DE3247757A1

DE3247757A1 - Blaslanze zur pulver-aufblase-veredlung und verfahren zur entkohlung und veredlung (raffination) von stahl unter einsatz derselben

Info

Publication number: DE3247757A1
Application number: DE19823247757
Authority: DE
Inventors: Takeo Hyogo Aoki; Kaoru Kyoto Shimme; Masayuki Kobe Taga
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-12-25
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1983-07-14
Also published as: GB2112914A; SE8207331D0; GB2112914B; US4426224A; SE8207331L; FR2519024A1; FR2519024B1; SE451199B

Description

Blaslanze zur Pulver-Aufblase-Veredlung und Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) von Stahl unter Einsatz derselben

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung (Raffination) zum Einsatz für das Blasen eines veredelnden Zusatzstoffs in Pulverform wie eines Flußmittel-Pulvers unter Vakuum in ein geschmolzenes Metall wie geschmolzenen Stahl.

In neuerer Zeit besteht ein zunehmender Bedarf an der Entwicklung qualitativ hochwertiger metallischer Materialien. Die Anforderungen betreffen unter anderem verbesserte mechanische Eigenschaften und eine erhöhte Genauigkeit bei der gezielten Beeinflussung der chemischen Bestandteile. Vorwiegend besteht eine auf die Erfüllung dieser Anforderungen abzielende Arbeitsweise in der Praxis darin, daß ein in einem Konverter, einem elektrischen Ofen oder einem anderen geeigneten Ofen veredeltes Metall unter Vakuum weiter raffiniert wird, damit ein Metall mit den angestrebten Eigenschaften und der gewünschten Zusammensetzung erzeugt wird.

Zum Zwecke einer solchen weiteren Raffination wird ein Raffinations-Zusatzstoff in Pulverform durch eine Aufblase-Lanze in Strahlform auf das geschmolzene Metall geblasen. Da das Ziel eines solchen Aufblase-Verfahrens mittels einer Lanze darin besteht, das Raffinationspulver in das geschmolzene Metall hineinzublasen, ist es. wesentlich, die Strömungsgeschwindigkeit des in das geschmolzene Metall eindringenden Pulvers zu erhöhen. Weiterhin ist zu beachten, daß der mögliche Verschleiß

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des Inneren der Lanze auf ein Mindestmaß gesenkt wird. Zur Erfüllung dieser Forderungen werden Lanzen eingesetzt, die die Bauart eines einzelnen, geraden Rohres besitzen.

In Verbindung mit dem Einsatz von Lanzen dieser üblichen Art werden verschiedene Maßnahmen zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases durchgeführt, um die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers zu erhöhen. Bei einer Lanze, die in Form eines einzelnen geraden

Rohres ausgebildet ist, liegt jedoch die Schwierigkeit darin, daß die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases an eine obere Grenze der letzteren stößt (die höchstens bei Mach 1 liegt), wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers zwangsläufig niedriger als

Mach 1 sein muß. Daneben besteht die Tendenz, daß der Verschleiß des Inneren der Lanze proportional zu der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers zunimmt. Da das Aufblasen mit Rücksicht auf hitzebedingte Schaden an der Lanze in einem bestimmten Abstand ober-

halb der Oberfläche des geschmolzenen Metalls durchgeführt werden muß, liegt ein weiteres Problem darin, daß die Gefahr gegeben ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers sich erheblich vermindert, bevor dieses die Oberfläche des geschmolzenen Metalls erreicht,

so daß sie nicht mehr imstande ist, ein hinreichendes Eindringen des Pulvers in das geschmolzene Metall zu bewirken.

Somit weist eine Lanze, die die Bauart eines einzelnen, geraden Rohres besitzt, die folgenden Nachteile auf:
(1) Sie unterliegt zwangsläufig Grenzen, die keinerlei Versuche zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers zu überwinden vermögen .

(2) Sie führt während des Blasvorgangs zu einem beträchtlichen Verlust an Pulver als Flug an ihrem vorderen Ende.

(3) Der Flächenbereich, in dem die Pulverströme auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls auftreffen, ist so ausgedehnt (d.h. das Pulver ist so weitgefächert dispergiert), daß die Eindringtiefe des Pulvers in das geschmolzene Metall begrenzt ist.

Mit einer derartigen Lanze ist es in der Praxis unmöglich, das Fortschreiten verschiedenartiger Reaktionen zwischen dem Pulver und dem geschmolzenen Metall über ein gewisses beschränktes Maß hinaus zu ermöglichen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung verfügbar zu machen, die eine wesentliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers bei seinem Auftreffen auf das geschmolzene Metall erlaubt, ohne zum Verschleiß ihres Inneren durch die Pulverströme Anlaß zu geben, so daß sie ermöglicht, daß das Pulver mit dem geschmolzenen Metall während einer ausreichenden Zeitdauer in Berührung gelangt, und demgemäß zu einer erheblichen Vergrößerung des Bereichs der Reaktions-Grenzfläche und einer Beschleunigung der Reaktion zwischen Pulver und geschmolzenem Metall führt, wodurch sich eine Verkürzung der Raffinationszeit sowie eine Vergrößerung der Eindringtiefe des Pulvers erreichen lassen.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung verfügbar zu machen, die eine flexible Festsetzung der Raffinations-Bedingungen auf der Grundlage unabhängig

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voneinander getroffener Entscheidungen über die Menge der Pulver-Zugabe und der Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers erlaubt.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) verfügbar zu machen, das unter Einsatz der genannten Lanze die Erzeugung eines hochreinen, nichtrostenden Stahls oder eines hoch-manganhaltigen Stahls mit einer Kohlenstoff-Konzentration [_ C_7 von weniger
als 0,0014 % in dem Stahl im geschmolzenen Zustand gestattet, deren Erzeugung bisher industriell für unmöglich gehalten wurde.

