DE3541850C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum oxidierenden Behandeln von unlegiertem und legiertem Stahl durch Behandeln der Schmelze mit Sauerstoff und Inertgas in einem Reaktor.

In jeder Stahlschmelze ändern sich Kohlenstoff, Sauerstoff und Legierungs­ elemente in Abhängigkeit von den Gleichgewichtsbedingungen der Schmelze.

Eine Änderung dieser Gleichgewichte durch Sauerstoffzugabe bewirkt eine Senkung des Kohlenstoffgehaltes. Wenn man Sauerstoff ohne Inertgasbeimischung bei Atmosphärendruck durch Bodendüsen in die Schmelze einleitet, so werden erhebliche Mengen von sauerstoffaffinen Metallen (z. B. Chrom) oxidiert und gehen in die Schlacke, wenn man den Kohlenstoff auf niedrige Werte senkt und bei Temperaturen arbeitet, die für die Feuerfestausmauerung unschädlich sind.

Die Oxidation von beispielsweise Chrom wird bei bekannten Verfahren dadurch so weit wie möglich vermieden, daß man dem in die Schmelze eingeblasenen Sauer­ stoff in zunehmendem Anteil Inertgase beimischt und somit ein Gasgemisch einbläst. Auf diese Weise kann man den CO-Partialdruck absenken und dadurch eine Entkohlung der Schmelze auf Werte unterhalb der CO-Gleichgewichtslinie von 1 bar erreichen.

Das bekannte Verfahren erfordert einen beträchtlichen technischen Aufwand, um das für den augenblicklichen Zustand der Schmelze richtige Gasmischungsver­ hältnis einzustellen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne komplizierte Gasmengen Regelungs­ einrichtungen auskommt und bei dem dennoch bei der oxidierenden Behandlung von Stahl die Oxidation von sauerstoffaffinen Elementen weitgehend verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden für das eingangs genannte Verfahren die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 bis 6 angegebenen Maßnahmen vorgeschlagen.

Gemäß der Erfindung werden also in der für die Einstellung des Endkohlenstoff­ gehaltes entscheidenden Phase im Wechsel Sauerstoff und Inertgas in die Schmelze eingeleitet.

Dabei wird jeweils nur so viel Sauerstoff in die Schmelze eingebla­ sen, wie sich in der Schmelze lösen kann. Anschließend wird durch intensives Spülen mit Inertgas der gelöste Sauerstoff zur Reaktion mit dem Kohlenstoff der Schmelze und damit zur Kohlenmonoxidbildung angeregt.

Durch das Ausspülen des Kohlenmonoxids werden die Kohlenstoff- und Sauerstoffwerte der Schmelze abgesenkt. Danach wird der Vorgang so­ lange wiederholt, bis der Endkohlenstoffgehalt erreicht ist.

Diese Arbeitsweise kann vorteilhaft mit der Anordnung durchgeführt werden, die in der DE-PS 33 23 979 beschrieben ist.

Die Prozeßgasmengen Sauerstoff (in der Einleitzeit A) und Inertgas (in der Einleitzeit B) werden zyklisch mit konstanter Kühlgasmenge (durch Düsenbauweise bedingt) solange wechselnd in die Schmelze eingeleitet, bis der Endkohlenstoffwert erreicht ist.

Der Zeitabschnitt A + B ist gemäß der Erfindung kleiner/gleich 120 Sekunden. Die Sauerstoffprozeßgasmenge (ausgedrückt in Nm³/t × min) ist in der Einleitzeit A 1-5mal größer als die Inertgasmenge (ausgedrückt als nm³/min × t) in der Einleitzeit B.

In Fig. 1 ist schematisch die Arbeitsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Um den Kohlenstoff-Gehalt der Schmelze einzu­ stellen werden, wie im oberen Teil der Fig. 1 gezeigt, abwechselnd Sauerstoff - siehe Säule A - und Inertgas - siehe Säule B - durch Bodendüsen des Reaktors in die Schmelze eingeleitet. Die Sauerstoff­ menge ist gleich der Inertgasmenge oder größer. Im unteren Teil von Fig. 1 ist schematisch dargestellt, daß die Kühlgasmenge, die die Düse durchströmt, während der Einstellung des Endkohlenstoffgehaltes konstant gehalten wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum oxidierenden Behandeln von unlegiertem und legiertem Stahl durch Behandeln der Schmelze mit Sauerstoff und Inertgas in einem Reaktor, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in die Schmelze eingeleiteten Sauerstoffes in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Schmelze und ihrer Temperatur so bemessen wird, daß sich der Sauerstoff in der Schmelze löst ohne unerwünschte Oxidationsprodukte zu bilden, daß dann ausschließlich mit Inertgas intensiv gespült wird, daß nach dem Verbrauch des gelösten Sauerstoffes die Aufladung der Schmelze mit Sauerstoff wiederholt wird, und diese wechselnden Verfahrensschritte - Einleiten von Sauerstoff und intensives Spülen mit Inertgas - solange fortgesetzt werden, bis der gewünschte Endzustand der Schmelze erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Entkohlen der Schmelze ein Zyklus aus Einleiten von Sauerstoff (A) und intensivem Spülen mit Inertgas (B) in Zeit­ abständen von weniger als 120 Sekunden (A + B) durchgeführt oder wiederholt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einleiten von Sauerstoff (A) im Wechsel mit Inertgas die Einleitzeit von Sauerstoff in die Schmelze etwa gleich lang ist wie die Einleitzeit von Inertgas (B).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasrate des einzuleitenden Sauerstoffs ausgedrückt als Nm³/t × min stets 1 bis 5mal größer als die Blasrate des spü­ lenden Inertgases ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Spülgas oder Spülgasmischungen verwendet werden, die eine Absenkung des CO-Partialdruckes bewirken.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Prozeßgase durch Düsen im Reaktorboden erfolgt.