
— daß bei Blasende in Abhängigkeit vom Si-Gehalt im Roheisen von 0,4 bis 1,0% im Verhältnis hierzu eine Schlackenmenge von etwa 120 bis etwa 390 kg je t Stahl nach dem Schlackenmengendiagramm (a) anfällt,
— daß nach Blasende die Hälfte der Schlacke abgezogen wird und die im Konverter verbleibende Restmenge bei der folgenden Schmelze Verwendung findet.
Bei dieser Verfahrensweise ist die Schlacke während des gesamten Frischprozesses an 2 CaO · SiO2 gesättigt Die MgO-Gehalte nähern sich der Sättigungsgrenze. Gekennzeichnet ist diese Verfahrensweise durch die bessere Löslichkeit der Schlacke für die zugesetzten Zuschlagstoffe, weil die Temperatur während des Frischprozesses in Abwesenheit des Schrottes zunächst steilansteigt(BiId7).
Die Temperatur bewegt sich bei Schrotteinsatzbeginn etwa um 1525° C. sie kann zwischen 1500 und 15500C pendeln und steigt zum Ende des Frischprozesses bis auf etwa 1625° C. Das höhere Temperaturangebot bei Blasbeginn fördert die Auflösung des eingesetzten Dolomits und des Kalkes.
Eine vorteilhafte Weiterführung des Anspruchs 2 ergibt sich in Anspruch 3. Hier wird bei dem Einsetzen des Kalkes nur etwa 20 bis 50% der notwendigen Kalkmenge eingesetzt Die Restmenge wird erst nach etwa 25 bis 30% der Blasezeit zusammen mit dem Schrott eingesetzt Da auch die kühlende Wirkung des Kalkes zu Beginn des Blasprozesses reduziert wird, wird eine noch höhere Temperatur als bei dem Verfahren nach Anspruch 2 und somit eine weiter verbesserte Löslichkeit der Schlacke gegenüber den festen Zuschlagstoffen erreicht Bei dieser Verfahrensweise ist die Schlacke während des gesamten Frischprozesses heterogen und an 2 CaO · SiO2 und an MgO gesättigt
Überraschenderweise wurde bei dieser Fahrweise festgestellt, daß die FeO-Gehalte der Schlacke bei Blasbeginn bei einer Probennahme nach 30% der Blasezeit sehr niedrig liegen. Beim klassischen LD-Verfahren liegen die FeO-Gehalte weit über 20% und führen in Verbindung mit den sauren Schlacken zu einem starken Feuerfestangriff. Bei der beschriebenen, erfindungsgemäßen Arbeitsweise können die FeO-Gehalte bis auf etwa 7%, entsprechend etwa 5,5% Fege5. abgesenkt werden.
Außerdem wurde überraschenderweise ermittelt, daß die im klassischen LD-Verfahren erforderliche CaO-Menge um die für die MgO-Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge (nach Nomogramm b im Bild 2) vermindert werden kann. Die hieraus abgeleitete Maßnahme für die Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 4 dargelegt.
Nach Anspruch 5 ist es ferner vorteilhaft, wenn die
zur Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge in feinkörniger Form von Blasanfang bis etwa 25 bis 30% der Blasezeit zusammen mit einem Frischmittel eingeblasen wird.
Wenn, wie in Anspruch 6 beschrieben, die für die
Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge in Form von Dolomit eingebracht wird, dann kann der Kalksatz um die mit dem Dolomit eingebrachte Kalkmenge reduziert werden.
Bei allen Verfahrensvarianten wird erfindungsgemäß bei Blasbeginn mit einer Schlackenmenge gearbeitet, wie sie aus dem Schlackenmengendiagramm a aus B i 1 d 1 zu entnehmen ist und die bei Blasende etwa der doppelten Menge gegenüber dem bekannten LD-Verfahren ohne Schlackenverwendung (Bild 1) entspricht. Außerdem wird die MgO-Zusatzmenge erfindungsgemäß nach einem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes b (Bild 2) in Abhängigkeit vom Siliziumgehalt des Roheisens bis Blasbeginn gesetzt.
