DE3134744A1 - Verfahren zum frischen von stahl - Google Patents
Verfahren zum frischen von stahlInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/35—Blowing from above and through the bath
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Description
Patentanwälte D;pi.-ing.'Curt WalIach
— Dipl.-lrig.-JSünther Koch
H Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach
Dipl.-lng. Rainer Feldkamp
D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 240275 · Telex 5 29513 wakai d
Datum: 2. September 1981
Unser Zeichen: 17 280 - K/Ap
Anmelder: British Steel Corporation
33 Grosvenor Place
London SW1X 7JG
England
London SW1X 7JG
England
Titel: Verfahren zum Frischen von-Stahl
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Frischen von Metall und insbesondere auf ein Verfahren
zum Frischen von Stahl, bei dem während eines Frischzyklus ein Frischgas, beispielsweise
Sauerstoff, auf die obere Oberfläche einer in einem Frischgefäß enthaltenen Schmelze durch eine über der
Schmelze angeordnete Lanze eingeblasen wird und zusätzlich ein Bewegungs- oder Behandlungsgas gelegentlich
zusammen mit Festkörperbestandteilen in Pulver- oder Granulatform direkt in die Schmelze über Düsenrohre
eingeblasen wird, die durch die Wand des Gefäßes unter der Oberfläche der Schmelze einstehen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Frischen von Stahl, bei dem ein Frischgas auf die obere Oberfläche
der Schmelze in einem Frischgefäß über eine über der Schmelze angeordnete Lanze eingeblasen
wird, und zusätzlich ein Umwälz- oder Behandlungsgas direkt in die Schmelze durch wenigstens ein Düsen-
rohr eingeblasen wird, welches in die Schmelze unter der Oberfläche derselben einsteht, wobei zu Beginn
des Frischzyklus die Frischgaslanze in einer vorbestimmten Höhe über der Schmelze angeordnet wird und
die Gasströmungsrate für die Gasdüsenrohre auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Höhe der Lanze und die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren in wenigstens einer
Stufe im Verlauf des Frischzyklus vermindert werden, und daß die Höhe der Lanze und die Gasströmungsrate
nach den Düsenrohren nach dem Ende des Frischzyklus zu erhöht werden.
Die Sauerstofflanze kann in ihrer Höhe aus der ursprünglichen Lage in mehreren Stufen abgesenkt
werden, und sie kann in gleicher Weise am Ende des Frischzyklus über mehrere Stufen angehoben
werden. In gewissen Fällen kann die Lanzenhöhe am Schluß des Frischzyklus gleich der ursprünglichen
Höhe sein.
In gleicher Weise können die Gasströmungsraten nach
den Düsenrohren in mehreren Stufen vermindert und dann in mehreren Stufen erhöht werden. Ebenso kann
die Gasströmungsrate am Ende des Frischzyklus die gleiche sein wie zu Beginn des Zyklus.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Kombination von den hierin beschriebenen Verfahrensstufen eine
überraschend günstige Auswirkung auf die Qualität des während des Frischvorganges erzeugten Stahles
hat. So ergibt eine relativ hohe anfängliche Gas-Strömungsrate der Düseneinblasrohre eine hohe anfängliche
Umwälzungsrate innerhalb der Schmelze, die
eine übermäßige Schlackenoxydation verhindert, während die Lanze in einer relativ großen Höhe zum
Zwecke der Schlackenverflüssigung angeordnet ist, und außerdem wird die Entkohlung verbessert. Mit
dem Absinken der Sauerstofflanze und der Erhöhung der Entkarbonisierung auf ein Maximum im Mittelteil
des Frischzyklus erfolgt eine wesentliche Durchmischung des Bades aus der Lanzengasreaktion, und die
Gasinjektionsrate kann dann auf einen Wert vermindert
werden, der geeignet ist um eine Zirkulationstiefe innerhalb der Schmelze vorzusehen. Später während
des Frischzyklus wird die Sauerstofflanze angehoben, um das Frischverfahren abzuschließen und
die Entkarbonisierungsrate beginnt zu fallen, und dann wird die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren
erhöht, um eine erhöhte innere Umwälzung der Schmelze zu erreichen, damit eine abschließende Kohlenstoffentfernung
erfolgen kann und der Aufbau der Eisenoxidschlacke auf ein Minimum verringert wird.
