DE753758C - Verfahren zur Beeinflussung des Schmelzverlaufes im Konverter - Google Patents

Description

• Verfahren zur Beeinflussung des Schmelzverlaufes im Konverter

  Bei der Stahlherstellung nach dem Wind-

  friscliverfahren ist es heute üblich, daß ent-

  spi-ccliend der chemischen und physikalischen

  13escliaffenheit des Roheisens vor Beginn des

  Blasens die erforderlichen Zuschläge, z. B.

  Kalk und Schrott, gegel.ien werden, deren

  riclitile Menge sich al,%er erst nach dem Er-

  Wastil niellrerer Scliinelzen ergilit. Abgesehen

  da@c>n, (laß inan erst in den ersten Minuten

  der Entpliospliorungsperiode, also erst nach

  liecildigung der Entkohlung Schlüsse auf den

  'feiullcraturgan g der Schmelze ziclicn und erst

  zu (liescin Zeitpunkt mit der Zugale voll

  1Ciilil;clirött die Temperatur regeln kann, ge-

  winlit man erst 1>:i der ersten Stalilprol)c,

  also zu einem Zeitpunkt, an dem dass Ver-

  fahren fas:t#,beendet ist, einen Einblick, ob die

  anfangs getroffenen Maßnahmen für den Ab-

  lauf des Frischvorganges richtig gewesen sind.

  Erschwert wird diese Arbeitsweise durch

  schwankende Roheisenzusammensetzung und

  deren Temperatur oder Veränderung sonstiger

  Verhältnisse, z. B. des Konverterzustandes, so

  daß der B1aseineister immer erst durch (las

  lrhlasen einiger Sclilnelzen ein 13i1(1 erli:ilt,

  ob er den eintretenden Verhältnissen - ent-

  sprecliend richtige Maßnalinien getroffen hat.

  Tiu Gegensatz zur Arhcitsweise ini Martin-

  ofen, hei der genügend Zeit zur .1'r(lbenahmc

  und zur Analvse (ler T'rohen vorbanden ist,

  hat der Thomasstahlwerker kein Mittel, den

  jeweiligen Alllauf des Frischvorganges schon

  während des hrischeus selbst zu erkennen, uin

  mit Hilfe dieser

  schon während

  cles hrisclielis irgendwelche Maßnahmen er-

  -reifen zu können, uni eine bestimmte ge-

  wünschte Art des Frischverlaufes zu bewirken.

  1=s gibt aber zur I:rzeugulig eitler liestiininteil

  Güte des' Stahles für ein Roheisen gegebener

  "Zusammensetzung nur einen günstigen Ablauf

  cles Frischvorganges.

  Man hat bereits aus der Zusammensetzung

  (ler Konverteral)gase Schlüsse auf die Sauer-

  stoffverteilung im Bad, in der Schlacke und in

  den Abgasen gezogen. Diese Schlüsse konnten

  aber erst inirner hinterher über den stat-t-

  gefundenen Frischvorgang gezogen werden.

  Sie gipfelten in der Feststellung, da13 ein Teil

  des Sauerstoffes itn Lad und in der Schlacke

  verbleibt und ein anderer Teil sich mit dem

  Koli.lenstoff zu Kolllenolyd bzw. I7#olilensäure

  umsetzt. Damit ist aber nur die alte Er-

  kenntnis aufs neue bestiitigt, daß ein Teil des

  angebotenen Sauerstoffes während des Fri-

  schens vom Bad gebund°ti, ein anderer Teil

  finit Hilfe des Kohlenstoffes gasförmig aus

  (lein Bad wieder entfernt wird.