Diese und weitere Ziele und neuartigen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Fig. 1 stellt eine schematische Ansicht der Unterseite einer Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung dar.

Fig. 2 stellt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in der Fig. 1 dar.

Fig. 3 ist eine erläuternde Darstellung, die veranschaulicht, wie das Pulver unter Einsatz einer herkömmlichen Lanze von oben her aufgeblasen wird.

Fig. 4 zeigt eine erläuternde Darstellung, die veranschaulicht, wie das Pulver unter Einsatz der Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung von oben her aufgeblasen wird.

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Fig. 5 stellt eine schematische Ansicht einer¹ Vakuum-Sauerstoff-Entkohlungs-Raffination (VOD refining) unter Einsatz der Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung des Fortschreitens der Entschwefelung unter Vakuum bei Einsatz der Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung sowie im Vergleich dazu den entsprechenden Vorgang bei Einsatz einer herkömmlichen Lanze.

Fig. 7 zeigt eine erläuternde Darstellung, die das herkömmliche Verfahren der Entkohlung und Raffination veranschaulicht.

Fig. 8 zeigt eine erläuternde Darstellung, die den Arbeitsgang der Entkohlung und Raffination von Stahl unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Pulver-Einspeisungsrate und der Änderung von /.~C_7.

Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Einspeisungsrate des pulverförmigen Entkohlungsmittels und der Geschwindigkeitskonstante der Entkohlungsreaktion.

Fig. 11 zeigt eine graphische Darstellung der Wirkung des Chromoxid-Mischungsanteils auf die Entkohlungsrate.

Fig. 12 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Höhe der Lanze und der Eindringtiefe des Pulvers.

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Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Tests über die Auswirkung der Pulver-Einspeisungsrate auf die Eindringtiefe des Pulvers.

Fig. 14 zeigt eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Tests über die Auswirkung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases auf die Eindringtiefe des Pulvers.

Fig. 15 zeigt eine graphische Darstellung der Änderung von l_ C_7 während des Arbeitsganges der Raffination von Kohlenstoff-Stahl mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 16 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Einspeisungsrate des Entkohlungsmittels und der Geschwindigkeitskonstante der Entkohlungsreaktion.

Nachdem seitens der Anmelderin eine Reihe von Untersuchungen mit einer herkömmlichen Lanze mit dem Ziel der Überwindung der im Vorstehenden erwähnten Schwierigkeiten durchgeführt worden waren, wurden aufgrund der
Ergebnisse folgende Erwägungen angestellt:

(a) Eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers sollte sich wirksam dadurch erzielen lassen, daß ein Gasrohr für die Einspeisung eines Gases zur Beschleunigung der Strömung des Pulvers angebracht wird und diese Beschleunigung unter Vakuum herbeigeführt wird, nachdem das Pulver die Rohrleitung verlassen hat und getrennt von dem Strahl des Trägergases vorliegt, dessen Strömungsgeschwindigkeit beim Versuch ihrer Beeinflussung Grenzbedingungen unterliegt.

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(b) Zum vorgenannten Zweck sollte die Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung die Bauweise eines Doppelrohres besitzen, wobei das innere Rohr, ähnlich wie bei dem konventionellen Verfahren erforderlich ist, der Einspeisung des Gases (des Trägergases) einschließlich des Pulvers dient und das äußere Rohr so ausgelegt ist, daß es Gas herausschleudert in Form von strahlförmigen Gasströmen aus einer einer Mehrzahl von Laval-Düsen (die jeweils eine Bohrung mit einer Mittelachse besitzen, die unter einem bestimmten Winkel zu der Mittelachse der Lanze geneigt sind) , so daß das Pulver nach seinem Austritt in seiner Strömung beschleunigt und für ein tiefes Eindringen in das geschmolzene Metall hinein zum Konvergieren gebracht wird.

Die vorliegende Erfindung beruht auf den vorerwähnten Befunden und Überlegungen und dazu durchgeführten experimentellen Untersuchungen.

Dementsprechend umfaßt die Blaslanze zum Pulver-Aufbla-0 sen für die Veredlung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konstruktion aus zwei Rohren, die aus einem inneren Rohr für den Durchgang des Pulvers und des das Pulver transportierenden Trägergases und einem äußeren Rohr für den Durchfluß eines die Strömung des Pulvers beschleunigenden Gases besteht, wobei das vordere Ende des äußeren Rohres nur über eine Vielzahl von Laval-Düsenöffnungen offen ist.

Die Laval-Düsenöffnungen sollten vorzugsweise so unter einem Winkel angeordnet sein, daß die aus ihnen austretenden Gasströme direkt unterhalb der Lanze zusammentreffen, um die Ströme des Pulvers konvergent zu

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bündeln. Für den praktischen Betrieb ist es zweckmäßig, die Anordnung der Laval-Düsen so vorzunehmen, daß die Ströme an der Oberfläche des geschmolzenen Metalls zusammentreffen.

Die Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 stellt eine Ansicht der Unterseite einer Form
der Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in der Fig. 1. Die Lanze 1 besteht aus einem inneren Rohr 2 für den Durchgang des Pulvers und des Trägergases für dieses und
einem äußeren Rohr 3 für den Durchgang des den Pulverstrom beschleunigenden Gases. Das vordere Ende 4 des äußeren Rohres 3 ist nur über drei Laval-Düsenöffnungen 5 offen, und die Mittenachse jeder der Laval-Düsenöffnungen ist gegen die Mitte der Lanze leicht geneigt.
Der Schnittwinkel zwischen der Achse des inneren Rohres 2 und den Düsenöffnungen 5 ist als in der Fig. 2 eingezeichnet. Die Zahl der Düsenöffnungen 5 kann auch vier oder mehr betragen.