Die spezielle Sauerstofflanzenhöhe und die Gasströmungsraten
nach den Düsenrohren hängen von der Zusammensetzung des Ausgangsmetalls und dem Frischgefäß
ab, sowie von der Quantität und Qualität des Schrotts und anderer Zusätze, beispielsweise Kalk.
Diese Werte können auch in Abhängigkeit von dem zu erzeugenden Stahl, der Größe des Konverters, der
Ausbildung der Frischlanze und der Form und Zahl der Injektionsdüsenrohre geändert werden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
25
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Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und
Figur 2 in tabellarischer Form eine Darstellung der Beziehung zwischen der Lanzenhöhe und der Injektions-Gasströmungsrate
in einem erfindungsgemäßen Frischverfahren.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein
16-Minuten-Frischzyklus in Verbindung mit einem Konvertergefäß 1 mit einem Nenninhalt von 140 Tonnen benutzt,
wobei das Material aus Hochofenmetall 2 mit
etwa 1% Silicium bestand.
Dabei wurde eine mit drei Öffnungen versehene, über
der Schmelze angeordnete Sauerstofflanze 3 benutzt,
die eine Einblasrate von etwa 453 m3/Minute (16,000
Kubikfuß pro Minute) aufwies.
Außerdem wurden zwei konzentrische Doppelröhrendüsen 4 benutzt, um ein Mischgas einzuspritzen, welches
aus Luft besteht, die durch ein inertes Gas abgeschirmt
wird.
Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß die Lanzenhöhe, die durch die Linie 5 gekennzeichnet ist, zu Beginn
des Frischvorganges etwas über 1,4 m über der Oberfläche der Schmelze lag, und der Gesamteingang der
Gasströmung, der durch die Linie 6 gekennzeichnet ist, hatte eine Rate von anfänglich 12000 m3/h.
Nach vier Minuten wurde die Lanzenhöhe auf ein Meter vermindert, und die Gesamtgasströmungsrate wurde auf
1000 m3/h vermindert. Kalkzusätze, die durch die
Linie 7 gekennzeichnet sind, wurden der Schmelze während der ersten 6 Minuten des Frischzyklus zugesetzt,und
am Ende des Zyklus wurde die Gasströmungsrate auf 800 m3/h vermindert. Nach 13 Minuten und bei
der Annäherung an das Ende des Frischzyklus wurde
die Gasströmungsrate auf 1000 m3/h angehoben ,und
nach 14 Minuten wurde die Lanzenhöhe auf etwa 1,2 m erhöht.
Die Kombination der Lanzenbewegungen und die Änderungen
der injizierten Gasströmungen haben sich in überraschender Weise als besonders wirksam bei der Erzeugung
von gefrischtem Stahl gezeigt.
Im folgenden werden zwei weitere Arbeitsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Herstellung von mit Silicium beruhigtem mit
Bohr vergüteten Stahl mit einer anfänglichen Schmelzzusammensetzung, die 4,6% Kohlenstoff, 0,89% Mangan,
0,11% Phosphor, 0,16% Schwefel und 1,8% Silicium aufwies. Der Frischzyklus dauerte 14,7 Minuten.
Während der ersten 5 Minuten des Zyklus wurden 15,7 Tonnen Kalk zugesetzt. Der Lanzendüsenauslaß lag
anfänglich 1,8 m über der Schmelze. Er wurde nach 3 Minuten auf 1,4 m vermindert und nach 7,2 Minuten
auf 1,1 m. Nach 14 Minuten wurde die Lanze auf 1,8 m
angehoben. Die gesamte Düsenrohr-Gasströmungsrate betrug zu Beginn 1000 m3/h, um eine schnelle Siliciumentfernung
zu gewährleisten. Sie wurde dann auf 650 m3/h nach 2 Minuten vermindert, und nach 14 Minuten auf
800 m3/h erhöht. Die endgültige Stahlzusammensetzung wies 0,14% Kohlenstoff, 0,42% Mangan, 0,017% Phosphor
und 0,12% Schwefel auf.
