DE3216772C2 - Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke - Google Patents

Abstract

Bei dem Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter dient die Verwendung eines Teiles der flüssigen Konverterschlacke zur Erhöhung der Schlackenbasizität und als Grundlage für die schnelle Auflösung der Zuschläge zur Erreichung der Sättigung. Hierdurch wird eine Verbesserung der Haltbarkeit der Konverterausmauerung erreicht. Um die Sättigung der Schlacke über den gesamten Frischprozeß zu erreichen, müssen die hierfür benötigten Zuschlagstoffe der verwendeten flüssigen Konverterschlacke vor bzw. bei Blasbeginn zugesetzt werden. In Verbindung mit der Verwendung flüssiger Konverterschlacke und durch Setzen des Schrottes und der Hauptkalkmenge erst nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit ist ein Zwischenabziehen der kieselsäurereichen und eisenoxidularmen Anfangsschlacke möglich. Dadurch kann die für das Fertigfrischen erforderliche Schlackenmenge verringert werden, was wiederum zu einer reduzierten Kalkmenge, einem erhöhten Schrotteinsatz und einer Verbesserung des Rohstahlausbringens führt.

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Sättigung der Schlacke erforderliehe MgO-Menge in feinkörniger Form von Blasanfang bis zum Zwischenabschlacken nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit zusammen mit einem Frischmittel eingeblasen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge in Form von Dolomit eingebracht wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Dolomit eingebrachte Kalkmenge beim Einbringen der Kalkrestmenge vor dem Weiterblasen in Abzug gebracht wird.

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, von der nach Blasende und Stahlabstich die Hälfte der Schlacke abgezogen wird.

Aus der deutschen Patentanmeldung DK-PS 30 40 630 ist bereits ein Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unter Verwendung von flüssiger Konverterschlacke bekannt, dessen Aufgabe der Schutz der basischen Konverterausmauerung vor allem in der kritischen Anfangsphase des Friedens durch Hebung der Schlackenbasizität und somit eine Verbesserung der Haltbarkeit der basischen Ausmauerung ist. Hierfür werden in der genannten Anmeldung geeignete Verfahrenskombinationen vorgeschlagen.

Die vorliegende Erfindung hat neben der Aufgabe, die Haltbarkeit von basischen Ausmauerungen weiter zu verbessern, des weiteren zum Ziel, die für den Schlackenprozeß benötigte Kalkmenge zu senken, den Schrotteinsatz zu erhöhen und das Ausbringen von Rohstahl zu verbessern.

In Kenntnis der Vorteile bei Verwendung von flüssiger Konverterschlacke schlägt die Erfindung in konsequenter eigenständiger Weiterentwicklung eine Verfahrenskombination vor, die sich in einigen Schritten wesentlich von der zitierten DE-PS 30 40 630 unterscheidet.

Der grundlegende Gedanke hierbei ist der, den Siliziumdioxidgehalt der Schlacke, der wiederum bestimmend ist für die Schlackenmenge, durch Zwischenabschlacken zu reduzieren.

Wie aus der DE-PS 30 40 630 bereits bekannt ist, setzen hohe Siliziumgehalte des Roheisens die Lebensdauer der basischen Feuerfestmaterialien herab. Daher gingen die Bemühungen dort in die Richtung, die Schlackenbasizität, vor allem in der Anfangsphase, durch Verwendung von zurückgehaltener flüssiger Konverterendschlacke zu erhöhen und eine Sättigung der Schlacke an MgO und Dikalziumsilikat über den gesamten Frischprozeß zu erreichen. Wegen der nur langsamen Auflösungsgeschwindigkeit ist der Einsatz fester schlackenbildender Materialien, wie er bereits vorbekannt war, nicht geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache aus, daß das Silizium des Roheisens in der Anfangsphase des Frischens verschlackt wird, und daher durch ein Zwischenabschlacken zum größten Teil abgezogen, d. h. entfernt werden kann.