Wenn bei Einsatz einer derartigen Lanze ein Trägergas
wie Argon (Ar) zusammen mit einem Raffinationspulver wie einem Flußmittel aus dem inneren Rohr 2 herausgeblasen wird und ein Beschleunigungsgas wie Ar aus den Laval-Düsenöffnungen 5 des äußeren Rohres 3 in Form von Strahlen herausgeschleudert wird, wird das Pulver durch das beschleunigende Gas in seiner Strömung beschleunigt und gebündelt, so daß es tief in das geschmolzene Metall eindringt.

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Die Fig. 3 veranschaulicht schematisch den Zustand des Pulver-Aufblasens bei Verwendung einer herkömmlichen Lanze 1' von der Bauart eines einzelnen geraden Rohres. In gleicher Weise zeigt die Fig. 4 schematisch den Zustand während eines solchen Blasevorgangs, bei dem die Lanze 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, sind bei einer herkömmlichen Lanze Verluste durch Flug unvermeidbar, und die Eindringtiefe des Pulvers in das geschmolzene Metall 6 ist unbedeutend. Im Gegensatz dazu werden im Fall des Einsatzes der Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung die Pulverströme aus den Düsenöffnungen gut konvergent gebündelt, ohne daß Verlust durch Flug auftritt, und die Fläche des Auftreffens auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls 6 ist klein, wie aus der Fig. 4 deutlich zu ersehen ist. Man erkennt, daß das Pulver tief in das geschmolzene Metall eindringt. Das Verhalten des Pulvers beim Eindringen in das geschmolzene Metall wurde abgeleitet aus den auf der Grundlage von Ergebnissen 0 der Versuche an mit Wasser betriebenen Modellen. Ein Leistungsvergleich zwischen der Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung und einer Lanze der herkömmlichen Bauart aus einem einzelnen geraden Rohr unter den gleichen Bedingungen ergab, daß bei Verwendung von Pulvern mit relativ niedrigem spezifischem Gewicht wie gebranntem Kalk die erfindungsgemäße Lanze etwa das Doppelte der Leistung der herkömmlichen Lanze und bei Verwendung von Pulvern mit höherem spezifischen Gewicht wie Eisenerz das Dreifache der Leistung der herkömmlichen Lanze erbrachte.

Versuche wurden durchgeführt über die Vakuum-Sauerstoff-Entkohlung (VOD) eines Stahls mit 19 % Chrom und

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die Pulver-Aufblase-Entschwefelung desselben unter Einsatz eines 2,5 t-Vakuum-Induktionsofens, der wie in der Fig. 5 dargestellt mit Hochfrequenz-Energie betrieben wird. In der Fig. 5 bezeichnet die Zähl 11 eine Vorrichtung zur Bestimmung von Temperatur-Meßwerten; 12 bezeichnet eine Vakuum-Leitung; 13 bezeichnet die Hochfrequenz-Spule, 14 bezeichnet einen Behälter, 15 bezeichnet einen porösen, stopfenartigen Verschluß, und 16 bezeichnet einen Aufnahmetrichter für den Zusatzstoff.

Die chemischen Bestandteile des geschmolzenen Rohstahls aus dem in den Versuchen eingesetzten Stahl mit 19 % Chrom und die entsprechenden Werte des geschmolzenen Rohstahls vor und nach dem Pulveraufblasen sind in der
Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Chemischer Bestandteil (Gew.-%)
Si Mn P S Cr Fe +

Verunr.-

geschmolzener
Rohstahl vor dem
Pulver-

Aufblasen nach dem
Pulver-Aufblasen

0,80 0,22 0,20 0,012 0,010 19,0 Rest

0,02 0,15 0,17 0,012 0,010 18,7 Rest

0,02 0,17 0,17 0,012 0,0002 18,8 Rest

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Als Pulver-Zusatzstoff wurde ein gemischtes Flußmittel-Pulver aus 74 Gew.-% CaO, 16 Gew.-% CaF- und 10 Gew.-% SiO- verwendet.

Die verwendete Lanze enthielt ein inneres Rohr 2, d.h. eine Zentraldüse, mit einem Durchmesser von 5 mm, die von 3 Laval-Düsenoffnungen 5 mit einem Durchmesser von jeweils 2 mm umgeben war, wobei diese Laval-Düsenöffnungen unter einem Winkel oO= 3° angeordnet waren. Das Trägergas Ar wurde mit einer Rate von 0,3 m³/min.t

(Normalbedingungen) eingespeist; die Flußmittel-Einspeisungsrate betrug 2 kg/min.t. Durch die Düsenöffnungen 5 wurde Ar-Gas mit einer Rate von 0,45 m³/min.t (Normalbedingungen) oder mit einer Geschwindigkeit von Mach 3,8 hineingeschleudert, um die Strömung des PuI-

vers zu beschleunigen. Der Druck der Raffinations-Atmosphäre betrug 26,7 mbar (20 Torr), die Temperatur des geschmolzenen Stahl während des Versuchs des Pulver-Aufblasens betrug 1600⁰C, und der Abstand zwischen der Lanze und der Oberfläche des geschmolzenen Stahls (Lanzen-Höhe) betrug 600 mm.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse in Bezug auf das Fortschreiten der Entschwefelung während eines Raffinationsvorgangs, der in der im Vorstehenden beschriebenen Weise unter Einsatz der

erfindungsgemäßen Lanze durchgeführt wurde; als Vergleichswerte angegeben sind diejenigen, die bei einem ähnlichen Arbeitsgang unter gleichen Bedingungen unter Einsatz der herkömmlichen Lanze mit der Bauart eines einzelnen geraden Rohres beobachtet wurden. Aus der

graphischen Darstellung geht hervor, daß die Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung ein bemerkenswertes Leistungsvermögen im Hinblick auf die Vergrößerung der

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Reaktionsgeschwindigkeit der Entschwefelung sowie die Erniedrigung des erreichbaren Grenzwertes der Schwefel-Konzentration /~S_7 besitzt.

Die Lanze gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders vorteilhaft für den Einsatz zur Erzeugung von Stahl mit außerordentlich niedrigem Kohlenstoff-Gehalt in geschmolzener Form. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Stahls wird nachstehend im einzelnen beschrieben.