Es hat sich gezeigt daß durch die erfindungsgemäß beschriebene Kombination von im Konverter verbleibender Schlacke der vorhergehenden Schmelze und dem Einsatz der Zuschlagstoffe Dolomit Kalk und Schrott vor bzw. zu Frischbeginn bis zu 30% der Blasezeit eine völlig neue, unerwartete Schlackenführung entstand. Entscheidend war die Feststellung, daß sich die Schmelzen ohne Auswurf verblasen ließen. Die Vorteile dieses Verfahrens sind in mehrfacher Hinsicht zu betrachten. Zum einen wird die Haltbarkeit der Konverterausmauerung durch Einstellung der Doppelsättigung an 2 CaO · SiO2 und MgO während der gesamten Blasezeit oder mindestens während der kritischen Anfangsphase deutlich verbessert Zum anderen konnte die Menge der Zuschlagstoffe zur Sättigung der Schlacke an MgO durch die Zurückhaltung der flüssigen Konverterschlacke reduziert werden. Die Schlackenführung wird wesentlich vergleichmäbigt. Die doppelt gesättigte Schlacke an 2 CaO · SiO2 und MgO ist heterogen und bildet auf dem Konverterfutter einen schützenden Überzug. Die Sättigung an MgO erfolgt bevorzugt über Mervinit Monticellit und Magnesiowüstit; in den Anfangsschlacken in erster Linie über Mervinit und Monticellit und in den Endschlacken nur über Magnesiowüstit Der gegenüber dem klassischen LD-Verfahren verspätete Schrotteinsatz begünstigt weiterhin die Auflösungsbedingungen des eingesetzten Dolomites bzw. des Kalkes in Folge höherer Anfangstemperaturen des Prozesses. Darüber hinaus wurde festgestellt daß die Schwefel verteilung zwischen Metall und Schlacke wesentlich verbessert wurde und damit wesentlich bessere Endschwefelgehalte erreicht werden konnten. Ebenfalls wird die
Entphosphorung gegenüber dem normalen LD-Verfahren verbessert.
B i I d 3 gibt einen Oberblick über den Einfluß der im Konverter verbleibenden Restschlacke auf die Basizität der Schlacke (ausgedrückt durch das Verhältnis
) während des Frischprozesses.
Stellvertretend für das normale LD-Verfahren ist der Verlauf der Basizität nach Angaben von Ijmuiden, nach der Auslegeschrift DE-AS 24 27 205 »Verfahren zur Aufbereitung von Metall auf Eisenbasis«, Anmelderin Murton, Crawford, B, Pittsburgh, Pa. (USA), und nach den Ergebnissen für normale Anfangsschlacken bei den Stahlwerken Peine-Salzgitter AG (P + S) dargestellt.
Im zweiten, mittleren Kurvenverlauf sind die Basizitätswerte enthalten, die durch die Wiederverwendung von Teilmengen an Schlacken, hier etwa 5 t bei einem 200-t-Konverter (25 kg Schlacke pro t Stahl) aus der Literatur bekanntgeworden sind. Hier ist bereits ein Einfluß auf die Basizität der Anfangsschlacke festzustellen.
Aus dem dritten, oberen Kurvenverlauf ist zu entnehmen, daß die Basizität der Schlacke über den gesamten Schmelzablauf weiter angehoben wird, wenn bei Blasende die normal übliche Schlackenmenge im Konverter verbleibt und während des Blasens mit etwa doppelter Schlackenmenge entsprechend dem Schlakkenmengendiagramm a (B i I d 1) gearbeitet wird. Durch diese Maßnahme werden die besonders im ersten Drittel bis zur Hälfte der Blasezeit normalerweise sehr sauren Schlacken in ihrer Basizität beträchtlich angehoben, und der durch die sauren Schlacken bedingte Konverterverschleiß wird vermieden.