  Auch beurteilte inan bei diesen C;berlegun-

  gen itn allgemeinen den 1>rozeß nach w<i.rme-

  technischen und nicht nach nietallurgischeti

  Gesichtspunkten. Aus der Tatsache, (laß inan

  z. 13. Sauerstoff in den Analysen der Abgase

  fand. .chloß man, daß dies unbedingt zu ver-

  meiden sei. '.\Tan versuchte, den benierkens-

  werten C O-Gehalt der Ab-ase in CO, zu ver-

  wandeln. Ganz abgesehen davon, da.ß heute

  einwandfrei feststeht, dal3 1>e1 der augenblick-

  lich geübten -1r1 des Thoniasverfahrens

  .Sauerstoff ini Abgas überhaupt nicht vor-

  kommen kann und nur Analysenfehler ztt

  diesem falschen Schluß führen konnten und

  es auf Grund physikalisch-chemischer Gesetze

  gar nicht möglich ist, innerhalb des Bades

  clen gesamten Kohlenstoff zu CO., zu ver-

  brennen, tvtir(leu sogar Vorschläge gemacht,

  eben I'rorel3 derart zu fiilircri, daß niiiglichst

  kein Sauerstoff voni Eisen aufgenommen

  wird. Auch diese horderun l; ist nach physi-

  Gesetzen L-<illi#t untnüg-

  lich; ganz abgeseheil darein, dal3 ill (111l vor-

  liegenden lall aus (lebt .\11;;a>.211 a111 1'.11(1e des

  \"ertallretts iil)erlt:till)t I:(#ill t° Schlüsse aLtf die

  Sanerst(ilfaufnalu»@ de, l1ade. gezogen wer-

  (ltil kütlntn. da keine @leziehitnell i11 diesem

  'Feil des Verfahrens zwischen A1>gaszu-

  :atun@et@sctzung tind Sauerstotlverteilnii- in

  11a(1 lind Schlacke i>cstelleii. 1)1e Satlerstc)1f-

  auit@allme am I:ii(le de. I'r(izesse., die in ge-

  Liis.cm lmfatt iil)ct-llatll)t nicht zu verntci-

  (@(i@ ist, richtet ,fielt Bach (1;-t11 Ila.izit:it.ra(1

  @icr Sritlaiku t111(1 (ler i<wuiii@ Lmriterr.cltett-

  den Temperatur, d. h. auch wiederum nach

  physikalisch-chemischen Gesetzen,

  .Hall weiß ferner, (1a13 die Konverterabgas-

  zusammensetzungen unterschiedlich ausfallen

  können. Nlan Nveiß auch, daß einzelne

  to-ren, z. 13. Roheisenzusainmensetzung; der

  Temperaturgang der Schmelze, die Konverter-

  heschaffenheit und Konvertertemperatur, einen

  Einfluß auf die jeweilige Zusamniensetzullg

  des Abgases ausüben. Es wurde deshalb unter

  rein wärinetechni;schen- Gesichtspunkten vor-

  geschlagen, den Einfluß dieser und :ilinlicher

  Faktoren durch Untersuchungen zu ermitteln.

  Es mußte aber bisher hei diesem Vorschlag

  bleiben, und es konnte zur praktischen Aus-

  führung dieser Untersuchungen nicht kommen.

  weil hei der Durchführung des Frischvorgan-

  ges, wenn man z. B. den Einfluß des Silicium-

  gehaltes des Roheisens eindeutig ermitteln

  wollte, alle übrigen Faktoren gleichgehalten

  %ver(len müßten, was in der Praxis unmöglich

  ist. Aber gesetzt den Fall. daß es wirklich

  für e irren F aktor gelänge, seinen Einfluß genau

  zu ermitteln, so würde das -,vifdertitn voraus-

  setzen, wenli. man diese Erkenntnis in die

  Praxis übertragen wollte, daß alle übrig-en

  Faktoren stets gleiclizulialteii sind. Das ist

  aber betrieblich nicht möglich. Bei der pra.1:-

  tisch::n Durchführung des Th(»llasverfahrens

  verändert sich bekanntlich ständig die große

  Zahl der einzelnen Faktoren, die unter Uni-

  ständen in ihren einzelfiten Einflüssen sich

  gegenseitig üb,.r(lecken oller auch je nach

  Lage addieren können. Die entsprechende

  Abgaskurve wird immer (las 1?rg el»lis de.

  gemeinsamen Zusammenwirkens aller stets

  schwankenden Faktoren bleiben. So ist es

  z. l3. unmöglich, (las Roheisen finit stets

  gleicher Zusainniensetzung zur Verfügung 7.t1

  halben; auch 1.t es unmöglich, ein Roheisen

  stets gleicher Temperatur zu erhalten; völlig

  unniöglieh ist es aber, stets gleiche Kon-

  vcrterfornicn tind Konverterteinpüraturen -7t1

  halben.

