DK141884B - Fremgangsmaade til kontinuerlig smeltning af staal med hoej renhedsgrad - Google Patents
Fremgangsmaade til kontinuerlig smeltning af staal med hoej renhedsgrad Download PDFInfo
- Publication number
- DK141884B DK141884B DK72377AA DK72377A DK141884B DK 141884 B DK141884 B DK 141884B DK 72377A A DK72377A A DK 72377AA DK 72377 A DK72377 A DK 72377A DK 141884 B DK141884 B DK 141884B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- slag
- steel
- iron
- iron sponge
- foam
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/18—Electroslag remelting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
(11) FREMLÆ68ELSESSKRIFT 1^1884 Q^ jy||ζ (51) Int.Cl.3 C 21 B 13/02 // C 21 C 5/52 «(21) Antegning nr. 723/77 (22) Indleverat den 18. feb. Ig^ (23) Lebedeg 18. feb. 1977
(44) Antegningen fremlagt og Q
fremtotggeleetøkiiftnt offentliggjort den 7 · JtU· ♦ · 900
DIREKTORATET FOR
PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) Prioritet begæret fra den
28. feb. 1976, 2608520, DE
(71) MMESMAM DEMAG AKTIMG-ESEHjSCHAI'T , Wolfgang-Reuter-Platz, 4100 Duisburg, DE.
(72) Opfinder: Heinrich-Wilhelm Gudenau, Intzestr. 1, D-5100 Aachen, DE: Koenig, Brockhoffstr. 109, 13-4100 Duisburg, DE: Gero Rath, Duessel* Horfer Str. 159, D-4550 Muelheim, DE: Haye Roth, An dér Hoffnung 56, D-4055 Breitgcheid, DE.
(74) Fuldmægtig under sagens behandling;
Dansk Patent Kontor ApS.______ (54) Fremgangsmåde til kontinuerlig smeltning af stål med høj renhedsgrad.
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kontinuerlig smeltning af stål med høj renhedsgrad, især med ekstremt lavt carbonindhold, i lukkede elektroskaktlavovne under anvendelse af en det smeltede metal til stadighed dækkende slagge, i hvilken elektroderne dypper ned.
Smeltning af sådant stål er af stor interesse, fordi stålet kan anvendes som udgangsprodukt for et stort antal stålkvaliteter, hvis endelige sammensætning tilvejebringes ved tillegering, f.eks. i støbeske eller i et efterfølgende tilsluttet metallurgisk aggregat. Forudsætningen er, at en sådan fremgangsmåde kan gennemføres økonomisk og i industriel målestok.
2 utm
Det er tidligere foreslået at fremstille særdeles carbonfattigt jern. ved reduktion af jernmalm i elektroovn ved, at man i ovnen til stadighed bibeholder et mindst 20 cm tykt lag af det flydende metal, der til stadighed daekkes af et metaloxidholdigt flydende slaggelag af en sådan tykkelse, at den i slaggelagets øvre del til smeltning af chargen og reduktion nødvendige varme netop er tilstrækkelig til at holde metallaget i flydende tilstand uden at overopvarme det.
Ifølge denne fremgangsmåde kan stålets earbonindhold ganske vist formindskes til 0,05%, men en videregående formindskelse er ikke mulig.
Det har nu vist sig, at man kontinuerligt og storteknisk kan smelte et stål af meget høj renhed, praktisk taget teknisk rent jern, med et nedre slutcarbonindhold på indtil 0,015% i lukkede elektrolavskakt-ovne under anvendelse af en det smeltede metal til stadighed dækkende slagge, i hvilken elektroderne dypper ned, når følgende betingelser overholdes: a) Der anvendes forreduceret materiale, jemsvamp, som indeholder carbon og oxygen i et forhold på mindst 1:1,4.
b) Slaggelaget holdes på en skamgrad på fra 1,2 til 5» idet der ved skumgrad skal forstås slaggens volumenforøgelse ved skumning i forhold til den ikke-skummende slagge, hvis volumen eller "skum-grad” tildeles værdien "1".
c) Der anvendes en letflydende og reaktionsdygtig basisk slagge (Oa0/Si02) med et FeO-indhold på fra 7 til 50% og fra 5 til 12%
HgO.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen benytter sig af jernsvamps specielle egenskaber, der især består i følgende: Jernsvamp indeholder carbon, der fra forreduceringsprocessen foreligger såvel i fri form som kemisk bundet i Fe^C, samt FeO. Reaktionspartneme FeO og 0 er herved til stede i meget kort afstand fra hinanden, hvorved der foreligger gode reaktionsbetingelser. Samtidig er det ved fremstillingsprocessen muligt at indstille forholdet mellem C og 0 i jernsvampen særdeles konstant. Desuden har jernsvamp høj porøsitet og en vægtfylde, der er lille i forhold til råmalm og skrot. Endelig medbringer jemsvamp slaggedannere, der tilvejebringer forudsætningen for energioverføring ved modstandsopvarmning i elektro-lavskaktovne.