Beim klassischen LD-Verfahren ohne Verwendung von flüssiger Konverterschlacke kann aber nach der Siliziumoxidation nicht abgeschlackt werden, da sich zu diesem Zeitpunkt noch keine flüssige Schlacke gebildet hat. Die LD-Schlacke ist zu Beginn des Frischverfahrens krümelig und nicht abschlackfähig, weil sich der bei Blasbeginn eingsetzte Kalk noch nicht gelöst hat.

Das erfindungsgemäße Vorgehen, nämlich das Abziehen der kieselsäurereichen Schlacke nach der Siliziumoxidation, ist also nur in Verbindung mit der Verwendung flüssiger Konverterschlacke und durch Setzen des Schrottes und der Hauptkalkmenge erst nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit möglich.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird in Anspruch 1 ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff vorgeschlagen, welches gekennzeichne· ist durch folgende erfinderische Verfahrenskombination:

-- daß der im Konverter verbleibenden Schlacke vor bzw. bei Blasbeginn etwa 10% der üblichen Kalkmenge zugesetzt werden,

— daß anschließend das Roheisen eingefüllt wird,

— daß der Schlacke zwei Drittel einer Menge von 4,0 bis 10,0 kg MgO je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes fa,) zugesetzt werden,

— daß nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit eine Schlackenmenge von etwa 20 bis 50 kg je t Stah! in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens abgezogen wird, ι ο

— daQ vor dem Weiterblasen die restliche Kalkmenge abzüglich einer Menge von 15%, bedingt durch das geringere Schlackenvolumen nach dem Zwischenabschlacken, zugesetzt wird,

— daß der Schrott eingesetzt wird,

— daß das restliche Drittel der nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (a) erforderlichen Menge an MgO zugesetzt wird,

— daß nach Blasende etwa zwei Drittel der Schlacke abgezogen werden und die im Konverter verbleibende Restmenge bei der folgenden Schmelze Verwendung Findet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vor Blasbeginn die halbe Menge einer an MgO und CaO bzw. Dikalziumsilikat gesättigten Schlacke einer vorher gefrischten Erstschmelze abgezogen. Von der üblichen Kalkmenge werden vor bzw. bei Blasbeginn nur etwa 10% eingesetzt Die MgO-Menge richtet sich, entsprechend dem Nomogramm a, nach dem Si-Gehalt des Roheisens. Hiervon werden allerdings vor bzw. bei Blasbeginn nur zwei Drittel der ermittelten Menge zugesetzt.

Nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit, also nach der Verschlackung des größten Teiles des Siliziums, wird der Konverter umgelegt und eine Menge von 20 bis 50 kg Schlacke je t Stahl abgezogen.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Restmenge an Kalk, die vor dem Weiterblasen zusammen mit dem Schrott und dem restlichen Drittel der erforderlichen MgO-Menge gesetzt werden muß, bedingt durch das reduzierte Schlackenvolumen, um etwa 15% gegenüber der üblichen Kalkmenge verringert werden kann.

Bei Blasende verbleibt etwa ein Drittel der Schlacke im Konverter, die bei der nachfolgenden Schmelze Verwendung findet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden in unerwarteter Weise alle eingangs gestellten Aufgaben gelöst. Die Verwendung der flüssigen Schlacke und der Einsatz von Dolomit zu Frischbeginn erhöht die Schlackenbasizität, führt zur Doppelsättigung der Schlacke und vermindert somit den Schlackenangriff auf die Konverterausmauerung. Die Schlacke ist nämlich von Blasbeginn bis Blasende an MgO und auch während der gesamten Blasezeit an Dikalziumsilikat gesättigt.

Bedingt durch das Zwischenabschlacken der kieselsäurereichen Schlacke kann über den gesamten übrigen Frischprozeß mit einer geringeren Schlackenmenge gefahren werden. Hierfür wiederum wird eine um ca. 15% verminderte Kalkmenge benötigt. Bei einer 200-t-Schmelze kann der Kalkverbrauch um etwa 1,5 t abgesenkt werden.