  1)1e l:rlindnng geht nun davon aus, alle

  Ilt;tßgel>liclieil haktoreil illit ihren eiuzeliieti

  1?inflüssen auszuschalten t111(1 einen Stahl

  herzustellen, (ler trotz d(-i- unterschiedlichen

  Ausgaligsfaktoren einen stets glticllrn Vrisch-

  vrn,;;anri crf;ihren hat.

  AitIgal)e der I:rfiudung ist, durch Ein-

  haltutig Ciltc. :;cLVütt.cltlen, (l. lt. giili.tigsten

  Schillelzverlaufs, citteil Stahl gleicluu;il@ier

  tüte zu ei-zetigcii.

  Da (11.s Thotlt;tsverfahren unter phvsika-

  lisch-clteiniscltvil Ile<lingutlg@cn al>liiuft, deren

  jeweilige -1r1 abhän#gir ist von (betu I?iniluli,

  den alle 1>c#teili#,tcti Vakt(>rell iii ihrer Gc.santt-

  Ileit ;Lllall>uil. :,) kann nian (Ivil Ablauf (k.,.

  \'crfalireil# illt g<#tvüt1.-;cl ltcit `inne (1111-c11

  .\tulurun@ (lie:w it((1iti@utt@un I(til;(wn. \\':ilt

  1'eil(1 111a11 (I111 CheL1115@11a'tt. A»fm-derungen im

  gl-()13en mid ganza'n sclio» vor (Ielll 1)rozeß

  Il»rcü \'t)rl>`Art'ite»(le \Valil des riclltieen

  IZtrliiititi#, tragen kann, gibt die.:\bgas-

  alial\-st', N\-t#ttll sie wällrtlld (1<2s l,'risclieils

  -illlttillstetis erlialtc» und ausgewertet Nv#@rdcit

  kali», die \li@glichl;eit. Scliliissc auf die: jei\-ei-

  ii@lt 1)Ilvsü:alisch-ch#emis@hen Beedingungen

  zu zielfeil, unter denen (las Verfahren abläuft.

  I )i(' l':i-fiiduii- erreicht das gesteckte Ziel

  dadurch. dal3 die Zusammensetzung der Ab-

  ;fa;e laufend festg.atellt \\-ird und entspre-

  chviid den ermittelten Abweichungen der

  ( lc-lialtv an 111-olil@ii()@vd und Kolfensätire N-oll

  drii als @ü»stig festgestellten 1?rfahren @s\N-erten

  die Sauerstoffzufultr 1)zw.- die Temperatur

  durch (hie \Vindzufulir oller durch! Änderung

  tle: Saucrstott@chaltcs des Windes. oder durch

  Zugalp' von 11'ür»letrügcrn oder lüilifnitteln,

  oder durch mehrere dieser Maßnahmen in

  solchem \F alle eingeregelt werden, (laß

  \\'ührc'itd der l:»tl:olilu»gsperiocle eine starke

  I la(Ii-cduktion durch l.`olilciistoif eintritt.

  \'1,1i t1(`11 genannt.» Maßnahmen sind die

  (irs ;/Llsat/"t'S N-011 1\-iillllllitt#elti (Sdll-ott)

  sowie der Sauerstoffanreicherung des Ge-

  1)l:lse\\'lll(les selir 1\"tchtl@r 1111C1 sogar aus,#cllla-

  -t#I>c»(1. I)tii-cli diese beiden Mittel ist 111a11

  i11 rl;#r I.;tgc, ,7e11 ?@ rischN-o.rb ang reih tellipe-

  raturmü@iig im \-cirlltsti»»nten Sinn ablaufen

  Ill I;l#@@ 1t. 1)lll'Clt SCill-ottzti('al)e Ist 111:1t1 111

  Ik'i- Lage, dir` l;las#etentl>,ratur 1terabzu-

  drückvii, initt:lsauerstotfanr@eichenufg sie

  ;1l:, r :ruf di(:-

  e\vünschte I Tühe zu bringen.