Das zweite Ausführungsbeispiel betrifft die Erzeugung
von halbberuhigtem vergüteten Stahl mit einer anfänglichen
Schmelzezusammensetzung mit 4,5% Kohlenstoff, 0,80% Mangan, 0,1% Phosphor, 0,026% Schwefel
und 0,97% Silicium. Der Frischzyklus dauerte 15,5 Minuten. Während der ersten 5,3 Minuten des Zyklus
wurden 11,4 Tonnen Kalk zugesetzt. Der Lanzen-Düsenausgang lag anfänglich 1,9 m über der Schmelze.
Diese Höhe wurde nach 4,5 Minuten auf 1,5 m herabgesetzt und nach 5,2 Minuten auf 1,1m. Nach 14,5
Minuten wurde die Lanze auf 1,5 m angehoben. Die Gesamtdüsenrohr-Gasströmungsrate begann mit 850 m3/h
und wurde nach 10 Minuten auf 650 m3/h und dann auf 850 m3/h nach 14 Minuten erhöht. Die Endstahlzusammensetzung
wies 0,075% Kohlenstoff, 0,30% Mangan, 0,005% Phosphor und 0,015% Schwefel auf.
-4A-
Leerseite
Claims (8)
1. Verfahren zum Frischen von Stahl, bei dem ein Frischgas auf die obere Oberfläche der Schmelze
in einem Frischgefäß über eine über der Schmelze angeordnete Lanze eingeblasen wird und zusätzlieh
ein Umwälz- oder Behandlungsgas direkt in
die Schmelze durch wenigstens ein Düsenrohr eingeblasen wird, welches in die Schmelze
unter der Oberfläche derselben einsteht, wobei zu Beginn des Frischzyklus die Frischgaslanze
in einer vorbestimmten Höhe über der Schmelze angeordnet wird und die Gasströmungsrate für
die Gasdüsenrohre auf einen vorbestimmten Wert eingestelIt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Lanze und die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren in wenigstens einer Stufe im Verlauf des Frischzyklus vermindert werden, und daß die Höhe der Lanze und die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren nach dem Ende des Frischzyklus zu erhöht werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Lanze und die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren in wenigstens einer Stufe im Verlauf des Frischzyklus vermindert werden, und daß die Höhe der Lanze und die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren nach dem Ende des Frischzyklus zu erhöht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze aus ihrer anfänglichen Stellung
in mehreren Stufen abgesenkt wird. 25
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Lanze nach dem Ende des Frischzyklus in einer einzigen
Stufe vergrößert wird.
30
30
.:.". . .L 313A7U
r.-x.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze in ihre anfängliche Höhe am Ende des Frischzyklus zurückgeführt
wird.
5
5
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmungsrate nach den Düseneinblasrohren während einer
einzigen Stufe vermindert wird. 10.
6. Verfahren nach Anspruch -1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmungsrate nach den Düseneinblasrohren am Ende des
Frischvorganges in einer einzigen Stufe vergrößert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 zum Frischen einer Eisenschmelze von 130 bis 160 Tonnen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lanzenauslaßhöhe anfänglich auf einen Wert zwischen 1,5 m
und 2,0 m über der Schmelze eingestellt wird, und daß die Höhe danach auf einen Wert zwischen
1,0 m und 1,5 m während des Frischzyklus vermindert wird, und daß die Höhe dann am Ende des
Frischzyklus auf einen Wert zwischen 1,5 m und 2,5 m erhöht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmungsrate nach den Düsenrohren anfänglich zwischen
700 m3/h und 1000 m3/h liegt und danach auf
einen Wert zwischen 500 m3/h und 700 m3/h
während des Frischzyklus vermindert wird, und daß diese Gasströmungsrate dann am Ende des
Frischvorganges auf einen Wert zwischen 700 m3/h
und 1000 m3/h angehoben wird.
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