Der Schrott wird erst nach dem Zwischenabschlacken gesetzt. Da zu diesem Zeitpunkt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem verringertem Kalksatz gearbeitet wird, kann dafür eine höhere Schrottmenge, bei einer 200-t-Schmelze bis zu 3,5 t Schrott mehr, eingesetzt werden.

Bei dem üblichen Vorgehen des Abziehens der gesamten Schlackenmenge bei Blasende entsprechend dem LD-Verfahren enthält die Schlacke etwa 18 bis 20% Fe_ges. Wenn, verursacht durch das Zwischenabschlacken, bei dem die Schlacke nur etwa 4% Fe_gcs enthält, mit geringerem Schlackenvolumen weitergefrischt wird, sind die durch die Verschlackung bedingten Eisenverluste entsprechend niedriger. So können z. B. bei einer 200-t-Schmelze bis zu 0,75 t Stahl mehr als normal üblich ausgebracht werden.

Die für die Sättigung der Schlacke erforderliche MgO-Menge wird vorteilhafterweise nach Anspruch 2 von Blasbeginn bis zum Zwischenabschlacken nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit in feinkörniger Form zusammen mit einem Frischmittel eingeblasen.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach Anspruch 3 aus wirtschaftlichen Gründen die MgO-Menge in Form von Dolomit eingegeben. In diesem Fall kann nach Anspruch 4 die erforderliche Kalkmenge noch einmal um die über den Dolomit eingebrachten Kalkmenge reduziert werden.

Ein Beispiel soll den Verfahrensablauf nach den vorgeschlagenen Ansprüchen verdeutlichen.

Zunächst muß die flüssige Restschlackc gebildet werden. Hierfür wird in einem 200-t-Konverter eine LD-Schmelze nach dem üblichen Verfahren erzeugt. Vor Blasbeginn wird zusätzlich als MgO-Zuschlagstoff Dolomit gesetzt. Die erforderliche Menge läßt sich dem Nomogramm a in B i 1 d 1 entnehmen.

Bei Blasende wird die Hälfte der Schlacke (50 kg je t Stahl) abgezogen. Im Konveiter befinden sich dann 10 t Schlacke (50 kg je t Stahl). Dann wird 1 t Kalk eingesetzt. Dies sind etwa 10% des auf Grund der Roheisenanalyse üblichen Kalksatzes. Danach werden 172 t Roheisen eingefüllt mit folgender Analyse:

C 4.65, Si 0.66. Mn 0.50, P 0,09, S 0,010%

Dann erfolgt der Einsatz des Magnesiumoxids. Entsprechend dem Nomogramm a zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (Bild 1) wird für die vorliegende Roheisenanalyse eine Menge von 6,7 kg je t Stahl ermittelt, d. h. für eine 200-t-Schmelze werden 1340 kg benötigt. Da das MgO nach Anspruch 4 in Form von Dolomit mit einem MgO-Gehalt von 37% eingesetzt wird, errechnet sich eine Menge von 3620 kg. Hiervon werden, entsprechend dem Anspruchsbegehren, nur zwei Drittel der Menge, also 2425 kg vor Blasbeginn eingesetzt. Der anschließen- \

de Frischprozeß wird nach 25% der Gesamtfrä&hzeit unterbrochen, der Konverter wird umgelegt und es werden 30 kg je t Stahl, also insgesamt 6 t Schlacke abgezogen. Dann wird eine Stahl- und ScliTackenanalyse erstellt.

Bei einem SiCVGehalt von 30,43% in der Zwischenschlacke kann die Kieselsäure somit um 1826 kg verringert werden, was bei einem eingesetzten Roheisen mit 0,66% Si einem Abzug von 75% der maximal möglichen durch Verschlackung entstehenden Kieselsäure entspricht.