  \1':illrt'ltrl. Nvi.#! ollen ausgefi.ilirt, (1i0 vor-

  dahin zielen, den

  1)I'tllt'Li \\'a1-111@L@@hill@@ll gILllstlg ahlautt'n 711

  Iasa'n. braucht und darr 1)"1»i \'erfaliren

  `L#Inüi#i der I:riittclttng 1<eilic kürhäicht hierauf

  gclKnlllllen \\'criLe.». Viii- den Stahl\\-c#rla'1_

  I):##tellc iii ('rster Liiiia# die .l@orahru»g, olf»t-

  hücl«iclit auf it_@t'tid\\:elrlit#\\'ürmetecltlf-ialrelL

  fr;tgt'tt eilten »iii1liclist lit)cli\verti"c» Stahl

  711 e1'I@tlgt'lt, 1\'(>gegell \\"arI17CtCChtlI@C11C`

  l' 1'a@l'Ir t'f'st 111 IN\-l'll@l' l,lllie 7.l1 l)e;lcllteil sind.

  I )i;` f,:rti»dttng bietet di;t 1\Tiigliclll:cit.

  mittel.,; (k'1- -\1)gaS:t.l,lal@'@e. die: 1"()1't'@illlaa`lie

  \i-Ire it@\\'a`i@c ;ruf illl-t' LLicIttigkeit näcliztt-

  prt11t'll. S() 1;a1111 111:11l erittitteln, \Vta#\'Ia'1

  sallt'1-t(IIt a11 <ISS !lall v-am, rt'll ist lmd

  \\'ia'\'iel :fit (1a#11 K))Ilh#li:@t()Ii.. \4`01t11 tLll(#r S.:Iltcr_

  ,(()Il still mit (Ivill h_()Il1C'll@lt)t't z1111C)1111'll@alll-a:

  tilii#t'tzt, IK@tr:i@@t (Ivi- I iiidlst@eli;ilt (IL'r .\1)-

  _I (1()t1, falls tlt.,. 1'lll@t't".'.llllg Zu 1\I)lllt'll-

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  div.L'it :Il,@a.@i'll;'llt`I1 @;Ltta'I'@l(111 :IIIIe11t@i11lllt'lt

  hat,

  \Vie aus den A1)1). i und 2 er@iclitlicli- ist,

  kann die Ausbildung der CO- und CO.,-

  Abgaskurven einen sehr tiittei-sclii2(lliclieii

  Verlauf iiviinieil. Gemäß :\1)1). 1 kain es zti

  einer stai-keii satierstatial>uabe des l3acles

  bzw. (ei- Schlacke "eln:il3 .N1)11. nicht. Mit

  arideren \\"orteli: I':, ist die @clul>#elz#c nach

  :'11)1). i durch den Kohlc».stoit re(ltiziert

  w(lrdcn, -

  Das anzustrebende Ziel ist. den I'risch-

  vorgang so zu führen, daß während der Ent-

  kohlungsperiode eine starke 13adreduktion

  durch Kohlenstoff hcrl)#eigefiihrt wird und

  (1a13 die nachfolgende l:ntl)liosplioruligsperiode

  1)iivsil<aliscli und chemisch günstig

  \v i rd.

  Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dal3 aus

  der laufenden Aufzeichnung der CO- und

  C0.,-Gehalte der Abgase während des

  Vriscliens durch einen in Abb. 3 dargestellten.

  sinngemäß ausgebildeten und zu handhaben-

  den Schieher die ßadreduktion übenvacllt

  \\-i rd.

  Mit Hilfe der Abgasanalvse und (fieren

  Auswertung ist die \IÜglichi:eit gegeben, die

  Wällrend des Frischens ct\\-a notwendigen

  \lal3»alnnen zur Beei»llusswig der Kolik»-

  stott\-t#rl)rc»»tuig zu ergreife». Diese \lal3-

  iialinit=ii sind folgende:

  \-(11- ilegillll des l@ rische»s dir: u»geF:ilir

  richtige Bemessung (les lall: till.(1 Sciii-(rtt-

  sati

  \\'ülii-e»cf des Vrisihens die Regelung (her

  Scl»nelztenll)eratur t. durch die \Vindfüli-

  rutig, ?. durch die Zugale \-o11 Stoffen, die

  ': i»@, gr()Lle \-erlx-cnnu»gs\N'ärme liefern, z. 1;.

