DE3615096C1

DE3615096C1 - Equipment and process for continuous oxidising and refining of crude iron to give steel

Info

Publication number: DE3615096C1
Application number: DE19863615096
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl-Ing Dr Mon Fink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-05-03
Filing date: 1986-05-03
Publication date: 1987-09-17

Abstract

This invention relates to a process, and to equipment therefor, for continuous oxidising with oxygen and for refining under a vacuum in a common duct. The equipment is shown in Figure 1. It comprises a covered duct 1 which is divided into the blowing section 2 and the refining section 3 in which a circulation vacuum chamber 4 is suspended. Along the blowing section 2, the blowing lances 5 are arranged which serve simultaneously for the introduction of lime, ore and other slag formers. Crude iron 6 is fed to the duct 1, and the metal 10 leaves the blowing section 2 as crude steel 7, runs several times through the vacuum chamber 4 and leaves the duct as refined steel 8. The slag 9 migrates in countercurrent to the metal 10 and leaves the blowing section 2 through the orifice 11. This invention simplifies the manufacture of steel from crude iron, makes it more economical and raises the prospect of a continuous iron and steel plant. <IMAGE>

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuier lichen Frischen und Feinen von Roheisen zu Stahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.This invention relates to a continuous device freshness and refinement from pig iron to steel according to the Preamble of claim 1.

Der größte Teil des Stahles der Welt wird aus Roheisen in Konvertern erblasen. Mit auf- und/oder durchgeblasenem Sauerstoff werden die Roheisenbegleiter Silizium, Mangan und Phosphor sowie Kohlenstoff oxidiert. Dabei wird Wärme frei, die zum Schmelzen von Schrott und zum Reduzie ren von Eisenerz genutzt wird.Most of the steel in the world is made from pig iron in Blow converters. With inflated and / or blown through Oxygen becomes the pig iron companion silicon, manganese and oxidized phosphorus and carbon. Doing so Heat free, which is used for melting scrap and for reducing iron ore.

Diese Konverter liefern lediglich Rohstahl, der zusätz lich in Pfannen gefeint werden muß, weil nur mit dieser Pfannenmetallurgie die Güten des Stahls zu erreichen sind, die der Markt verlangt.These converters only supply crude steel, the additional Lich has to be refined in pans because only with this Ladle metallurgy the grades of steel can be achieved that the market demands.

Das Eisenhüttenwesen besteht hauptsächlich aus folgenden Schritten: Erschmelzen von Rohreisen, Herstellen von Stahl, Straggießen zu Halbzeug, Warmwalzen zu Lang- und Flachstahl. Deutliche Einschnitte trennen diese Verfahren voneinander, Zwischenprodukte werden zeitweilig gelagert. Sie zu fördern und zu heben, verbraucht viel Zeit, Arbeit und Kapital. The iron and steel industry mainly consists of the following Steps: melting raw travel, making steel, Continuous casting to semi-finished products, hot rolling to long and flat steel. These procedures are clearly separated from each other, Intermediate products are temporarily stored. To promote them and lifting takes a lot of time, labor and capital.

Dabei erlaubt der Stand der Technik, folgende Schritte kontinuierlich auszuführen: Schmelzöfen vermögen fort laufend flüssiges Roheisen zu liefern. Das Stranggießen kann kontinuierlich verlaufen, falls ihm ununterbrochen Fertigstahl zugeführt wird. Der Strangguß läßt sich mit dem Warmwalzen koppeln. Nur die kontinuierliche Herstel lung von Stahl fehlt noch, um ausgehend vom Roheisen in einem Fluß Walzstahl herzustellen.The prior art allows the following steps To be carried out continuously: Melting furnaces can continue to continuously supply molten pig iron. Continuous casting can run continuously if it is continuous Finished steel is fed. The continuous casting can be done with couple the hot rolling. Only the continuous manufacture Steel is still missing in order to start from the pig iron in to produce a river of rolled steel.