Herkömmlicherweise wird ferritischer, nichtrostender Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff-Gehalt mittels des Verfahrens der Vakuum-Sauerstoff-Entkohlung (VOD) auf folgende Weise hergestellt:

Geschmolzener Rohstahl (mit einer Zusammensetzung von,
beispielsweise, 1,2 % C, 0,30 % Si, 0,30 % Mn, 0,026 % P, 0,006 % S, 19,0 % Cr, 0,010 % O und 0,035 % N), wie er in einem elektrischen Ofen erzeugt wird, wird in eine Gießpfanne überführt und dann zur Raffination in einen Vakuum-Behälter gegossen, wie er in der Fig. 7
dargestellt ist.

In der Fig. 7 bezeichnet die Zahl 21 eine Gas-(Sauerstoff-)-Aufblase-Lanze zur Entkohlungs-Raffination; 22' bezeichnet eine Vorrichtung zur Bestimmung von Temperatur-Meßwerten; 23 bezeichnet eine Vakuum-Leitung; 25

bezeichnet einen Behälter für die Aufnahme des geschmolzenen Stahls; 26 bezeichnet die Stahl-Schmelze; 27 bezeichnet einen porösen, stopfenartigen Verschluß zur Einspeisung des Gases (Ar oder dergleichen) zum Rühren der Schmelze, und 28 bezeichnet einen Trichter,

der den Zusatzstoff (Additiv) aufnimmt. Die Raffination

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wird in diesem Gefäß in der Weise durchgeführt, daß zur Entkohlung Sauerstoff von oben aufgeblasen wird, während das Rühr-Gas durch den porösen Stopfen unter einem Druck von 173 bis 0,80 mbar (130 bis 0,6 Torr) eingespeist wird.

Der mit Hilfe eines solchen herkömmlichen VOD-Verfahrens erzeugte Stahl besitzt im wesentlichen die nachstehende Zusammensetzung, sofern der Rohstahl die im Vorstehenden angegebene Zusammensetzung besitzt:

0,02 bis 0,06 % C; 0,10 bis 0,20 % Si; 0,10 bis 0,20 % Mn; 0,026 bis 0,027 % P; 0,005 bis 0,006 % S; 18,0 bis 18,7 % Cr; 0,065 % O und 0,008 % N.

Als Verfahren zur Entkohlung und Raffination zuiti Zweck einer weiteren Verringerung des Kohlenstoff-Gehalts in dem Stahl steht ein Hochvakuum-Entkohlungsverfahren zur Verfügung, bei dem die Entkohlung unter Benutzung des während des Sauerstoff-Aufblase-Vorgangs an der Oberfläche der Stahlschmelze gebildeten Chromoxids als Sauerstoff-Quelle durchgeführt wird.

Bei dieser Behandlung hängt nun die Entkohlungsrate von der C-Konzentration zu der gegebenen Zeit ab, und infolgedessen ist die Entkohlungsrate desto niedriger, je niedriger die C-Konzentration ist. Aus diesem Grunde dauert die Gewinnung eines geschmolzenen Stahls mit extrem niedrigem Kohlenstoff-Gehalt eine beträchtliche Zeitspanne. Zur Verringerung dieses Zeitbedarfs sollte die C-Konzentration vor der Stufe der Hochvakuum-Entkohlung soweit wie möglich gesenkt werden. Wenn jedoch die dem Verfahrensschritt der Hochvakuum-Entkohlung vorangehende Entkohlung mittels Sauerstoff-Blasen

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durchgeführt wird, lagert sich mit hoher Wahrscheinlichkeit das Chromoxid, das von dem Augenblick an erzeugt wird, in dem der Kohlenstoff-Gehalt auf einen Wert von 0,1 bis 0,4 % gesenkt worden ist, als Masse
auf der Oberfläche der Stahlschmelze ab, wodurch es schwierig wird, in der nachfolgenden Stufe der Hochvakuum-Entkohlung die Rührbewegung in der Stahl-Schmelze und Schlacke durchzuführen. Dies hat eine ungenügende Bewegung, eine verringerte Entkohlungsrate und damit letztlich eine längere Behandlungszeit zur Folge. Die mittels eines solchen Verfahrens erreichbare C-Konzentration in dem geschmolzenen Stahl liegt bestenfalls bei 0,008 bis 0,012 %.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wurden zwei Verfahrensweisen vorgeschlagen. Die eine besteht darin, große Mengen Gas an mehreren Stellen vom Boden der Gießpfanne her in die Stahlschmelze einzuleiten und dadurch eine kräftige Rührwirkung zu erreichen, wodurch die Reaktion zwischen dem geschmolzenen Stahl und dem
an der Oberfläche des geschmolzenen Stahls schwimmenden Chromoxid beschleunigt wird. Die andere Verfahrensweise besteht darin, die Menge des sich an der Oberfläche der Stahlschmelze abgesetzt habenden Chromoxids dadurch auf einen geeigneten Betrag zu verringern, daß ein Teil
desselben oder der Schlacke mit einer hohen Konzentration mittels Fe-Si oder dergleichen reduziert und danach ein Flußmittel zugesetzt wird, um eine fließfähige Schlacke aus CaO-SiO„-Cr„O, mit niedrigem Schmelzpunkt und einem gewissen Oxidationsvermögen zu erzeugen.