  durilf @auerstoffa@rt@iche-

  ru»g des \Viiides, entweder für die gesamte

  i#'.»thohlu»gsl)t`rio(le oder nur für kurze Zeit-

  4. 4. (Ittl-rh (fit` Zugale \-()» 1Lü111-

  sclirott oller .\ufg:Ll)e des Kalkes iii Tei.l-

  I»cnge» \\-ühreli<T des .l-,'rischens, ;. durch

  \1";1i1 tl#"i- für (1e1.1 "iiiistigen Ablauf tler Ent-

  I)lu)sl)lu@ru@gs@ierie@@@e erforderlichen 1`ülil-

  @llll-t@ttrlllilell @clinil 1)l'1111 Abklingelt de 1'

  f\(>lllt'tl>1l)ffpel-I11(1@, t1111 dir; .la@tp@t)@1)@üt'ttt@g@-

  1>@ril)I1@ 1>h\#sikali@cll und clletniscll glltt@tlg

  t"I11lillt'ltt'II. -

  1)#r l'I:t'r \\'adli#»(ic ist \\'eitt'i-liiii (I111-cli die

  Ivt'lllltl4is tlt#I- .\I>,yaskttr\w iil <h'It Stall(I @c-

  Li.iiliial lil)('1- (Ivil \'t'r\N'#L'll@lttll.r\\'a't'I: (IL#i-

  l'lll"/.#e 111e11 @Cllllla'I7.t' t'111 IIC'@1-1141(It'lW@ l @1"1.#'.'ll

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  - I)l@ llle()1-@Ll@iliC'll \'()i'all@@el'/.ltit:,'.'ll fltr (it'I1

  -\II(@a@all#\\".'1"1t114@@1'lllt'Ik'1' IK'I'LIII:'I1 darauf.