In dieser Lage hat die Erfindung die Aufgabe, eine Vor richtung zu zeigen, um das stetig angelieferte Roheisen fortlaufend zu frischen und zu feinen, den Fertigstahl kontinuierlich derart abzugeben, daß er unmittelbar der Kokille des Stranggießens aufgegeben werden kann.In this situation, the invention has the task of a to show direction to the constantly delivered pig iron continuously to fresh and fine, the finished steel to deliver continuously in such a way that it is immediately the Continuous casting mold can be abandoned.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Vorrichtung durch die Maßnahmen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.This object is achieved with the device mentioned at the beginning by the measures according to the characterizing features of claim 1 solved. Further refinements result from the sub claims.

Die Vorrichtung gemäß dieser Erfindung skizziert Bild 1. Im Wesentlichen besteht sie aus einer abgedeckten Rinne 1, die sich in die Blasstrecke 2 und in die Feinungsstrecke 3 teilt, in die eine Umlaufvakuumkammer 4 hineingehängt ist. Entlang der Blasstrecke 2 sind die Blaslanzen 5 angeordnet, die zugleich zum Eintragen von Kalk, Erz und anderen Schlac kenbildnern dienen.The device according to this invention outlines Figure 1. It essentially consists of a covered channel 1 , which is divided into the blowing section 2 and the refining section 3 , into which a circulating vacuum chamber 4 is suspended. Along the blowing section 2 , the blowing lances 5 are arranged, which also serve to enter lime, ore and other slag kenbildnern.

An der einen Seite der Rinne 1 wird Roheisen 6 zugespeist, das Metall 10 verläßt die Blasstrecke als Rohstahl 7, durch läuft mehrmals die Vakuumkammer 4 und tritt als Feinstahl 8 aus der Rinne 1 heraus. Die Schlacke 9 wandert im Gegenstrom zum Metall 10 und verläßt die Blasstrecke 2 durch die Öff nung 11.On one side of the channel 1 , pig iron 6 is fed in, the metal 10 leaves the blowing section as raw steel 7 , runs through the vacuum chamber 4 several times and emerges from the channel 1 as fine steel 8 . The slag 9 migrates in countercurrent to the metal 10 and leaves the blowing section 2 through the opening 11 .

Auf seinem Weg durch die Blasstrecke 2 durchwandert das Metall 10 drei Zonen: Zuerst werden in einer Frischzone die Eisenbegleiter verschlackt, dann verläßt innerhalb einer Kochzone der Kohlenstoff als Kohlenmonoxid das Me tall und tritt zum Teil zu Kohlendioxid nachverbrannt als Abgas 12 aus der Blasstrecke 2 aus. Daraufhin findet der Rohstahl 7 vor dem Eintritt in die Feinungsstrecke 3 Zeit, um in einer Trennzone sich von der beim Kochen zu gemischten Schlacke abzusetzen.On its way through the blowing section 2, the metal 10 traverses three zones: first, the iron companions are slagged in a fresh zone, then the carbon leaves as metal monoxide within a cooking zone and escapes in part to carbon dioxide as exhaust gas 12 from the blowing section 2 . The crude steel 7 then finds time before entering the refining section 3 in order to separate itself from the slag which is mixed during cooking in a separation zone.

Weiterhin kennzeichnet diese Erfindung, daß innerhalb die ser Trennzone eine Grundschlacke gebildet wird, die vor wiegend Dikalziumferrit und/oder Brownmillerit enthält, doch mit Kalk und mit Magnesia gesättigt ist. Mit dolo mitischen Kalk ist diese Sättigung am elegantesten zu erreichen. Dazu wird mit den Lanzen der Trennzone neben Kalk und/oder gebranntem Dolomit auch Eisenerz eingebracht. Die Gangart des Erzes wirkt als Flußmittel.This invention further features that within the This separation zone forms a basic slag that before mainly contains dicalcium ferrite and / or brown millerite, but is saturated with lime and magnesia. With dolo mitic lime, this saturation is most elegant too to reach. This is done with the lances of the separation zone next to Lime and / or burnt dolomite also introduced iron ore. The way the ore works acts as a flux.