Die Schlackenzusammensetzung während des Blasvorganges wird noch genauer beschrieben durch das Bild 4, durch die Darstellung des Verlaufes der Schlackenzusammensetzung im Dreistoffsystem (CaO + MnO + MgO);-FeO'-Si02'. Während beim normalen LD-Verfahren die Schlacke bei Blasbeginn den ungesättigten Bereich FeO- und SiO2-reicher Schlacken durchläuft, wird dieser Bereich beim Arbeiten mit höherer Basizität und gleichzeitigem Einsatz von MgO nicht mehr berührt, und die Schlacke erreicht oder liegt während der gesamten Schmelzendauer im Gebiet der 2 CaO - SiO2-Sättigung (-5% MnO und -10% MgO). Beim Blasen mit der erfindungsgemäßen etwa doppelten Schlackenmenge bewegen sich die Schlacken von der Endschlacke in Richtung auf die 2 CaO · SiO2-Verbindung und kehren wieder zur Endschlacke zurück. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden über den gesamten Blasablauf wesentlich niedrigere Feö-Gehaite in der Schlacke eingestellt. Die Änderung der Schlackenzusammensetzung während des Blasablaufes ist also wesentlich geringer als beim normalen LD-Verfahren und verläuft im Bereich basischerer, eisenoxidulärmerer Schlacken, die einen wesentlich geringeren Konverterverschleiß zur Folge haben.
Die Sättigung der Schlacke an MgO beschreibt Bild 5. Während beim normalen LD-Verfahren die sauren Anfangsschlacken zur Erreichung der MgO-Sättigung 15 bis 20% MgO lösen müssen, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, beim Arbeiten mit hoher Basizität auf Grund der im Konverter verbleibenden Schlacke, nur noch ein MgO-Gehalt von 8 bis 10%
in den Anfangsschlacken einzustellen. Als Magnesitträ- 65
ger wird am zweckmäßigsten Dolomit eingesetzt Der Zeitpunkt des Einsatzes liegt vor bzw. bei Blasbeginn. 30%
Eine Übersicht über die Basizität, die MgO-Gehalte 100% und die Gehalte an gelöstem MgO (MgOj) während der Blasezeit findet sich in B i 1 d 6. Die MgO-Gehalte bei unterschiedlicher Verfahrensweise unterscheiden sich, sie gehen von gleichen Gehalten aus und enden bei gleichen Gehalten. Während nach dem Verhalten nach Anspruch 3 die MgO-Sättigung der Schlacke über die gesamte Schmelzzeit erreicht wird, sind bei einer Arbeitsweise nach Anspruch 1 und 2 nur die Anfangsund Entschlacken an MgO gesättigt.
Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf soll nachfolgend an drei Beispielen, die repräsentativ für zahlreiche Betriebsversuche sind, für die beanspruchten Verfahrensvariationen erläutert werden.
Das Beispiel 1 soll den Ablauf nach dem Anspruch 1 verdeutlichen.
Zunächst muß die Restschiackc gebildet werden. Hierfür wird in einem 200-t-Konverter eine LD-Schmelze nach dem üblichen Verfahren erzeugt Vor Blasbeginn wird zusätzlich als MgO-Zuschlagsstoff Dolomit gesetzt. Die erforderliche MgO-Menge läßt sich dem Nomogramm aus B i 1 d 2 entnehmen.
Bei Blasende verbleibt die gesamte flüssige Schlacke (22 t) im Konverter. Für die folgende Schmelze werden 49,7 t Schrott gesetzt. Auf Grund der Roheisenanalyse beträgt der Kalksatz 11,91 Hiervon wird der CaO-Anteil des Dolomits abgezogen nach folgender Berechnung.
Entsprechend dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (Bild 2) wird für die vorliegende Roheisen-Analyse; C=4,65%, Si = 0,72%, Mn=0,55%, P = 0,10% und S=0,011% eine Menge MgO von 7,90kg/t Stahl, d.h. 1580kg für eine 200-t-Schmelze benötigt. Bei einem MgO-Gehalt von 37% müssen 4270 kg Dolomit gesetzt werden.