  dal3 llei \()iI1;1111@111t'lla'I- \'a'1'i)I't'lill»11@ mid 1K'1

  I@clllh'ilsit)ltülx#rsihul.l nur =1°'a C t)_, oder

  -i i-t'°@r° (.@t ) 1W\\. t'111 t'Itlrlll-t'i IK'Tltla'# I f((i

  \\t'I-t\'i11ta11i11@ tll('@t'1" ln#L(ieil i111 \II-as vm'-

  banden ist, wenn die Sauerstoffumsetzung allein finit dem Kohlenstoff erfolgt. Da nun sowohl CO" als auch C O im Abgas vorhanden sind, ermittelt die Linienführung des Schiebers, wieviel CO bei einem jeweiligen C O,-Gelialt höchstens vorjlanden sein inuß. \Vird dieser Höchstgehalt an C O nicht erreicht, so muß neben dem Kohlenstoff eine Oxydation anderer Roheisenbegleiter einhergehen: wird er überschritten, so erkennt man aus dem -Maß der Überschreitung die Stärke der Badreduktion.
• Gemäß Nbb.3 sind auf der Ordinate iill Maßstab der C O- bzw. C O; I-Zurv en des aufschreibenden Anzeigegerätes z i Teile C O, (B) und 34,6 Teile C O (C) und auf der Abszisse ein beliebiger -Maßstab aufgetragen. Zweckmäßig wird die \cigt= der C OLinie unter einem Winkel von 3o bis 4.5° gewählt. Je kleiner dieser Winkel isst, desto größer wird die Ablesegenauigkeit. Der so ' im Schaubild festliegende Punkt E wird finit dem CO-Punkt (C), 34,611/o CO, verbunden. _-1 bezeichnet den IN-ullpunkt. Die Luftfeuchtigkeit kann durch Parallelen zu diesen Verbindungslinien berücksichtigt werden.
• Die Arbeitsweise ist gemäß deal Abb. 4. bis ; folgende: -Man legt die Linie g-D des Schiebers nach Abb. 3 auf die Abszisse des aufschreibenden Gerätes und verschiebt ihn horizontal so weit. bis der auszulvertende CO.,-Punkt der vom Gerät angezeigten Abgaskurve auf der Linie A-E, also auf der C O; Linie, liegt. Darauf erfolgt eine senkrechte Bewegung des Schiebers, bis der auf der Linie A-E ermittelte Punkt auf der Abszisse des Gerätes. also der Nullinie, liegt (ilcue Lage des Schiebers A1, Cl, El). Die Lage des zugehörigen CO-Punktes zu der LiilieCl-El gibt an, wenn er unterhalb Cl-El liegt, daß noch eine Oxydation der übrigen Roheisenbegleiter stattfindet (AM. 4 und 5) ; wenn er auf der Linie Cl-El liegt (Abb.6), daß sämtlicher Sauerstoff des Windes sich nur finit dem Kohlenstoff des Roheisens umsetzt. Liegt er aber oberhalb Cl El (Abb. 7), so findet eine Radreduktion (Lurch den Kohletlstoit statt. Die Entfernung von der Linie C-li ist ein Maßstab für (fas Verhältnis der Oxydation des hohleitstoties zur Oxy(lation der übrigen das Rolleisen enthaltenden Elemente bzw. für die Reduktion (leg Bades und (lci- Schlacke.
• Eine praktische Auswirkttiig der Verfahrensweise wir(- an 1 Land der -\171). 8 1)escliriel)ell.
• Die ausgezogenen Linien zeigeil (letl Verlauf einer Schmelze, ollile ins Sinn (ler Ertin-(ltlii- auf ihren Verlauf eingewirkt zu lla,l@ii. lici laufender \-erfolun@ der .\1)<,asl:tirvcil li;itte inan ohne weiteres gesehen, daß iili Punkt a., wo schon der geringe Steigungssinn der CO-Kurve ztt erkennen war, kein Wind abgezogen werden durfte. Ebenso war es sticht richtig, nach 5 Minuten, mitten in der Entlohlungsperiode, Schrott zuzusetzen.
• Bei laufender Überwachung und Auswertung der Abgaskurve hätte man den Wind nicht gedrosselt, sondern im Gegenteil entweder die Windmenge noch gesteigert oder zum mindesten gleichgehalten. Durch diese Maßnahme wäre eine stärkere Badreduktion aufgetreten, die D-lasdauer wäre kürzer gewesen und die Schrottzugabe wäre erst am Ende der Eiltkolllungsperiode erfolgt. Dadurch hätten sich die gestrichelt gezeichneten lsurveil ergeben. Durch diese -Maßnahme wäre i. eine stärkste Badreduktion durch Kohlenstoff erfolgt, 2. durch die spätere Schrottzugabe die nachfolgende Entphosphorun gsperiode günstiger eingeleitet worden, 3. die Chargendauer um einige Minuten verkürzt worden, 4.. die Stahlgifte erheblich besser gewesen.
• Die Absaugung von Abgas kann mit Hilfe an sich bekannter Einrichtungen, z. B. wassergekühlter Rohre, aus der Mündung des Xonverters erfolgen. Als Geräte mit sofort anzeigender Abgasanalyse sind z. B. solche geeignet, die bei Änderung des Verhältnisses von C O : CO., den veränderten elektrischen Widerstand anzeigen.
• Das neue Verfahren. ist für das basische und sinngemäß auch für das saure Windfrischverfahren anwendbar.

Claims (1)

1. PATE XTANSPRUCti: Verfahren zur Beeinflussung des Schmelzverlaufes im Konverter durch be= stimmte Maßnahmen an Hand der laufend festgestellten Abgasanalysen, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend den ermittelten Abweichungen der Gehalte an Kohlensäure und Kollleiloxvd von deal als günstig festgestellten Erfahrungswerten (sie Sauerstoffzufuhr bzw. die Temperatur 111 an stell I>l'kallllter Weise durch die Windzuftilir oller durch tlii(lerung des Sauerstoffgehaltes des Windes oller durch Zu Gabe von \\'ürmetr ägcr n oller Iiülllillitteln oller (Lurch mehrere (Mieser 'Maßnahmen in solchem Maße eingeregelt werdeil, dali wüllrtn(1 der Entkohlulhs-Ilrriode eilte starke l>;t(ire(iul<tioil durch holilenstofl eintritt. @lll`:\l)@ft'117.1111 <l@@ la-I111(lillt;;@@@<tlstandS voni Stand der 'l'crliiiil< "iii(t iin l:rtcilttnss- verfahren folgende I)rucl::cltriftetl inBetracht "ezo#,ell worden: