DE843097C

DE843097C - Process for refining steel with pure oxygen

Info

Publication number: DE843097C
Application number: DEV2175A
Authority: DE
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1949-08-31
Filing date: 1950-08-18
Publication date: 1952-07-03

Description

Verfahren zum Frischen von Stahl mit reinem Sauerstoff I )ie Anwendung von reinem Sauerstoff zum Frischen von Stahl ist schon seit der Einführung des Windfrischens bekannt. Wenn sie noch keine @Neitere Verbreitung gefunden hat, so lag dies einerseits an den Gestehungskosten des Sauerstoffs, der bis vor wenigen Jahren noch das Verfahren als @N enig aussichtsreich erscheinen ließ. Zum anderen lag es aber darin, daß die Verfahren zum Einbringeit des Säuerstofts nicht befriedigten. So sind z. B. die Versuche, den Sauerstoff in Konvertern durch Bodendüsen einzuführen, mißlungen, weil sich keramische Düsen verstopften und auch kupferne, wassergekühlte Düsen keine ausreichende Haltbarkeit ergaben. Das gleiche gilt von den Versuchen, den Sauerstoff seitlich, von der Konverterwand her, in (las Bad zu bringen. Die genannten Nachteile lassen sich vermeiden, wenn man, wie schon von B e s s e m e r vorgesehen, den Sauerstoff von oben her auf das Bad bringt. Eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit glaubt C. S c h w a r z nach der deutschen Patentschrift 735 196 dadurch zu erreichen, daß er unter Anwendung von außergewöhnlich hohen Gasgeschwindigkeiten oberhalb der Schallgeschwindigkeit den Sauerstoff von oben tief in das Stahlbad hineinbringt.Process for refining steel with pure oxygen I) The use of pure oxygen for refining steel has been known since the introduction of wind refining. If it has not yet become more widespread, this was due, on the one hand, to the production costs of oxygen, which up until a few years ago made the process seem very promising. On the other hand, however, it was due to the fact that the methods for introducing the acid were unsatisfactory. So are z. For example, attempts to introduce oxygen into converters through floor nozzles failed because ceramic nozzles became clogged and copper, water-cooled nozzles did not have sufficient durability either. The same applies to attempts to bring the oxygen into the bath from the side, from the converter wall. The disadvantages mentioned can be avoided if, as already proposed by Bessemer, the oxygen is brought into the bath from above. C. Schwarz believes that he can achieve a sufficient reaction rate according to German patent specification 735 196 by introducing the oxygen from above deep into the steel bath using exceptionally high gas velocities above the speed of sound.

Versuche haben nun gezeigt, daß bisher angewendete Verfahren, den Sauerstoff von oben her in den Stahl zu bringen, deshalb zu keinem befriedigenden Ergebnis führten, weil die den Stahl bedeckende Schlacke bzw. die aus der Sauerstoffeinwirkung entstehenden Reaktionsprodukte eine unmittelbare Berührung der Stahloberfläche mit dein Baraufgerichteten Sauerstoffstrahl verhinderten, sofern der Druck nicht ausreichte, sie zu durchstoßen. Selbst hei einem schräg auf die Schmelze gerichteten Sauerstoffstrahl gelang es nicht, die Oberfläche des Stahlbads freizubekommen, weil beim schräg gei ichteten Strahl die Schlacke so bewegt wird, daß sie fortlaufend an und über die Auftreffstelle gezogen wird.Experiments have now shown that previously used methods, the Bringing oxygen into the steel from above is therefore not a satisfactory one Result because of the slag covering the steel or that from the action of oxygen resulting reaction products an immediate Touching the steel surface with your bar upright oxygen jet prevented, unless the pressure enough to pierce it. Even with one directed diagonally towards the melt Oxygen jet was unable to clear the surface of the steel bath because the slag is moved in such a way that it is continuously moved when the beam is obliquely aligned is pulled at and over the point of impact.

Das -\-erfahren, den Sauerstoff mit ÜberschallgeschtN-indigkeit auf die Schmelze zu bringen und die kinetische Energie des Sauerstoffstrahls so hoch zv halten, daß von ihm die Schlackendecke durchstoßen wird und er tief in das Bad eindringt, wie es beim Verfahren von C. S c h w- a r z angestrebt wird, verteuert naturgemäß die Verwendung von Sauerstoff nicht unerheblich. Wenn es möglich wäre, mit geringeren Drücken und unter Anwendung anderer \I ittel an die blanke Stahloberfläche heranzukomnten, so wäre damit ein wesentlicher wirtschaftlicher l?rfolg et-zielt.That - \ - experience the oxygen at supersonic speed to bring the melt and the kinetic energy of the oxygen jet so high zv hold that the slag cover is pierced by him and he goes deep into the bathroom penetrates, as is aimed at in the process of C. S c h w- a r z, increases in price naturally the use of oxygen is not insignificant. If it were possible, to the bare steel surface with lower pressures and using other means would be a major economic success.

