DE906338C

DE906338C - Process for the production of steel from pig iron by freshening with wind at variable bathing height

Info

Publication number: DE906338C
Application number: DET891D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Eichholz; Dr Theodor Kootz
Original assignee: HUETTENWERKE PHOENIX AG; August Thyssen Huette AG
Current assignee: HUETTENWERKE PHOENIX AG; Thyssen AG
Priority date: 1941-04-24
Filing date: 1941-04-24
Publication date: 1954-03-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Roheisen durch Frischen mit Wind bei veränderlicher Badhöhe Bei den Windfrischverfahren ist der absoluten Badhöhe bisher noch nicht die ihr zukommende Beachtung geschenkt worden. Das geht daraus hervor, daß von Konverterform zu Konverterform und von Werk zu Werk die Badhöhen sehr stark schwanken. Alle bisherigen Untersuchungen über die zweckmäßige Konverterform führten bisher stets zu irgendeiner stereometrischen Verhältniszahl, in der die Badhöhe auch meist einbezogen ist, in der aber die Bedeutung der absoluten Badhöhe geradezu verneint wird. Bei den heute üblichen Eisenkonvertern verändert sich zudem die Badhöhe von Charge zu Charge ständig und zwangsläufig mit wachsendem Konverter- und Bodenverschleiß. Von Schmelze zu Schmelze unterschiedliche Badhöhen lassen sich bisher nur durch Veränderung des Roheiseneinleergewichts willkürlich erzielen. Es wurde jedoch noch nirgendwo der Vorschlag gemacht, die Badhöhe im Verlauf einer einzelnen Schmelze beim Windfrischen von Roheisen zu verändern. Unsere heutigen Eisenkonverter lassen das auch gar nicht zu.Process for the production of steel from pig iron by refining with Wind with variable bath height With the wind fresh method the absolute bath height is has not yet been given the attention it deserves. That goes from it shows that from converter form to converter form and from plant to plant the bath heights fluctuate very much. All previous studies on the appropriate converter form have always led to some stereometric ratio in which the Bath height is also mostly included, but in which the importance of the absolute bath height is downright denied. The iron converters that are common today are also changing the bath height from batch to batch constantly and inevitably with increasing converter and soil wear. Bath heights can vary from melt to melt hitherto only achieved arbitrarily by changing the empty pig iron weight. It However, nowhere has the proposal been made to increase the height of the bath in the course of a to change individual melts during wind refining of pig iron. Our today's Iron converters don't even allow that.

Bei der Kupfergewinnung ist zwar eine Veränderung der Badhöhe im Verlauf des Blaseprozesses üblich. Es war aber bei Eisenkonvertern noch nicht bekannt, daß eine Veränderung der Badhöhe über den Verlauf einer Charge mit derart großen Vorteilen verbunden ist, wie sie auf Grund der eigenen ausgedehnten Untersuchungen sich zeigten. Bei den Windfrischverfahren der Eisenmetallurgie ist gegenüber der Nichteisenmetallurgie der Reaktionsablauf durch eine ziemlich straffe Aufeinanderfolge der einzelnen Reaktionen gekennzeichnet. Es ist dies bei den basischen Verfahren etwas stärker ausgeprägt als bei den sauren. Den längsten Zeitraum des Prozesses nimmt die Verbrennung des Kohlenstoffs ein, da Kohlenstoff in jedem im Hochofen erschmolzenen Roheisen in hoher Konzentration vorliegt. Erst nach der Verbrennung des Kohlenstoffs setzt bei den basischen Verfahren die Entphosphorung ein, erst dann beginnt auch hauptsächlich der Stickstoffanstieg. Während die zeitliche Aufeinanderfolge der einzelnen Vorgänge und Reaktionen durch eine Änderung der Badhöhe im wesentlichen nicht beeinfiußt wird, konnten für den Ablauf der Kohlenstoffverbrennung und für die Stickstoffaufnahme wichtige Beobachtungen gemacht werden.In copper extraction there is a change in the bath height over the course of the process common during the blowing process. In the case of iron converters, however, it was not yet known that a change in the bath height over the course of a batch with such great advantages is connected, as they have shown on the basis of our own extensive investigations. at the wind refining process of ferrous metallurgy is opposite to non-ferrous metallurgy the course of the reaction through a fairly tight sequence of the individual reactions marked. This is a little more pronounced with the basic methods than with the sour ones. The longest period of the process is the burning of the Carbon, since carbon is in every pig iron melted in the blast furnace high concentration. Only after the combustion of the carbon does it take place dephosphorization is one of the basic processes, and only then does the main start the rise in nitrogen. While the chronological sequence of the individual processes and reactions are essentially unaffected by a change in the bath height could for the process of carbon combustion and for nitrogen uptake important observations are made.

