DE951007C

DE951007C - Verfahren zur Erzeugung stickstoffarmen Stahls durch Verblasen von Roheisen im basischen Konverter mit einem Gemisch von Gasen sehr verschieden starker Oxydationsfaehigkeit, wie Sauerstoff und Kohlendioxyd

Info

Publication number: DE951007C
Application number: DEG316D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Karwat
Original assignee: ERNST KARWAT DR ING
Current assignee: ERNST KARWAT DR ING
Priority date: 1942-12-31
Filing date: 1942-12-31
Publication date: 1956-10-18

Description

Verfahren zur Erzeugung stickstoffarmen Stahls durch Verblasen von Roheisen im basischen Konverter mit einem Gemisch von Gasen sehr verschieden starker Oxydationsfähigkeit, wie Sauerstoff und Kohlendioxyd Der im Konverter erblasene Stahl hat im Vergleich zu Siemens-Martin-Stahl einen hohen Gehalt an Stickstoff, der den Thomasstahl in manchen Anwendungen dem Siemens-Martin-Stahl gegenüber benachteiligt, eine bei der gegenwärtigen Knappheit an Siemens-Martin-Stahl unerwünschte Erscheinung.
Es leuchtet ohne weiteres,ein, daß man zu stickstofffreiem Stahl kommen muß, wenn. man zum Windfrischen im Konverter statt Luft ein oxydierendes stickstofffreies Gas benutzt, wie z. B. reinen Sauerstoff oder hocherhitztes Kohlendioxyd. Bei diesen Frischgasen ist es jedoch sehr schwer, Temperatur und Verbrennungsgeschwindigkeit in die für den Ablauf des Frischvorganges gewohnten Bahnen zu lenken. Zweckmäßig ist es bekanntlich, zum Verblasen von Roheisen im Konverter ein stickstofffreies oder stickstoffarmes Gemisch zweier Gase von stark verschiedenem Oxydationsvermögen, wie Sauerstoff und Kohlensäure, zu benutzen. Mit der Zusammensetzung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisches können Verbrennungsgeschwindigkeit und Badtemperatur in weiten Grenzen geregelt werden. Der Bereich der Regulierung ist gegeben durch die außerordentlich große Reaktionsbeschleunigung und Temperatursteigerung beim Blasen mit reinem Sauerstoff und durch die sehr starke Kühlwirkung der Dissozation reiner Kohlensäure. Durch die Gemischregelung kann man auch die Verbrennung von Silizium, Mangan und Kohlenstoff nach Wunsch beschleunigen oder verlangsamen bzw. die Reaktionsfolge des Abbrandes dieser Eisenbegleiter v erändern. So ist z. B. die Verwendung von Sauerstoff-Kohlensäure-Gemischen zum selektiven Verbrennen des Kohlenstoffs aus einer Schmelze legierten Roheisens vorgeschlagen worden, und auch im Rahmen eines durch Schlacken-Wechsel und Zugabe von Desorptionsmitteln gekennzeichneten Betriebsverfahrens für den Thomaskonverter wurde die Benutzung von Sauerstoff, Kohlensäure oder deren Gemischen vorgesehen, ohne indessen die Verfahrensweise der nachstehend beschriebenen Erfindung zu berühren, insbesondere ohne die ausgesprochene Zielsetzung der Erzeugung stickstoffarmen Thomasstahls.
Nach ihrer ganzen Anlage sind die vorgenannten bekannten Verfahren auch nicht zur Herstellung stickstoffarmen Thomasstahls geeignet, zumal auch der Aufwand an Sauerstoff und Kohlensäure bei der gedachten Arbeitsweise sehr erheblich ist und die Fernhaltung des Stickstoffs aus dem Stahl zu sehr verteuert.
Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung ist der Verbrauch an diesen Gasen sehr viel geringer. Die Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß der Stickstoffgehalt des Stahls im basischen Konverter bis zum Beginn der Kohlenstoffverbrennung etwa auf die Hälfte des Endwertes. steigt, während der Kohlenstoffv erbrennung sodann .etwa gleich hoch bleibt, um während der Phosphorverbrennung mit steigender Badtemperatur sich rasch zum Endwert zu verdoppeln. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung stickstofffreien Stahls durch Verblasen von Roheisen im basischen Konverter mit einem Gemisch von Sauerstoff und Kohlendioxyd besteht dementsprechend darin, daß das Roheisen zunächst mit Luft als Wind etwa bis zum Beginn des Überwiegens der Phosphorverbrennung über die Kohlenstoffverbrennung verblasen und anschließend mit einem praktisch stickstofffreiem Gemisch von Sauerstoff und Kohlendioxyd zu Ende gefrischt wird. Der Zeitpunkt des Überganges von Luft aus Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisch ist also der, in welchem die im Stahl gelöste Stickstoffmenge ihren zweiten Anstieg zu nehmen beginnt. Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird aber nur der am Ende der Luftblaseperiode in der Badflüssigkeit gelöste Stickstoff durch das stickstoffarme, hauptsächlich aus Kohlendioxyd und Argon bestehende Abgas des Sauerstoff -Kohlerisäure-Windes zum großen Teil aus dem Bad herausgeführt, und man gelangt zu einem ausreichend niedrigen Stickstoffgehalt im erzeugten Stahl. Dadurch, daß man nur in der Periode der Phosphorverbrennung nach Bedarf und ohne Verzug durch Steigern des Kohlensäuregehaltes im Gemisch das Bad kühlen und die Reaktionsgeschwindigkeit mäßigen kann, wird es wesentlich erleichtert, ohne Gefahr der Überfrischung zu einem niedrigen Endgehalt des Stahls an Phosphor zu gelangen. Der gemäß dem Verfahren der Erfindung erblasene Thomasstahl gleicht also dem Siemens-Martin-Stahl nicht nur im niedrigen Gehalt an Stickstoff, sondern auch im Gehalt an Phosphor. Dabei wird durch die erfindungsgemäße Beschränkung des Blasens mit Sauerstoff und Kohlendioxyd auf die Periode der Phosphorverbrennung erheblich an Sauerstoff und Kohlendioxyd gespart im Vergleich zu .den bekannten Verfahren, bei denen die Zuführung dieser Gase während der ganzen Blasedauer vorgesehen ist.
Die im Stahl gelöste Stickstoffmenge ist der Wurzel des Stickstoffpartialdruck es in der Gasphase proportional. Es genügt also für praktische Zwecke, ein stickstoffarmes Gasgemisch statt eines stickstofffreien zu benutzen. Solche Gemische kann die Gastechnik leichter liefern, z. B. Sauerstoff von 98% Reinheit, der neben r,40/0 Argon nur noch 0,6% Stickstoff enthält und Kohlensäure von mehr als 99% Reinheit, die also weniger als 0,8% Stickstoff enthält.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Erzeugen stickstoffarmen Stahls durch Verblasen von Roheisen im basischen Konverter mit einem praktisch stickstofffreien Gemisch von Gasen sehr verschieden starker Oxydationsfähigkeit, wie Sauerstoff und Kohlendioxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Luft die Verbrennung des Roheisen-Kohlenstoffs bis zum Beginn des Überwiegens der Phosphorverbrennung durchführt und dann mit einem praktisch stickstofffreien Gemisch von Gasen sehr verschieden starker Oxydationsfähigkeit, wie Sauerstoff und.Kohlendioxyd, zu Ende frischt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 367 958; französische Patentschriften Nr. 855 996, 873 948; britische Patentschrift Nr. 416 5d.5.