DE960897C - Verfahren und Vorrichtung zum Oberwindfrischen phosphorhaltigen Roheisens - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Oberwindfrischen phosphorhaltigen Roheisens Im Gegensatz zum »Unterwindfrischen« von Thomasroheisen (im üblichen Konverter) gelingt beim »Oberwindfrischen« eine ausreichende Entphosphorung nur dann, wenn die Entphosphorung noch vor Ende der Entkohlung zu Ende gebracht wurde.
• Nach einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren gelingt das dadurch, daß vorerst die Entkohlung verzögert wird durch Einhalten eines großen Abstandes zwischen Blasform und Badoberfläche oder durch Anwendung niedriger Sauerstoffdrucke u. a. m. Das ist so lange durchzuführen, bis nach Bildung einer eisenoxydulreichen Kalkschlacke der größte Teil des Phosphors verschlacken konnte. Sodann soll die Entkohlung durch die Umkehrung der bis dahin geltenden Verfahrensvorschriften, z. B. so, daß ein kleinerer Abstand zwischen Blasform und Badoberfläche bzw. höherer Sauerstoffdruck angewendet wird, in Gang gesetzt werden, und es gelingt so, daß der Kohlenstoff dann das überschüssige Eisenoxydul der Schlacke reduziert, so daß zum@Schluß des Frischens eine eisenarme Phosphorschlacke wie beim üblichen Windfrischen auch bei diesem Verfahren vorliegt. Nachteile und Schwierigkeiten des Verfahrens liegen jedoch darin, daß einmal diese beiden Abschnitte des Verfahrens zeitlich sehr genau eingehalten werden müssen und geringfügige Abweichungen im Ablauf entweder zu überhöhten Phosphorgehalten im Metall oder zu allzu hohen Eisengehalten der Schlacke führen, sodann aber darin, daß beim Ingangsetzen der Entkohlung nach der vorherigen Verzögerung der Entkohl.ungsreaktion leicht starke Auswurferscheinungen auftreten.
• Ebenfalls noch nicht zum Stand der Technik gehört ein Vorschlag, beim Oberwindfrischen für insbesondere größere Einsätze nicht nur mit einer Lanze zu blasen, sondern mit zwei oder mehreren Lanzen.
• Nach dem bisherigen Verfahren wurde das Blasfrischen insgesamt zuerst auf die Entphosphorung und dann auf die Entkohlung eingestellt.
• Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß es bei der Möglichkeit, mit zwei oder mehr Lanzen zu blasen, gelingt, unter einer Blaslanze zu entkohlen und unter der anderen Blaslanze zu entphosphoren, d. h. also, beide Reaktionen im Bad nebeneinanderher ablaufen zu lassen. Man geht dabei so vor, daß man jeder der Blaslanzen ihre volle Eigenständigkeit gibt.
• Jede Blaslanze kann für sich bewegt werden. Jede Lanze erhält auch ihre eigene, von den anderen getrennte Zuleitung, so daß eine jede Blaslanze mit anderem Druck und anderer Mengenzuteilung des Frischgases arbeiten kann als die andere. So ist es ebenfalls möglich, jeder Blaslanze ihre eigene Gasmischung, Sauerstoff oder 02-angereicherte Luft oder Zusätze von Kohlensäure oder Wassersdamgehen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man nun so vor, daß man unter einer Blaslanze entkohlt. Das erreicht man dadurch, daß man diese Lanze bis dicht über das B,ad fährt und/oder daß man durch diese Lanze mit höherer Geschwindigkeit und höherem Druck den Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Frischgas hindurchbläst, jedenfalls so, daß der Blasstrom die Schlackenschicht durchdringt und die Metalloberfläche berührt oder in sie eindringt.
• Bei der anderen Lanze bläst man den Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Frischgas aus so großer Entfernung und/oder mit so niedrigem Druck auf das Bad, daß der Blasstrahl die Schlackenschicht nicht- durchdringt. Hier nimmt die Schlacke den Sauerstoff auf, und unter dieser sauerstoffreichen Schlacke erfolgt die Entphosphorung.
• Die verschieden blasenden Lanzen (Entkohlungs-bzw. Entphosphorungslanzen) müssen einen solchen Abstand voneinander haben, daß sie sich funktionell einander nicht stören.