Die eigenen Untersuchungen zeigten (Abb.), daß in einem bestimmten Badhöhenbereich die von 1 kg Kohlenstoff während des Frischens aufgebrachte Wärmemenge ganz erheblich ansteigt. Die in den üblichen Eisenkonvertern bisher angewandten Badhöhen liegen, wie die Abb. 1 zeigt, bedeutend höher. Zu den angegebenen Badhöhenzahlen ist zu sagen, daß es sich um rechnerische Badhöhen bei ruhendem Bad über den Winddüsen handelt und daß sich die Zahlenwerte mit dem Düsendurchmesser, dem Winddruck und der Düsenanordnung im Boden verändern. Es muß die in der Abbildung wiedergegebene Kurve für andere Blaseverhältnisse, als sie bei den hier beschriebenen Versuchen vorlagen, stets neu festgelegt werden. Durch Veränderung der Badhöhe innerhalb dieses Intervalls im Verlauf der Entkohlung läßt sich die Temperatur der Charge innerhalb sehr weiter Grenzen regeln.Our own investigations showed (Fig.) That in a certain Bath height range the amount of heat applied by 1 kg of carbon during freshening increases quite considerably. The ones previously used in the usual iron converters As Fig. 1 shows, bath heights are significantly higher. For the specified bath heights it can be said that these are calculated bath heights with the bath at rest above the tuyeres and that the numerical values correspond to the nozzle diameter, the wind pressure and change the nozzle arrangement in the floor. It must be the one shown in the illustration Curve for other bladder ratios than those used in the experiments described here templates must always be redefined. By changing the height of the bath within this Interval in the course of the decarburization, the temperature of the batch can be within regulate very broad limits.

Es ist bereits erkannt worden, daß unter sonst gleichen Bedingungen, insbesondere bei stets gleichbleibender Temperatur, zu Chargenende der Stickstoffgehalt des Stahles um so niedriger ist, j e geringer die Badhöhe über den Winddüsen ist. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen der Patentinhaberin (Abbildungen), daß eine solche Maßnahme nicht unbegrenzt zu beobachten ist, sondern daß von einer bestimmten Bad-höhe ab eine weitere Senkung des Stickstoffgehaltes nicht mehr auftritt. Dieser Knick im Verlauf der Stickstofflinie (Abbildung) liegt ebenfalls in dem besonders gekennzeichneten Bereich. Badhöhen unterhalb dieses Knickpunktes nach Beendigung der Entkohlung zu wählen, ist nicht nur zwecklos, sondern sogar schädlich, da dann der Windverbrauch und der Eisenverlust durch Verschlacken unzulässig anwächst und auch der Sauerstoffgehalt des Stahles immer höher wird. Die angegebenen Stickstoffgehalte wurden für normale Gießtemperaturen von ungefähr 162o' gefunden; sie liegen für höhere Temperaturen ebenfalls höher, für niedrigere Temperaturen etwas tiefer.It has already been recognized that, other things being equal, especially at a constant temperature, the nitrogen content at the end of the batch of the steel, the lower the height of the bath above the tuyeres. In addition, studies by the patent proprietor (figures) showed that a Such a measure cannot be observed indefinitely, but that of a particular one Bath height from a further lowering of the nitrogen content no longer occurs. This The bend in the course of the nitrogen line (figure) is also located in the special marked area. Bath heights below this break point after completion Choosing decarburization is not only pointless, but even harmful, since then the wind consumption and the iron loss through slagging grows inadmissibly and the oxygen content of the steel is also getting higher and higher. The specified nitrogen contents found for normal casting temperatures of about 162o '; they lie for higher temperatures also higher, for lower temperatures a little lower.