1:s hat sich nun gezeigt, daß eine von Schlacke freie Auftreffstelle eines senkrecht auf die Schmelze gerichteten Gasstrahls ohne Anwendung einer so holten kinetischen Energie, daß der Strahl tief in das 13 ad eindringt, erreicht werden kann, wenn der Strahl durch eine entsprechend geformte Düse rotierend auftrifft und die Schlacke an der Auftreffstelle in Rotation versetzt. Dabei wählt man die 1 lauptrichtung des Rotation erzeugenden Gasstrahls zweckmäßig senkrecht zur Badoberfläche. Der aus den Reaktionen an der Auftreffstelle entstehende Schlackenschaum bietet die nötigen Angriffsflächen, um die rotierende Bewegung des Gasstrahls auf die Schlacke zu übertragen. Infolge der durch die Drehbewegung verursachten Zentrifugalkraft wird die Schlacke von der Auftreffstelle weggeschleudert. Die Auftreffenergie des Strahls fördert naturgemäß <fiesen Vorgang.1: It has now been shown that an impact point free of slag a gas jet directed perpendicularly to the melt without the use of such a fetched kinetic energy that the beam penetrates deep into the 13 ad can be when the jet hits rotating through a correspondingly shaped nozzle and the slag is set in rotation at the point of impact. One chooses the 1 direction of rotation of the gas jet generating rotation is expediently perpendicular to the bath surface. The slag foam resulting from the reactions at the point of impact provides the necessary contact surfaces to prevent the rotating movement of the gas jet on the slag transferred to. As a result of the centrifugal force caused by the rotary motion the slag is thrown away from the point of impact. The impact energy of the Ray naturally promotes a nasty process.

Sobald die Metalloberfläche durch die Wirkung der Zentrifugalkraft freigelegt ist, tritt eine äußerst rasche Reaktion zwischen Sauerstoff und Metallbad c-in. ohne daß der Gasstrahl in das Metallbad eindringt.Once the metal surface by the action of centrifugal force is exposed, an extremely rapid reaction occurs between the oxygen and the metal bath c-in. without the gas jet penetrating the metal bath.

Die Düse muß besonders ausgebildet sein, und dadurch unterscheidet sie sich von den bisher bekannten Mitteln, Gase rotierend austreten zu lassen (USA-Patentschrift 723 3oi), daß hier das austretende Gas, der Sauerstoff, auf dem Weg von der 1)iise bis zur Metalloberfläche restlos resorbiert wird. Schon auf dem Wege von der Düsenmündung begegnen ihm vom kochenden Stahlbad Eisenspritzer und eisenhaltige Schlacken, so daß nur ein Teil des Gases an die Auftreffstelle gelangt, wo es sofort mit dem Stahl reagiert. Es hat sich daher als zweckmäßig erwiesen, die Rotation durch mehrere kreisförmig angeordnete, schräg blasende Düsen hervorzurufen. Die Düsen sind dabei so gerichtet, claß die Auftreffpunkte ihrer Achsen auf der Badoberfläche in einer Kreisbahn liegen. Von einer schraubenförmigen Gasführung kann man jedoch in solchen Fällen Gebrauch machen, wo die Düse ganz nah an die Metalloberfläche herangebracht werden kann.The nozzle must be specially designed and thus differentiate they avoid the previously known means of letting gases escape while rotating (USA patent 723 3oi) that here the escaping gas, the oxygen, is on the way from the 1) iise is completely resorbed up to the metal surface. Already on the way from the nozzle mouth if he encounters iron splashes and iron-containing slag from the boiling steel bath, see above that only part of the gas reaches the point of impact, where it immediately meets the steel reacted. It has therefore proven to be useful for the rotation by several to cause circularly arranged, inclined blowing nozzles. The nozzles are there so directed, the points of impact of their axes on the bath surface in one Lie circular path. However, one can use a helical gas guide in such Use cases where the nozzle is brought very close to the metal surface can be.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von zur Ausübung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens geeigneten Düsenköpfen schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i die erste Ausführungsform des Düsenkopfes im Schnitt nach der Linie 11-O der Fig. 2, Fig. 2 den Düsenkopf in der Ansicht von vorn, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Düsenkopfes im lotrechten Schnitt, Fig. :4 denselben in Ansicht von vorn.In the drawing are two embodiments of to exercise the According to the invention proposed method suitable nozzle heads shown schematically. It shows Fig. I the first embodiment of the nozzle head in section along the line 11-0 of FIG. 2, FIG. 2 shows the nozzle head in a view from the front, FIG. 3 shows a second Embodiment of the nozzle head in vertical section, Fig.: 4 the same in view from the beginning.

Im ersten Ausführungsbeispiel Fig. i und 2 besitzt der Düsenkopf schräg gerichtete Bohrungen. Die Düsen sind im Kopf B so angeordnet, daß ihre Achse bin der Projektion den Auftreffkreis a tangential trifft.In the first embodiment, FIGS. I and 2, the nozzle head has obliquely directed bores. The nozzles are arranged in the head B so that their axis b meets the impact circle a tangentially in the projection.

Im zweiten Ausführungsbeispiel Fig.3 und wird der Strahl durch Leitbleche in Rotation versetzt. Hier sind in der Mündung des Düscitkopfes C die Leitbleche D so geformt, daß der austretende Strahl in Drehbewegung versetzt wird.In the second embodiment Fig.3 and the beam is through baffles set in rotation. Here are the baffles in the mouth of the nozzle head C. D shaped in such a way that the exiting jet is set in rotation.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for refining steel with pure oxygen, characterized in that the gas jet directed onto the surface of the melt strikes in a rotating manner and sets the slag in rotation at the point of impact so that the metal surface is free of slag at the point of impact.

2. Method according to Claim i, characterized in that the rotation is effected by corresponding Guide surfaces is generated in the oxygen nozzle.

3. The method according to claim i, characterized characterized in that the rotation by several circularly arranged oblique blowing Nozzles is caused.