• Bläst man mit unterschiedlichen Gasmischungen durch beide Lanzen, so gibt man der Lanze, unter der entkohlt werden soll, zweckmäßig das sauerstoffreichere, stärker heizende Frischgas, vorzüglich reinen Sauerstoff, der anderen Lanze, unter der entphosphort werden soll, das sauerstoffärmere Frischgas, d. h. also Luft oder Mischungen von 02 und Luft oder Mischungen von 02 und H 0u ,d/oder C 02. Es läßt sich nun die Sauerstoffzufuhr der einzelnen Blaslanzen sehr genau so regeln, daß die Entphosphorung mit aller Sicherheit noch im Verlauf der Entkohlung zu Ende läuft, und .zwar bei recht niedrigen Eisengehalten der Schlacke (von etwa 7 bis I2 %), so daß der Frischprozeß mit nahezu beliebig hohem oder niedrigem Kohlenstoffgehalt beendet werden kann, in den Grenzen von etwa o,o5 bis i% C. Denn jede der beiden Reaktionen, Entkohlung und Entphosphorung, hat entsprechend der vorliegenden Konzentration beider Elemente -einen bestimmten Sauerstoffbedarf. Je höher der Kohlenstoffgehalt bei beendeter Entphosphorung sein soll, desto mehr wird man die Entphosphorung vor der Entkohlung voreilen lassen, indem die für die Entphosphorung benötigte Sauerstoffmenge entsprechend rascher zugeführt wird als die für die Entkohlung benötigte Sauerstoffmenge. Läßt man danach unter allen beiden Blaslanzen entkohlen, indem man nun alle Lanzen gleich, und zwar auf »Entkohlung« einstellt, so gelingt es, .bei nahezu beliebigen Kohlenstoffgehalten und mit sehr eisenarrner Schlacke den Frischprozeß zu enden.
• Man kann aber auch, nach der Hauptentphosphorung bei noch recht hohen Kohlenstoffgehalten im Metall von etwa o,5 bis 2%, die erste Schlacke abziehen und nach erneutem Basenzusatz, z. B. Kalkzusatz, Weiterblasen, wie es vor dem Schlackenwechsel im ersten Frischteil geschah, so daß wiederum unter einer Blaslanze entkohlt und unter der naderen Blaslanze entphosphort wird. Dadurch gelingt es, einen ganz besonders phosphorarmen Stahl mit weniger als o,o3%P, vorzugsweise weniger als o,o2% P, zu gewinnen, wobei der Kohlenstoffgehalt noch in den Grenzen von etwa 0,05 bis o,5o% eingehalten werden kann.
• Es hat sich ferner gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch beim Oberwindfrischen von Stahlroheisensorten mit nur geringen Phosphorgehalten von beispielsweise weniger als o,5 % P und phosphorhaltigem Bessemerroheisen anwendbar ist und erhebliche Vorteile besitzt. Würde man mit nur einer Lanze frischen und wollte man nicht genötigt sein, sehr weit herunterzufrischen, d. h. bis auf niedrige Kohlenstoffgehalte im Eisen unter o, i %, vorzüglich unter o,o5 0/a C, und. auf Eisengehalte der Schlacke von etwa über 15% zu frischen, so wird es eriorderderlich, den Phosphorgehalt im Roheisen niedriger als o,2 %, nach Möglichkeit niedriger als o, i 5 % zu halten. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es ohne jede Schwierigkeit, beim Oberwindfrischen von Roheisensorten mit weniger als o,5% P unter einer Schlacke, also ohne Schlackenwechsel, auf weniger als o,o2 % P herunter zu entphosphoren, und zwar bei Kohlenstoffgehalten von mehr als o, i % im Eisen, d. h. ohne zu überfrischen. Aber auch bei so P-armen Roheisensorten kann sich ein Schlackenwechsel noch empfehlen, um zu besonders niedrigen Phosphor- und Schwefelgehalten im Stahl von vorzugsweise weniger als o,oi5%P und weniger als o,oi5% S zu gelangen. Vorteile des erfindungsgemäßen Arbeitens liegen darin, daß bei einem solchen getrennten Nebeneinanderlaufen der beiden Reaktionen der Entkohlung und der Entphosphorung beide Reaktionen sehr genau »dosiert« und der ganze Frischablauf sehr genau geführt werden kann. Es konnte ferner vermutet werden, daß die Entkohlung unter der einen Blaslanze die Entphosphorung unter der anderen stören würde. Das ist jedoch nicht der Fall; im Gegenteil: Die Entkohlung führt zu einer so lebhaften und guten Badbewegung, daß die Entphosphorung dadurch nur verbessert und begünstigt wird. Man kann dann bei sehr hoher Frischgeschwindigkeit zu ganz kurzen Blaszeiten gelangen, die nicht höher liegen als im üblichen »Unterwindkonverter«. Ferner läuft bei dem erfindungsgemäßen Arbeiten der Frischprozeß ganz gleichmäßig, ohne die geringsten Auswurferscheinungen ab. Schließlich endet das Frischen mit eisenarmen Schlacken, der Stahl ist ebenfalls arm an Sauerstoff und sehr sauber.