Der technische Fortschritt der Erfindung liegt darin, daß es gelingt, die Temperaturführung der Schmelze und den Stickstoffgehalt des Stahles willkürlich zu beherrschen.The technical progress of the invention lies in the fact that it succeeds the temperature control of the melt and the nitrogen content of the steel are arbitrary to dominate.

Die Veränderung der Badhöhe über den Winddüsen läßt sich beispielsweise mit einem Gefäß erreichen, wie es für Kupferkonverter bekannt ist. An einem liegenden zylindrischen Gefäß, das um seine Längsachse drehbar ist, sind die Winddüsen in einer oder mehreren Reihen parallel der Längsachse angeordnet. Je nach der Neigung des Gefäßes lassen sich die Winddüsen mehr oder weniger tief unter die Badoberfläche senken.The change in the bath height above the tuyeres can be, for example with a vessel known for copper converters. On a lying one cylindrical vessel, which can be rotated around its longitudinal axis, the tuyeres are in one or more rows arranged parallel to the longitudinal axis. Depending on the inclination of the vessel, the wind nozzles can be lowered more or less deeply below the surface of the bath reduce.

Mit besonderem Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei kontinuierlicher Stahlherstellung z. B. in Trommelöfen anwenden, indem die einzelnen Reaktionen, Entkohlung und Entphosphorung, in getrennten Räumen vorgenommen werden. Beispiele 1. In einem Trommelkonverter in der Gestalt eines Kupfer-Leghorn-Konverters werden Zoo t flüssiges Roheisen eingefüllt. Das Gefäß ist so dimensioniert, daß die größte Badhöhe 1 m beträgt. Während des Blasens wird das Gefäß so weit geschwenkt, daß die Blaslöcher an der tiefsten Stelle stehen; die rechnerische Badhöhe über den Blaslöchern beträgt also 1 m. Zu Ende des Blasens beträgt die Temperatur 165o', der Stahl besitzt einen Stickstoffgehalt von o,oig°/a.The method according to the invention can be used with particular advantage continuous steel production e.g. B. apply in drum furnaces by the individual Reactions, decarburization and dephosphorization, are carried out in separate rooms. Examples 1. In a drum converter in the form of a copper Leghorn converter zoo t liquid pig iron is poured in. The vessel is dimensioned so that the largest bath height is 1 m. While blowing, the vessel is swiveled so far that that the blowholes are at the deepest point; the calculated bath height above the blow holes is 1 m. At the end of the blow the temperature is 165o ', the steel has a nitrogen content of 0.08% / a.

Bei einer zweiten Schmelze werden 8o t flüssiges Roheisen und 2o t Schrott eingefüllt. Während des Blasens wird der Konverter nur so weit geschwenkt, daß die Blaslöcher 8o mm unter die Badoberfläche eintauchen. Diese Stellung wird bis zum Ende der Entkohlung beibehalten, beim Übergang (Ende der Entkohlung) jedoch wird das Gefäß weitergeschwenkt, bis die Blaslöcher 300 mm unter die Badoberfläche tauchen, und bis zur beendeten Entphosphorung geblasen. Zu Ende des Blasens beträgt die Stahltemperatur trotz der sehr erheblichen Kühlmittelinenge (20°/a Schrott) wiederum 165o'. Der Stickstoffgehalt des Stahles beträgt bei dieser Schmelze nur o,oo5 °/o.In a second melt, 80 t of liquid pig iron and 20 t of scrap are poured in. During the blowing process, the converter is only swiveled so far that the blowing holes dip 80 mm below the surface of the bath. This position is maintained until the end of the decarburization, at the transition (end of the decarburization), however, the vessel is swiveled further until the blow holes are 300 mm below the surface of the bath and blown until the end of the dephosphorization. At the end of the blowing process, the steel temperature is again 165o ', despite the very considerable amount of coolant (20 ° / a scrap). The nitrogen content of the steel in this melt is only 0.05%.