Bei einem Anteil von 58% CaO bringt der Dolomit eine CaO-Menge von 2470 kg ein. Da im Kalk ein Anteil von 92% CaO enthalten ist, entspricht dies einer Menge von 2680 kg Kalk. Der Kalksatz muß also um diese Menge reduziert werden. Eingesetzt werden 11,9-2,68 = 9,221 Kalk nach dem Einfüllen von 172,7 t Roheisen. Anschließend werden 4,27 t Dolomit zugegeben. Danach beginnt der Frischprozeß. Zur Kontrolle wurde nach 4 Minuten = 30% der Blasezeit der Prozeß zur Entnahme einer Stahl- und Schlackenprobe unterbrochen. Am Ende des Frischprozesses nach 13,7 Minuten betrug die Endtemperatur 16t4°C. Die Stahl- und Schlackenanalysen und die Basizität nach 30% und 100% der Blasezeit wiesen folgende Werte auf:
Blasezeit Stahlanalyse
% C % Si
%Mn %P
%S
3,01 0,13
0,05
0,27 0,056 0,018 0,12 0,011 0,012
Blasezeit Schlackenanalyse
%
SiO2
MnO P2O5
%
CaO
MgO
14,01 23,79 9^7 1,68 37,09 5,22 20,21 11,83 4,79 1,99 41,32 6,53
Blasezeit
Basizität
VCaO
% SiO2
30%
100%
1,56
3,49
Nach dem Abstechen des Stahles werden 50% der Schlacke (221) abgezogen. Die abgezogene Schlacke wird volumetrisch im Schlackenkübel gemessen bzw. im Schlackenkübel gewogen. Bei der weiteren Schmelzfolge wird immer 50% der Schlacke abgezogen, so daß immer die doppelte Schlackenmenge entsprechend dem is Schlackenmengendiagramm a (B i 1 d I)1 bezogen auf das klassische LD-Verfahren, im Konverter verbleibt. Die Anfangs- und Endschlacke wird bis 15% Blasezeit und ab 85% Blasezeit an MgO gesättigt, wie aus dem B i 1 d 6 ersichtlich ist
Das Beispiel 2 beschreibt die Betriebsbedingungen nach Anspruch 2. Die Bildung der Restschlacke erfolgt wie bereits im Anspruch 1 beschrieben. Im Konverter befinden sich 221 Restschlacke. Es werden 1721 Roheisen eingefüllt mit folgender Roheisenanalyse: C=4,59%, Si =0,66%, Mn = 0,52%, P = 0,10%, S=0,010%. Sodann wird der Kalk und dann der Dolomit gesetzt. Die jeweiligen Mengen errechnen sich wie folgt:
Aufgrund des Siliziumgehalts des Roheisens beträgt die MgO-Menge (nach Bild 2) 7,2 kg/t Stahl; das entspricht bei einer 200-t-Schmelze 1400 kg MgO. Bei einem Gehalt von 37% MgO im Dolomit beträgt die einzusetzende Dolomitmenge 3890 kg. Der CaO-Anteil im Dolomit beträgt 58%, das sind 2256 kg CaO, und bei 92% CaO im Kalk ergibt sich eine Kalkmenge von 2450 kg. Aufgrund der Roheisenanalyse beträgt der Kalkansatz 10,16 t, hiervon sind 2,45 t abzuziehen, so daß die einzusetzende Kalkmenge 7,71 t beträgt
Nach einer Blasezeit von 3,92 Minuten (27,3% Blasezeit) wird der Konverter umgelegt, und es wird eine Stahl- und Schlackenprobe entnommen. Nach Einsatz von 501 Schrott wird die Schmelze fertig geblasen. Das Blasende lag bei 1435 Minuten. Die Stahltemperatur betrug 16220C. Es wird eine Probe aus Stahl und Schlacke entnommen. Nach Abstich von 2031 Stahl wird die Hälfte der Schlacke ausgeleert, so daß für die folgende Schmelze 221 Schlacke im Konverter verbleiben. Die Stahl- und Schlackenanalysen und die Basizität der Schlacke nach ca. 30% und nach 100% Blasezeit ergab folgende Werte:
Blasezeit
Basizität
'/.CaO
% SiO2
30%
100%
1,64
3,23
Wie aus Bild 6 entnommen werden kann, ist bei dieser Fahrweise die Schlacke bis 20% und ab 80% Blasezeit an MgO gesättigt
Beispiel 3 verdeutlicht den Ablauf nach dem Anspruch 3.