• Bei Vorrichtungen mit mehr als zwei Blaslanzen wird wahlweise ein Teil der Blaslanzen zur Entkohlung, der andere zur Entphosphorung im jeweils gewünschten Umfang beider Reaktionen eingesetzt.
• Eine Vorrichtung, die zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahren dienen kann, ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. In einem Frischbehälter i, welcher mit einer Haube a versehen sein kann, ist ein Roheisenschmelzbad 3 mit einer Schlackenschicht 4 enthalten. Eine Frischlanze 5, welche zur Entkohlung dienen soll und daher in das Metallbad einbläst, ist mit einer Heb-und Senkvorrichtung 7 ausgestattet. Dasselbe gilt für die Entphosphorungslanze 6, welche mittels der Heb- und Senkvorrichtung 8 selbständig bewegbar ist, wobei diese Lanze jedoch lediglich in die Schlackenschicht 4 einbläst. Die Zuführungsleitung 9 für die Entkohlungslanze 5 ist von der Zuführungsleitung io der Lanze 6 getrennt gehalten. Die Zuleitung 9 besitzt eine Mischvorrichtung i i zur Herstellung beliebiger Gasgemische und ebenso die Zuleitung io eine Mischvorrichtung 12. Die beiden Zuleitungen 9 und io enthalten außerdem je ein Drosselorgan 13 bzw. 14.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Oberwindfrischen phosphorhaltigen Roheisens, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei oder mehr Blaslanzen der Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Frischgas mit der Maßgabe- aufgeblasen wird, daß unter einer Blaslanze oder einem Teil der Blaslanzen entkohlt wird, indem in an sich bekannter Weise der Blasstrom durch die Schlacke hindurch unmittelbar in das Schmelzbad eingeblasen bzw. auf das Metallbad aufgeblasen wird, und gleichzeitig unter der oder den übrigen Blaslanzen entphosphort wird, indem der Blasstrom lediglich auf oder in die Schlacke geleitet wird. a. Verfahren zum Oberwindfrischen phosphorhaltigen Roheisens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide nebeneinander herlaufenden Reaktionen so geführt werden, daß die Entphosphorung unter eisenarmer Schlacke bei gewünschtem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,05 bis i °% beendet wird. 3. Verfahren zum Oberwindfrischen phosphorhaltigen Roheisens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entphosphorung bei hohem Kohlenstoffgehalt von beispielsweise 0,5 bis a °/o C bis auf beispielsweise 0,05 bis o,i5°/o P geführt wird, daß sodann abgeschlackt und nach erneuter Basenzugabe in gleicher Weise bis herab auf ganz niedrige Phosphorgehalte gefrischt wird, wobei die Kohlenstoffgehalte noch in den Grenzen von etwa 0,05 bis 0,56/o gehalten werden können. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach genügender Entphosphorung die gewünschte weitere Entkohlung auch durch Blaslanzen betrieben wird, die bislang zur Entphosphorung dienten. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß verhältnismäßig phosphorarme Roheisensorten wie beispielsweise Stahlroheisensorten und Bessemerroheisen mit weniger als 0,5°/0P verblasen werden. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 5, gekennzeichnet durch mehrere einzeln heb- und senkbare Lanzen. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekeic-nzeichnet durch Einzelzuleitungen zu den Entkohlungs- bzw. Entphosphorungslanzen, gegebenenfalls mit Drosselorganen, für jede Lan zenart. B. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch Mischeinrichtungen in den Zuführungsleitungen der Lanzen, die die Herstellung beliebiger Gasmischungen erlauben.