Diese Grundschlacke wandert dem Metall entgegen in die Kochzone. Beim Kochen wird viel Wärme frei. Zum Kühlen wird fortlaufend Erz zugeführt, um die Temperatur zu steu ern und um die Kochschlacke flüssig zu halten.This basic slag migrates towards the metal Cooking zone. A lot of heat is released when cooking. For cooling ore is continuously fed to control the temperature and to keep the cooking slag liquid.

Innerhalb der Frischzone bildet sich die Endschlacke. In ihr werden die Oxide des Siliziums, des Mangans und des Phosphors von der Kochschlacke aufgenommen, die dafür von der Grundschlacke her genug Kalk enthält.The final slag forms within the fresh zone. In you will see the oxides of silicon, manganese and Phosphorus absorbed by the cooking slag, which is used by the base slag contains enough lime.

In dieser Zone ist die Schlacke sehr aktiv. Sie ent phosphort und entschwefelt das Metall hervorragend, besonders weil sie im Gegenstrom zum Metall geführt wird.The slag is very active in this zone. You ent phosphate and desulfurize the metal very well, especially because it is countercurrent to the metal.

Das Fahren mit den genannten Zonen macht es auch leicht, der metallurgischen Arbeit die jeweils besten Schlacken zu bereiten und die Endschlacke auf ihre künftige Verwer tung zusammenzusetzen. Driving in these zones also makes it easy the best slag in metallurgical work to prepare and the final slag for their future use compilation.

Das an sich bekannte Kühlen mit Erz erniedrigt den Be darf an Sauerstoff, weil das Eisenoxid ihn zum Teil er setzt.The known cooling with ore lowers the loading is allowed to oxygen because the iron oxide partially removes it puts.

Kennzeichnend für die Erfindung ist, daß die Rinne 1 in die Blasstrecke 2 und in die Feinungsstrecke 3 unterteilt ist, und daß der Rohstahl 7 mittels der im Umlauf arbei tenden Vakuumkammer 4 gefeint wird, wozu sie in den Stahl der Feinungsstrecke hineingehängt ist. Die Feinungsstrecke 3 mag unter Schutzgas sein. Der Stahl in ihr kann auch durch eine Schutzschlacke abgedeckt sein.Characteristic of the invention is that the channel 1 is divided into the blowing section 2 and in the refining section 3 , and that the raw steel 7 is refined by means of the circulating vacuum chamber 4 , for which it is hung in the steel of the refining section. The refining section 3 may be under protective gas. The steel in it can also be covered by a protective slag.

Die Umlauf-Vakuumkammer 4 entspricht dem bekannten RH-Gerät, das weltweit zum Teilentgasen großer Pfannen verwendet wird. Wie dieses hat es am Boden zwei Rohre, die zum Arbeiten in den Stahl hineinragen. Beim RH-Gerät wird in ein Rohr Förder gas eingeleitet, das den Stahl aus der Pfanne zum Entgasen in die Kammer hebt (Steigrohr). Der fertige Stahl fließt infolge der Schwerkraft durchs zweite Rohr in die Pfanne zurück (Fallrohr).The circulation vacuum chamber 4 corresponds to the known RH device, which is used worldwide for partial degassing of large pans. Like this, it has two pipes on the bottom that protrude into the steel for working. With the RH unit, conveying gas is introduced into a pipe, which lifts the steel from the pan into the chamber for degassing (riser pipe). The finished steel flows back through gravity through the second pipe into the pan (down pipe).

Erfindungsgemäß ist die Vakuumkammer 4 derart in die Fein ungsstrecke 3 eingehängt, daß das Steigrohr 13 in Fließrich tung des Stahles gesehen in der Rinne vor dem Fallrohr 14 steht. Derart wird das Mischen des entgasten Stahles mit dem Rohstahl vor dem Eintritt in das Steigrohr verstärkt, wobei zwischen den Rohren in der Rinne der Stahl rückströmt.According to the invention, the vacuum chamber 4 is suspended in the precision section 3 in such a way that the riser pipe 13 is seen in the flow direction of the steel in the channel in front of the down pipe 14 . In this way, the mixing of the degassed steel with the crude steel is strengthened before it enters the riser pipe, the steel flowing back between the pipes in the channel.