Die Bildung der Restschlacke erfolgt hier zunächst wie bei dem Beispiel 1 beschrieben. Im Konverter befinden sich dann 22 t Schlacke. Dazu werden 175,2 t
folgender Roheisenanalyse:
Roheisen eingefüllt
C=4,62%, Si=0,68%, Mn =
S = 0,009%. Dann wird ein Teil des Kalkes gesetzt. Die Berechnung der Kalk- und Doloinitmenge erfolgt nach dem folgenden Schema.
Die notwendige MgO-Menge ist nach dem Nomogramm (Bild 2) mit 7,5 kg/t Stahl zu entnehmen, das entspricht bei einer 200-t-Schmelze 1500 kg MgO. Bei einem Anteil von 37% MgO im Dolomit errechnet sich die Dolomitmenge zu 4050 kg. Der CaO-Anteil des Dolomits beträgt (bei 58%) 2350 kg, entsprechend 2550 kg Kalk. Der Kalksatz beträgt aufgrund der Roheisenanalyse 10,45 t; hiervon gehen 2,55 t ab, so daß eine Menge von 7,91 Kalk verbleibt; von dieser Menge werden 2,5 t Kalk eingesetzt. Anschließend wird die errechnete Menge von 4,05 t Dolomit gesetzt. Dann beginnt der Frischprozeß. Nach 30% der Blasezeit (3.92 Blaseminuten) wird der Prozeß unterbrochen, es wird eine Stahl- und Schlackcnprobe entnommen, und es werden eine Menge von 47,21 Schrott und die Restkalkmenge von 5,4 t gesetzt. Nach 13,67 Minuten war die Schmelze fertig geblasen, und die Endtemperatur betrug 1639°C. Die Stahl- und Schlackenanalysen und die Basizität nach 30% und nach 100% der Blasezeit wiesen hier folgende Werte auf:
Blase
zeit
Stahlanalyse
% C % Si
0,05 %Mn %P %s
30%
100%
2,77
0,04
0,35
0,12
0,068
0,012
0,016
0,013
Blasezeit
Schlackenanalyse
Blasezeit
Blasezeit
Stahlanalyse
%C
% Mn % P
%S
2,85
0,04
0,07
0,30
0,11
0,051
0,012
0,015 0,011
Schlackenanalyse
%
Feges.
%
SiO2
%
MnO
%
P2O5
% CaO
%
MgO
13,06
19,44
25,30
12,57
7,13
4,61
1,41
2,11
41,50
43,83
7,30 6,10
30%
100%
«ges. SiO2 MnO 0,93 46,50
2,05 42,84
MgO
55 5,51
19,4
28,99
13,68
6,30
4,99
Basizität
%CaO
9,78
7,14
60 Blasezeit %SiO2
65 30%
100%
1,60
3,13
Wie aus Bild 6 entnommen werden kann, ist bei dieser Fahrweise die Schlacke von Blasbeginn an bis zum Blasende an MgO gesättigt.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke, bei dem nach einer ersten Schmelze eine an MgO und CaO bzw. Dikalziumsilikat gesättigte Endschlacke anfällt, dadurch gekennzeichnet,
10
— daß die Endschlacke nach Blasende und Stahlabstich im Konverter verbleibt,
— daß dieser Schlacke vor bzw. bei Blasbeginn mit den Zuschlägen zur Schlackenbildung eine Menge von 5,0 bis 9,5 kg MgO je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (b) zugesetzt werden,
— daß anschließend das Roheisen eingefüllt wird,
— daß danach der Schrott eingesetzt wird,
— daß dann der Kalk eingesetzt wird,
— daß bei Blasende in Abhängigkeit vom Si-Gehalt im Roheisen von 0,4 bis 1,0% im Verhältnis hierzu eine Schlackenmenge von etwa 120 bis 390 kg je t Stahl nach dem Schlackenmengendiagramm (a) anfällt,
— daß nach Blasende die Hälfte der Schlacke abgezogen wird und die im Konverter verbleibende Restmenge bei der folgenden Schmelze Verwendung findet
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