2. Eine ioo-t-Schmelze wird im gleichen Konverter verblasen. Eine Temperaturmeßanlage gestattet, über den Blasverlauf stetig die Temperaturen zu messen und aufzutragen. Es ist die Temperaturkurve über die Blasezeit bekannt, die zu einer Endtemperatur von 165o' führt. Es muß danach z. B. nach einer Blasedauer von 7 Minuten eine Temperatur von 1450' erreicht sein. Das Blasen wird begonnen bei einer solchen Neigung des Konverters, daß die Blaslöcher Zoo mm unter die Badoberfläche tauchen. Nach einer Blasedauer von 7 Minuten zeigt das Temperaturgerät jedoch beispielsweise nur 1¢0o' an. Nunmehr wird, um eine raschere Temperatursteigerung zu erzielen, der Konverter so weit zurückgeschwenkt, daß die Blaslöcher nur noch 8o mm unterhalb der Badoberfläche liegen. Nach der achten Blaseminute liegt die Badtemperatur auf der vorgeschriebenen Regelkurve. Will die Badtemperatur bei weiterem Blasen über die Regelkurve ansteigen, so ist durch entsprechendes Schwenken des Konverters die Badhöhe über den Blaslöchern zu erhöhen, sinkt sie darunter ab, so ist die Badhöhe wieder zu erniedrigen. Nach der zehnten Blaseminute ist die Entkohlung beendet (Übergang). Jetzt zeigt die Schmelze eine Temperatur von 152o'. Während des Nachblasens (Entphosphorung) wird der Konverter so weit geschwenkt, bis die Badhöhe über den Blaslöchern 300 mm beträgt. Zu Ende des Blasens besitzt der Stahl bei 165o' einen Stickstoffgehalt von o,oo50/0. Erhöht man während des Nachblasens die Badhöhe auf 8oo mm, so erhält man im Stahl einen Stickstoffgehalt von o,oi5o/o bei ebenfalls 165o° Stahltemperatur.2. An ioo-t melt is blown in the same converter. A temperature measuring system allows the temperatures to be measured and plotted continuously over the course of the blow. The temperature curve over the bubble time is known, which leads to a final temperature of 165o '. It must then z. B. after a blowing time of 7 minutes a temperature of 1450 'can be reached. The blowing is started when the converter is inclined so that the blowing holes are immersed zoo mm below the surface of the bath. After a blowing time of 7 minutes, however, the temperature device shows only 1 ¢ 0o ', for example. Now, in order to achieve a more rapid increase in temperature, the converter is swiveled back so far that the blow holes are only 80 mm below the surface of the bath. After the eighth minute of blowing, the bath temperature is on the prescribed control curve. If the bath temperature is to rise above the control curve with further blowing, the bath height above the blow holes must be increased by swiveling the converter accordingly; if it falls below this, the bath height must be reduced again. After the tenth minute of blowing, decarburization is over (transition). Now the melt shows a temperature of 152o '. During the post-blowing (dephosphorization) the converter is swiveled until the bath height above the blow holes is 300 mm. At the end of the blowing process, the steel has a nitrogen content of o, oo50 / 0 at 165o '. If the height of the bath is increased to 8oo mm during reblowing, a nitrogen content of 0.010 / o is obtained in the steel at a steel temperature of 165 °.

Es läßt sich also durch Änderung der Badhöhe während der Entkohlung die Temperaturführung der Schmelzen weitgehendst beherrschen. Durch unterschiedliche Badhöhe während des Nachblasens (Zeit der P-Verbrennung) läßt sich der im Stahl gewünschte Stickstoffgehalt einstellen.So it can be done by changing the bath height during decarburization largely master the temperature control of the melts. Through different The height of the bath during post-blowing (time of P-combustion) can be found in the steel Set the desired nitrogen content.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for producing steel from pig iron by wind refining, characterized in that during refining, from the beginning of decarburization to the end of decarburization, the bath temperature and then during dephosphorization the nitrogen content is controlled by changing the height of the iron bath above the tuyeres is that the nozzles immerse deeper or shallower in the bath, depending on whether the bath temperature is too high or too low and depending on whether a higher or lower nitrogen content is desired. z. The use of a copper drum converter with blowing nozzles arranged parallel to its axis for carrying out the method according to claim i.