Nun wird die Restkalkmenge eingesetzt. Der Kalksatz errechnet sich nach dem Si-Gehalt des Roheisens zu 10,17 t. Nach Anspruch 4 wird die über den Dolomit eingebrachte Kalkmenge in Abzug gebracht. Bei einem Anteil von 58% CaO am Dolomit und einem Anteil von 92% Kalk im CaO ergibt sich eine Menge von

3620χ0,58 „_oo_. .. „
Ö92~^!— = 2280 kg Kalk,

die von dem Restkalk abzuziehen ist, also

1Ό,17 t—2,28 t = 7,89 t.

Diese Menge wird entsprechend dem Hauptanspruch und bedingt durch das nach dem Zwischenabschlacken geringere Schlackenvolumen um 15% der normalerweise üblichen gesamten Kalkmenge verringert. Somit beträgt dann die reduzierte Menge

7,89-1,5 t = 6,39 t.

Da bereits bei Blasbeginn 1 t Kalk eingesetzt wurde, beträgt die nunmehr erforderliche Restmenge nur noch 5,391.

Vor dem Weiterblasen wird zunächst der Schrott mit 50,5 f eingesetzt. Außerdem wird die nach dem Nomogramm a erforderliche Restmenge an MgO in Form von Dolomit in einer Menge von

3620-2425-1195 kg

eingesetzt.

Die Schmelze wird nun weiter gefrischt und ist nach 13,4 Minuten fertig. Die Endtemperatur beträgt 1636⁰C. Die Stahl- und Schlackenanalysen und die Basizität der Schlacke nach 25% und 100% der Blasezeit ergeben folgende Werte:

Blase- Stahlanalyse Schlackenanalyse Basizität

zeit % o/_o o/_o

C Si Mn P S Fe_ges SiO₂ MnO P₂O₅ CaO MgO CaO/SiO₂

25% 3,34 0,07 0,40 0,079 0,009 4,31 30,43 7,63 0,89 42,71 10.58 1,40
100% 0,04 - 0,12 0,013 0,008 19,24 13,42 5,84 2,01 43,12 6,64 3,21

Entsprechend dem Schlackenmengendiagramm b (Bild 2) sind bei einem eingesetzten Roheisen mit 0,56% Si 25 t Schlacke angefallen.

Nach dem Stahlabstich werden 15 t Schlacke, 75 kg je t Stahl, abgezogen. Für die nächste Schmelze 10 t Schlacke im Konverter = 50 kg je t Stahl.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Stahl im basischen Konverter unier Verwendung von flüssiger Konverterschlacke, bei dem nach einer ersten Schmelze eine an MgO und CaO bzw. Dilcalziunisilikat gesättigte Endschlacke anfällt, von der nach Blasende und Stahlabstich die Hälfte der Schlacke abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet,

— daß der im Konverter verbleibenden Schlacke vor bzw. bei Blasbeginn etwa 10% der üblichen Kalkmenge zugesetzt werden,

ίο — daß anschließend das Roheisen eingefüllt wird,

— daß der Schlacke zwei Drittel einer Menge von 4,0 bis 10,0 kg MgO je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (a) zugesetzt werden,

— daß nach etwa 20 bis 30% der Blasezeit eine Schlackenmenge von etwa 20 bis 50 kg je t Stahl in Abhängigkeit vom Si-Gehalt des Roheisens abgezogen wird,

— daß vor dem Weiterblasen die restliche Kalkmenge abzüglich einer Menge von 15%, bedingt durch das geringere Schlackenvolumen nach dem Zwischenabschlacken, zugesetzt wird,

— daß der Schrott eingesetzt wird,

— daß das restliche Drittel der nach dem Nomogramm zur Ermittlung des MgO-Zusatzes (a) erforderlichen Menge an MgO zugesetzt wird,

— daß nach Blasende etwa zwei Drittel der Schlacke abgezogen werden und die im Konverter verbleibende Restmenge bei der folgenden Schmelze Verwendung findet