Die aus dem Stahl freigesetzten Gase 15 werden von der Va kuumpumpe abgeführt. Legierungsmittel 16 kann man inner halb der Kammer dem Stahl zuführen, als Pulver lassen sie sich genau einspeisen.The gases 15 released from the steel are discharged from the vacuum pump. Alloy 16 can be supplied to the steel within the chamber, as a powder they can be precisely fed.

Nach dem Stand der Technik lassen sich sowohl das Roheisen 6 genau einspeisen, als auch der Feinstahl 8 geregelt aus tragen. Damit hat man den Fluß des Metalls durch die Rinne präzis in der Hand, und alles Messen und Regeln wird ein facher und die Qualität des Feinstahls 8 sicherer.According to the prior art, both the pig iron 6 can be precisely fed in, and the fine steel 8 can be carried out in a controlled manner. This gives you a precise grip on the flow of metal through the gutter, and all measuring and regulating becomes easier and the quality of the fine steel 8 safer.

Die Vakuumpumpe der Kammer 4 ist gleichmäßig belastet, weil unabhängig von der absoluten Menge von Stahl im Umlauf die Gasmenge 15 praktisch gleich bleibt. Für diese kontinuier liche Arbeit ist die Vakuumpumpe um vieles kleiner ausge legt als fürs herkömmliche Teilentgasen im Umlauf.The vacuum pump of chamber 4 is evenly loaded because, regardless of the absolute amount of steel in circulation, the amount of gas 15 remains practically the same. For this continuous work, the vacuum pump is designed much smaller than for conventional partial degassing in circulation.

Die Versorgung der Blasstrecke 2 mit Sauerstoff wird ein facher, weil seine Speicherung zwischen den Chargen ent fällt.The supply of the blowing section 2 with oxygen becomes easier because its storage between the batches is eliminated.

Vergleichbares gilt fürs Einbringen von Schlackenbildnern und Legierungsstoffen.The same applies to the introduction of slag formers and alloys.

Die Menge der Abgase aus der Blasstrecke 2 schwankt kaum, und ebenso wenig ihre Beschaffenheit. Aus beiden Gründen kann das Reinigen in wesentlich kleineren Entstaubern ge schehen, was die Kosten in jeder Hinsicht beträchtlich verringert.The amount of exhaust gases from the blowing section 2 hardly fluctuates, and neither does their nature. For both reasons, cleaning can be done in much smaller dust collectors, which significantly reduces costs in every respect.

Auch die übrigen Betriebskosten sind deutlich niedriger. Weniger Feuerfeststoffe werden verbraucht, besonders weil alle Wände der Rinne 1 wassergekühlt sind, was auch die Dauer ihrer Nutzung beträchtlich verlängert. Die Kosten für die Instandhaltung und fürs Personal sind um vieles geringer als beim herkömmlichen Konverterstahlwerk.The other operating costs are also significantly lower. Less refractories are consumed, especially since all the walls of channel 1 are water-cooled, which also considerably extends the duration of their use. The costs for maintenance and personnel are much lower than in the conventional converter steelworks.

Vor allem aber sinkt der Kapitaldienst. Die Rinne 1 lei stet dreimal mehr als ein Konverter mit vergleichbarem Inhalt. Die schweren Kräne für die vielen Pfannen, zum Heben und Fördern von Roheisen und Stahl, die Stände für ihre Behandlung vor und nach dem Konverter fallen fort. Viel weniger Fläche wird benötigt. Schwere Hallen und Gründungen werden von kleineren und leichteren ersetzt. Ein Stahlwerk gemäß dieser Erfindung kostet noch kein Drittel des Aufwands, den ein herkömmliches Blasstahlwerk erfordert.Above all, the capital service is falling. The gutter 1 is three times more powerful than a converter with comparable content. The heavy cranes for the many pans, for lifting and conveying pig iron and steel, the stands for their treatment before and after the converter are no longer available. Much less space is needed. Heavy halls and foundations are replaced by smaller and lighter ones. A steel mill in accordance with this invention does not yet cost a third of the cost of a conventional blowing steel mill.