Bei Einsatz eines der beiden vorgenannten Verfahren kann der erzeugte Stahl eine C-Konzentration von

0,005 % oder darunter besitzen, jedoch sind diese Verfahren mit den folgenden Problemen behaftet: Beim ersteren besteht die Schwierigkeit darin, daß die Möglichkeit des Schmelzens oder Abplatzens der feuerfesten Auskleidungsmaterialien an einer Vielzahl von am Boden der Gießpfanne oder an deren äußeren Umfang angebrachten Gaseinleitungsöffnungen erhöht werden kann. Weiterhin kann dadurch eine erhöhte Gefahr des Austretens von geschmolzenem Stahl gegeben sein. Aus diesem Grunde ist es in vielerlei Hinsicht fragwürdig, dieses Verfahren im praktischen Betrieb einzusetzen. Das letztere Verfahren kann zwar dahingehend wirksam sein, daß die Schlacke fließfähig gemacht wird, jedoch ist es mit dem Nachteil behaftet, daß in dem gleichen Maße, in dem die Menge der Zusatzstoffe zunimmt, die Gefahr einer Abnahme der Chromoxid-Konzentration besteht, woraus zwangsläufig eine Abnahme des Oxidationsvermögens resultiert. Dementsprechend ist es schwierig, mit Hilfe dieses letzteren Verfahrens im praktischen eine geeignete

Schlacke zu erzeugen.

Wenn nun die Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Raffination gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist es möglich, alle diese vorgenannten Schwierigkeiten, die wie ,im Vorstehenden erwähnt bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik auftreten, dadurch zu überwinden, daß Ströme des Entkohlungs- und Raffinations-Zusatzstoffes in Strahlform auf die Oberfläche der Stahlschmelze mit einer solchen Geschwindigkeit aufgeschleudert werden, die es ermöglicht, daß der Zu-

satzstoff (das Additiv) tief in die Stahlschmelze eindringt.

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Als Zusatzstoff (Additiv) für den Einsatz zur Entkohlung und Raffination geeignet sind sämtliche Pulver, die ein oder mehrere Materialien enthalten, die ausgewählt sind aus der aus Oxiden solcher Stoffe wie Chrom, Eisen, Mangan und Nickel bestehenden Gruppe. Jedes inerte Gas wie Ar oder jedes andere Gas wie Stickstoff-Gas N_ kann als Trägergas verwendet werden. Das beschleunigende Gas, das durch die Laval-Düsenöffnungen herausgeschleudert wird, sollte Uberschallgeschwindigkeit besitzen. Der Grad des Eindringens des Gases in die Stahlschmelze, der durch die Gleichung

Eindringtiefe

_ , _. - . des Pulvers
Pulver-Eindnng- _ . . _1nn

Verhältnis (%) ~ < _{Tiefe der} >

Stahlschmelze

bezeichnet wird, sollte durch geeignete Wahl der Lanzenhöhe und anderer notwendiger Faktoren vorzugsweise
auf 20 % oder mehr festgesetzt werden. In jedem Falle sollte das Pulver-Eindringverhältnis jedoch 15 % oder mehr betragen.

Wenigstens in einem Teil des Vakuum-Entkohlungs- und Raffinations-Verfahrens ist es möglich, die Reaktion
zwischen dem Zusatzstoff und dem geschmolzenen Stahl dadurch weiter zu verstärken, daß ein Raffinationsoder Rühr-Gas unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Stahl eingeleitet wird.

Das Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) von Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf ein Beispiel näher beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung zum Zwecke der Vakuum-Sauerstoff-Entkohlung (VOD) eines

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Stahls mit 19 % Cr unter Einsatz eines Vakuum-Induktionsofens (Fassungsvermögen: 2,5 t) , wie er in der Fig. 8 dargestellt ist, angewandt wurde.

Dieses VOD-Verfahren umfaßt eine Entkohlungsstufe, bei der Sauerstoff von oben auf den geschmolzenen Rohstahl aufgeblasen wird. In der Zone mit niedrigem Kohlenstoff-Gehalt der Entkohlungsstufe wird ein Teil des Chroms oxydiert und lagert sich in Form festen Chromoxids an der Oberfläche der Stahlschmelze ab. Zum Zwecke der Herstellung eines Stahls mit extrem niedrigem Kohlenstoff-Gehalt in geschmolzener Form wird der Arbeitsgang der Entkohlung und Raffination mittels des Einsatzes des Verfahrens des Pulver-Aufblasens gemäß der vorliegenden Erfindung im Anschluß an das Sauerstoff-Aufblasen durchgeführt, bevor sich das Chromoxid an der Oberfläche der Stahlschmelze in der Zone mit niedrigem Kohlenstoff-Gehalt ansammelt.

Der geschmolzene Stahl 36 wurde mit Hilfe der Hochfrequenz-Energie zuführenden Spulen 34, die um den Behälter 35 des in der Fig. 8 dargestellten Vakuum-Induktionsofens angeordnet waren, auf 1600⁰C gehalten. Gas wird durch die Vakuum-Leitung 33 abgesaugt, um den Druck auf 26,7 mbar (20 Torr) zu halten. Als Entkohlungs-Pulver 39, das auf die Oberfläche der Stahlschmelze 36 aufgeschleudert wurde, wurde eine Pulver-Mischung aus, beispielsweise, 95 % Cr₃O₃, 4 % TiO_ und 1 % anderem und einer Teilchengröße von 0,074 mm (200 mesh) oder weniger verwendet. Das Pulver wurde aus der Blaslanze 1 gemäß der vorliegenden Erfindung von oben her auf die Stahlschmelze mit hoher Geschwindigkeit aufgeschleudert, wobei Argon (Ar) als Trägergas verwendet wurde.

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Die Lanze 1 hatte, wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellten, drei Laval-Düsenöffnungen 5 mit jeweils einem Durchmesser von 2 mm und einem Neigungswinkel von 3°. Mit Ar als Trägergas wurde das Entkohlungspulver mit
Mach 1 (unter einem Vakuum von 26,7 mbar (20 Torr)) aus der mit einem inneren Rohr 2 verbundenen Zentral-Düsen-Öffnung herausgeblasen, wobei diese Düsenöffnung einen Durchmesser von 5 mm aufwies. Mit Mach 3,8 (unter einem Vakuum von 26,7 mbar (20 Torr)) wurden Ströme von Ar-Gas aus den Düsen 5 herausgeschleudert, um die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Zentral-Düsenöffnung ausgeblasenen Entkohlungspulvers zu erhöhen.