Die Arbeit blasender Frischrinnen hat man in Pilotanlagen demonstriert, sowohl mit der Schlacke im Gegenstrom als auch im Gleichstrom. Zwar wurde im Gegenstrom ein besserer Stahl erzielt, doch in beiden Fällen lediglich ein Roh stahl, den man anschließend in der Pfanne zu feinen ge zwungen war. Wohl aus diesem Grund hat das kontinuierliche Frischen von Roheisen zu Stahl keinen Eingang in die Pra xis gefunden.The work of blowing fresh gutters is done in pilot plants demonstrated both with the slag in countercurrent and also in direct current. A better one was made in countercurrent Steel achieved, but in both cases only one raw steel, which you then use in the pan to make fine was forced. This is probably why this is continuous Fresh from pig iron to steel no entrance in the Pra xis found.

In dieser Lage stellt diese Erfindung einen großen Fort schritt dar. Die Vorrichtung verknüpft nämlich die Vor teile des Blasens mit Sauerstoff in Konvertern mit dem Feinen in Vakuumkammern, indem sie beides mittels einer Rinne durchführt, in der Metall im Gegenstrom zur Schlacke fließt. Innerhalb der einzelnen Zonen werden entlang der Rinne die metallurgischen Vorgänge beschleunigt durch vor teilhafte Schlacken, deren Beschaffenheit sich innerhalb der Zonen steuern läßt.In this situation, this invention is a great advancement step. The device namely links the pre parts of blowing with oxygen in converters with the Fine in vacuum chambers by using both Channel runs through, in the metal countercurrent to the slag flows. Within the individual zones are along the Gutter accelerates the metallurgical processes through partial slags, the nature of which is within that controls zones.

Diese Erfindung schließt als "missing link" die Kette zum kontinuierlichen Hüttenwerk. Die Rinne 1 läßt sich mit be kannten Mitteln an jeden Schmelzofen anschließen, der fort laufend flüssiges Roheisen liefert. Zugleich vermag die Rinne 1 den Feinstahl in die Kokille des Stranggießens ein zubringen. Sein Drehturm für die Stahlpfannen und seine Verteiler fallen fort. Das Warmwalzen des endlosen Stahl stranges ist grundsätzlich machbar. Der Wärmofen fürs kalte Halbzeug wird daher überflüssig. This invention closes the chain to the continuous steelworks as a "missing link". The channel 1 can be connected with known means to each furnace, which continuously delivers molten pig iron. At the same time, the channel 1 is able to introduce the fine steel into the mold of the continuous casting. Its turret for the steel pans and its distributors cease to exist. The hot rolling of the endless steel strand is basically feasible. The heating furnace for cold semi-finished products is therefore superfluous.

Die genannten Vorteile wirken sich besonders beim Bau und beim Betrieb von Mini-hütten aus. Von ihnen gestützt können sie den Wettbewerb mit den größten herkömmlichen Eisenhütten aufnehmen.The advantages mentioned have a particular effect on construction and when operating mini-huts. Supported by them they can compete with the greatest conventional ones Pick up ironworks.

Claims

1. A device for continuous freshening with oxygen and fine under vacuum from pig iron to fine steel, characterized in that the device consists of a common channel divided into a blowing section and into a refining section, and that a known per se within the refining section, vacuum chamber working in the flowing steel is suspended.

2. Device according to claim 1, characterized, that the vacuum chamber so in the fine line is hung that her riser pipe in the channel in the direction of flow Stahls seen in front of the downpipe stands.

3. Device according to claim 1 and claim 2, characterized, that the steel circulation through the vacuum chamber two to is six times greater than the performance of the gutter.

4. Process for the continuous freshening of sour fabric and fine under vacuum of pig iron under Ver application of the device according to claims 1 to 3, the slag flowing in countercurrent to the metal, characterized, that within the between the cooking zone and the Separation zone located a dikalzium ferritic and / or brown milleritic slag formed which is saturated with CaO and MgO.