Der Druck des Ar-Gases der Zentral-Düsenöffnung wurde auf 2,94 bar (3 kg/cm²) und die Durchflußmenge des

Gases auf 0,2 bis 0,4 m³/min.t (Normalbedingungen) festgesetzt. Der Druck des Argon-Gases der Düsenöffnungen 5 wurde auf 4,91 bar (5 kg/cm²) und die Durchflußmenge des Gases auf 0,45 m³/min.t (Normalbedingungen) festgesetzt. Die Einspeisungsrate des Entkohlungspul-

vers betrug 0,20 bis 0,05 kg/min, t, und die insgesamt eingespeiste Menge desselben betrug 6,7 kg/t (mit der Maßgabe, daß die Einspeisungsrate mit Rücksicht auf die Eindring-Wirkung des Pulvers in den geschmolzenen Stahl und die Geschwindigkeit der Entkohlungs-Reaktion all-

mählich gesenkt wurde). Die Entfernung zwischen dem unteren Ende der Blaslanze 1 und der Oberfläche der Stahlschmelze 36 wurde auf 600 mm gehalten. Durch einen porösen Stopfen 37 am Boden des Gefäßes 35 wurde zum Rühren Ar-Gas mit einer Rate von 2 bis 7 l/min.t (Nor-

malbedingungen) eingeblasen.

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- 22 Tabelle 2

Element-Bestandteil (%) C Si Mn P S Cr

geschmolzener
Rohstahl vor dem
Pulver-Aufblasen nach dem
Pulver-Aufblasen

0,80 0,20 0,20 0,012 0,010 19

0,020 0,15 0,18 0,012 0,010 19

0,0008 0,13 0,15 0,012 0,010 19

Die Tabelle 2 gibt die Zusammensetzung des geschmolzenen Stahls vor der Entkohlung sowie die Zusammensetzung desselben vor dem Pulver-Auf blasen bzw. nach der Beendigung des Sauerstoff-Blasens und die Zusammensetzung nach der Beendigung des Pulver-Aufblasens an. Fig. 9 zeigt die Änderung der C-Konzentration ]_ C_J in dem geschmolzenen Stahl während des Verfahrens, bei dem das Entkohlungs-Pulver (Cr₃O₃: 95 %) von oben aufgeblasen wurde. In der Fig. 9 bezeichnet die ausgezogene Linie den Fall, in dem das Pulver in einer Menge von 0,15 kg/min.t eingespeist wurde, und die gestrichelte Linie bezeichnet den Fall der Pulver-Einspeisung in einer Menge von 0,07 kg/min.t. Wie aus der Tabelle 2 und der Fig. 9 zu entnehmen ist, wurde der Wert l_ C_7 = 0,0008 % in vergleichsweise kurzer Zeit erreicht. Während des Vorgangs des Aufblasens des Entkohlungs-Pulvers wurde keine Krustenbildung aus festem Chromoxid an

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der Oberfläche der Stahlschmelze beobachtet, und das kräftige Rühren der Stahlschmelze und auch das kräftige Rühren der Stahlschmelze und Schlacke wurde erfolgreich bewerkstelligt.

Die Fig. 10 zeigt die Wirkung der Einspeisungsrate des Entkohlungs-Pulvers auf die Geschwindigkeitskonstante der Entkohlungs-Reaktion. in der Fig. 10 bezeichnen die ausgezogene Linie den Fall des Entkohlungs-Pulvers mit 95 % Cr_?0_,, die gestrichelte Linie ein Entkohlungs-Pulver mit einem Cr₃O₃-Gehalt von 65 % und die strichpunktierte Linie ein Entkohlungs-Pulver mit einem Cr₃O₃-Gehalt von 34 %. Aus der Figur 10 ist zu entnehmen, daß die Geschwindigkeitskonstante der Entkohlungs-Reaktion mit dem Anstieg der Einspeisungsrate des Entkohlungs-

Pulvers zunimmt. Eine Krustenbildung durch festes Chromoxid enthaltende Schlacke wurde an der Oberfläche der Stahlschmelze beobachtet, wenn die Einspeisungsrate des Entkohlungs-Pulvers 3 χ 10 kg/s.t überstieg.

Die Fig. 11 zeigt die Wirkung des Chromoxid-Gehalts des Entkohlungs-Pulvers auf die Entkohlungs-Geschwindigkeit. In der Fig. 11 bezeichnen die ausgezogene Linie den Fall des Entkohlungs-Pulvers mit 95 % Cr₃O₃ (andere Bestandteile 5 %) , die gestrichelte Linie ein Entkohlungs-Pulver mit einem Cr-O.-Gehalt von 65 % (mit 33 %
MgO und 2 % anderen Bestandteilen) und die strichpunktierte Linie ein Entkohlungs-Pulver mit einem Cr₃O₃-Gehalt von 34 % (mit 63 % MgO und 3 % anderen Bestandteilen) . Es ist anzumerken, daß die betreffenden Angaben sich auf eine Einspeisungsrate des Entkohlungs-Pulvers von 0,15 kg/min.t beziehen. Aus der Fig. 11 ist zu ersehen, daß die Entkohlungs-Geschwindigkeit in deutli-

eher Weise niedrig wird, wenn der Chromoxid-Gehalt vermindert wird. Dieser Befund ist in entsprechender Weise auch der Fig. 10 zu entnehmen.

Aus diesem Grunde ist zu beachten, daß im Fall der Durchführung des Entkohlungs- und Raffinationsvorgangs zum Zwecke der Verminderung des Kohlenstoff-Gehalts auf einen extrem niedrigen Wert, wie dies im vorliegenden Fall beschrieben wird, die Entkohlungs-Geschwindigkeit umso größer ist, je höher die Konzentration des Chromoxids in dem Entkohlungs-Pulver ist und je höher die Einspeisungsrate des Entkohlungspulvers ist, und auf diese Weise ist es möglich, einen /_ C_7-Wert von 0,0014 % oder weniger in kurzer Zeit zu erreichen. Mit Rücksicht auf die Notwendigkeit des kräftigen RÜhreris der Stahlschmelze und auch des kräftigen Rührens der Stahlschmelze und der Schlacke ist es jedoch nicht zweckmäßig, eine übermäßig hohe Einspeisungsrate des Entkohlungs-Pulvers zu wählen. Als Randbedingung, bei der sich eine Krustenbildung aus Chromoxid enthaltender Schlacke unterdrücken läßt, wurde eine Einspeisungsrate von.3 χ 10 kg/s.t ermittelt.

Bei dem Verfahren zur Entkohlung und Veredlung gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft eine wichtige Überlegung die Wahl der Eindringtiefe des Pulvers in die Stahlschmelze. Fig. 12 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Höhe der Lanze und der Eindringtiefe bzw. dem Eindringverhältnis des Pulvers, wobei diese Beziehung unter Verwendung von Eisenerz-Pulver als Zusatzstoff und der Pulver-Einspeisungsrate und der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases als Parameter bestimmt wurde. Die Tests wurden durchgeführt

ι unter Verwendung eines Modells, das einen 2,5 t-Ofen

BAD ORIGINAL

simulierte. Die Zahlenwerte der Pulver-Einspeisungsrate (kg/min.t) und der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases (m³/min.t, Normalbedingungen), die in der Tabelle 3 aufgeführt sind, entsprechen den Kurven A, B, C
und D in der Fig. 12.

Tabelle 3

Pulver-Einspeisungsrate kg/min.t

Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases m³/min.t, Normalbed.

A B C D

0,7 0,7 1,4 1,4

0,3 0,6 0,3 0,6

Wie die graphische Darstellung erkennen läßt, ist eine
Lanzenhöhe von weniger als 300 mm nicht für die Zwecke der Raffination geeignet, da sie zu einem übermäßigen Verspritzen des geschmolzenen Stahls führen kann. Ein Eindringen des Pulvers in einem Maße, daß es den Boden des Ofens erreicht, ist ebenfalls unzweckmäßig, da dies ein Schmelzen des Bodens bewirken kann. Wenn das Eindringverhältnis kleiner als 15 % ist, kann ein Pulver-Verlust durch Flug auftreten, und die angestrebte Raffinationswirkung läßt sich nicht erzielen.

Aufgrund einer passende Wahl der Lanzenhöhe, der PuI-ver-Einspeisungsrate, der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases oder der Geschwindigkeit des beschleunigenden Gases sollte demnach das Pulver-Eindringverhältnis

• ν

• I ·

- 26

von mehr als 15 %, vorzugsweise mehr als 20 % betragen. Zur Erreichung eines Pulver-Eindringverhältnisses von mehr als 20 % sollte die Lanzenhöhe jedoch 1000 mm oder weniger, je nach den anderen Bedingungen wie der Geschwindigkeit des beschleunigenden Gases, betragen. Infolgedessen erstreckt sich ein geeigneter Bereich der Lanzenhöhe von 300 bis 1000 ram.

Die Pulver-Eindringtiefe kann durch die Pulver-Einspeisungsrate und die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases beeinflußt werden. Die Eindringtiefe nimmt mit dem Ansteigen dieser beiden Größen zu. Dies geht aus der Fig. 12 hervor. Die Fig. 13 und 14 zeigen die Ergebnisse von Tests, die zur Klärung des Ausmaßes dieser Einflüsse vorgenommen wurden.

Die Tests wurden durchgeführt unter Verwendung eines Modells, das einen 2,5 t-Ofen simulierte. Fig. 13 stellt die Beziehung zwischen der Lanzenhöhe und der Pulver-Eindringtiefe dar, wie sie für die nachstehenden Pulver-Einspeisungsraten bestimmt wurde: A: gebrannter Kalk, 2 kg/min.t; B: gebrannter Kalk, 4 kg/min.t; C: Eisenerz, 0,7 kg/min.t und

D: Eisenerz, 1,4 kg/min.t .

Die Durchflußgeschwindigkeit des Trägergases betrug 0,3m³/min.t (Normalbedingungen).

Wie aus der Fig. 13 zu ersehen ist, wird bei einer Verdopplung der Pulver-Einspeisungsrate die Pulver-Eindringtiefe auf etwa das 1,5-fache erhöht.

BAD ORIGINAL

Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen der Lanzenhöhe und der Pulver-Eindringtiefe, wie sie an den folgenden Fällen bestimmt wurde:

A und B: Eisenerz, Einspeisungsrate 0,7 kg/min.t;
C und D: gebrannter Kalk, Einspeisungsrate

2 kg/min.t;
A und C: Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases

0,3 m³/min.t (Normalbedingungen)?

B und D: Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases . 0,6 m³/min.t (Normalbedingungen);

Wie aus der Fig. 14 zu ersehen ist, wird bei einer Verdopplung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases die Pulver-Eindringtiefe auf etwa das 1,2-fache erhöht.

Beim praktischen Betrieb sollte infolgedessen die Lanzenhöhe unter Berücksichtigung dieser Faktoren bestimmt und passend eingestellt werden.

Als nächstes wird ein Beispiel erläutert, in dem die vorliegende Erfindung zur VOD-Veredlung eines Kohlenstoff-Stahls eingesetzt wird.

Die Fig. 15 stellt das Entkohlungs-Verhalten von Manganoxid und Eisenoxid bei Verwendung dieser Stoffe in Pulverform als Entkohlungsmittel im Aufblase-Verfahren dar. Die ausgezogene Linie bezeichnet den Fall, in dem

ein Pulver-Material mit einem Manganoxid (MnO_)-Gehalt von 97 % als Entkohlungsmittel verwendet wurde, und die gestrichelte Linie bezeichnet den Fall, in dem ein Pulver-Material mit einem Eisenoxid (Fe₃O₃)-Gehalt von 96 % als Entkohlungsmittel verwendet wurde. Die Tabelle 4 gibt für die Verwendung des Manganoxids in Pulverform

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28 -

als Entkohlungsmittel beim Aufblase-Verfahren die Zusammensetzung des geschmolzenen Rohstahls sowie die Zusammensetzungen des Stahls vor dem Aufblasen und nach dem Aufblasen an. Die Tabelle 5 für die Verwendung des
Eisenoxid-Pulvers als Entkohlungsmittel beim Aufblase*- Verfahren die Zusammensetzung des geschmolzenen Rohstahls sowie die Zusammensetzungen des Stahls vor dem Aufblasen und nach dem Aufblasen an. Wie im Falle des bereits im Vorstehenden beschriebenen Beispiels wurde
gefunden, daß sich ein l_ C_7-Wert von 0,0014 % oder weniger leicht erreichen ließ.

geschmolzener
Rohstahl vor dem
Pulver-Aufblasen nach dem
Pulver-Aufblasen

Tabelle 4 Element-Bestandteil (%)

Si Mn P S

0,77 0,17 1,70 0,006 0,004

0,03 0,10 1,05 0,006 0,004

0,0008 0,05 1,12 0,006 0,004

BAD ORIGfWAL

geschmolzener
Rohstahl vor dem
Pulver-Äufblasen nach dem
Pulver-Auf blasen

- 29 Tabelle 5

Element-Bestandteil (%)
C Si Mn P S

0,75 0,18 0,43 0,011 0,005

0,03 0,16 0,30 0,011 0,005

0,0008 0,10 0,25 0,011 0,005

Die Fig. 16 zeigt die Wirkung der Pulver-Einspeisungsrate von Manganoxid (MnO₂: 97 %) auf die Geschwindigkeitskonstante der Entkohlung, Wie in dem bereits im Vorstehenden beschriebenen Beispiel wurde gefunden, daß die Geschwindigkeitskonstante der Entkohlungs-Reaktion mit der Zunahme der Einspeisungsrate des Entkohlungsmittels anstieg.

Wie im Vorstehenden dargelegt wurde, ermöglicht das Entkohlungs-Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, daß das pulverförmige Entkohlungsmittel in wirksamer Weise bei einer Vakuum-Raffination in den geschmolzenen Stahl eindringt. Aufgrunddessen ermöglicht

die vorliegende Erfindung, einen nichtrostenden Stahl oder einen Stahl mit hohem Mangan-Gehalt in hoher Reinheit zu erzeugen, beispielsweise Stähle, derenA C__/ 0,0014 % oder weniger beträgt, ein Wert, der bisher nicht für industriell erreichbar gehalten wurde.

3ο Leerseite

Claims

VON KREISLER SCM-O-WWAED^.. EiS-HOiD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

Sumitomo Kinzoku Kogyo K.G. (Sumitomo Metal Industries, Ltd.) 15, Kitahama 5-chome, Higashi-Ku Osaka, Japan.

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

22. Dezember 1982 AvK/GF 1521

Patentansprüche

Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung (Raffination) von Metallen unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Konstruktion aus zwei Rohren umfaßt, die im wesentlichen aus einem inneren Rohr, das für den Durchgang des Pulvers und des das Pulver transportierenden Trägergases ausgelegt ist, und einem äußeren Rohr, das für den Durchfluß eines beschleunigenden Gases ausgelegt ist, einer am Vorderende der Lanze angeordneten und mit dem inneren Rohr verbundenen Düsenöffnung sowie einer Vielzahl von Laval-Düsenöffnungen, die um die vorgenannte Düsenöffnung herum angeordnet und mit dem äußeren Rohr verbunden sind, besteht.
2. Blaslanze zum Pulver-Aufblasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laval-Düsenöffnungen eine solche Formgebung aufweisen, daß sie die Ströme des beschleunigenden Gases, die aus den Laval-Düsenöffnungen

herausgeblasen werden, in der Blaszone der aus der mit dem inneren Rohr verbundenen Düsenöffnung strahlförmig heraustretenden Pulverströme konvergieren lassen.
3. Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) von Stahl unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß dabei

a) eine Blaslanze zum Pulver-Aufblasen für die Veredlung, die eine Konstruktion aus zwei Rohren umfaßt,

. die im wesentlichen aus einem inneren Rohr, das für den Durchgang des Pulvers und des das Pulver transportierenden Trägergases ausgelegt ist, und einem äußeren Rohr, das für den Durchfluß eines beschleunigenden Gases ausgelegt ist, einer am Vorderende der Lanze angeordneten und mit dem inneren Rohr verbundenen Düsenöffnung sowie einer Vielzahl von Laval-Düsenöffnungen, die um die vorgenannte Düsenöffnung herum angeordnet und mit dem äußeren Rohr verbunden sind, besteht, eingesetzt wird,

b) ein entkohlender und veredelnder Zusatzstoff aus der mit dem inneren Rohr verbundenen Düsenöffnung herausgeblasen wird,

c) ein beschleunigendes Gas aus den Laval-Düsenöffnungen mit Überschallgeschwindigkeit herausgeblasen wird, wobei das Pulver-Eindringverhältnis in den geschmolzenen Stahl mehr als 15 % beträgt.
4. Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) von Stahl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das Trägergas, mit dem der Zusatzstoff transportiert wird, aus einem oder mehreren Gasen für die Veredlung (Raffination) besteht.
5. Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) von Stahl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens in einem Teil des Entkohlungs- und Veredlungsverfahrens eine gewisse Menge Gas für die Veredlung und zum Zwecke des Rührens unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Stahls zugeführt wird.
6. Verfahren zur Entkohlung und Veredlung (Raffination) von Stahl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens in einem Teil des Entkohlungs- und Veredlungsverfahrens eine gewisse Menge Gas für die Veredlung und zum Zwecke des Rührens unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Stahls zugeführt wird.