5 141884
Arbejdes der efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås flere til dels uforudsete fordele. Således opnås ikke alene stålkvaliteter med et C-indhold på ned til 0,015%, men på grund af den målbevidste slaggeføring fjernes også grundstofferne phospbor og svovl meget vidtgående. Uden yderligere indretninger til efterbehandling fås særdeles lave N-værdier i støbt stål, nemlig på under 0,001%. Jern-udbyttet forbøjes på grund af vidtgående fravær af afbrændingstab samt på grund af arbejdet med de støkiometrisk nødvendige mindste tilsætningsslaggemængder. De små afbrændingstab beror derpå, at der arbejdes med i slaggen neddyppede elektroder, og derved opnås endvidere et gunstigere specifikt energiforbrug.
En anden fordel ved den omhandlede fremgangsmåde er, at der forekommer et mindre forbrug af ildfast materiale, fordi smeltedriften forløber kontinuerligt, og derfor udebliver de termiske svingninger, der optræder ved chargedrift og påvirker karforingen. På grund af neddypningen af elektroderne i slaggen forringes varmeudstrålingen, og ovnforingens levetid forhøjes. Da der anvendes et faststående ovn-kar, bortf alder mekaniske virkninger på det ildfaste materiale. Samtidig kan der på det fast stående ovhkars kappe være anbragt en vandkølingsindretning i højde med slaggelaget, hvorved der sker en vidtgående størkning af slagge i de udsatte randzoner, og sliddet på stenforingen yderligere formindskes. Faststående.ovnkar tillader endvidere at tappe slaggefrit stål, hvorved holdbarheden af støbeskeene stenforing forbedres, da foringen ikke udsættes for angreb fra slaggen.
En ovn, der drives efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan køres med de billige Soderberg-elektroder. Da smeltevarmen som nævnt overføres ved modstandsopvarmning, forekommer der ikke støjforurening af omgivelserne. Endelig kan man ved en ovn, der drives efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen, nøjes med et ukompliceret afstøvnings-anlæg, da der kun udvikles små gasmængder. På grund af den lille gasudvikling er fordampningstabene også små.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen arbejder som følger: I det opretstående ovnkar omdannes på i og for sig kendt måde elektrisk energi kontinuerligt til hovedsagelig Joulevarme ved hjælp af de i processlaggen neddyppende elektroder, hvorved fås den for gennemførelsen af det videre procesforløb nødvendige varmeenergi, idet slaggen tjener som varmeelement.
4 Τ4Ϊ884
Det som tilsætningsmateriale tjenende, kontinuerligt tilsatte jern-svamp medbringer komponenterne FeO og carbon i sin strukturelle opbygning, idet carbonet dels som frit carbon hæfter til pelleten, dels som jemcarbM (Fe^C) foreligger kemisk bundet (ca. 0,3 til 2% C i jemsvamp).
Fortrinsvis arbejdes dermed en varm skumslagge, der har en mindste tykkelse på 200 mm. Denne mindste tykkelse, der til stadighed skal opretholdes, tilvejebringes ved, at slagge af tapni.ngshullet er anbragt mindst 200 mm over metalaftapningshullet. Skumeffekten opnås gennem afkulningsreaktionen af det i jemsvampen tilstedeværende carbon med det ligeledes i jernsvampen tilstedeværende Fe0, og derved dannes et hovedsagelig carbonfrit jern og gaskomponenten GO. Det dannede CO opskummer slaggen ved opstigningen i slaggen, indtil det undvi— ger ind i ovnatmosfæren.
For at opnå en vidtgående afkulning er det nødvendigt, at jemsvampen ikke trænger for. hurtigt gennem slaggelaget. Den holdes derfor formålstjenligt i en svæve- og turbulenstilstand i slaggen så længe, at reaktionen næsten fuldstændigt er forløbet til ende. Denne svæve-og turbulenstilstand kan styres gennem en passende skumgrad i slaggen. Ved slaggens skumgrad skal forstås den faktor, med hvilken skumslaggens volumen i forhold til normalt slaggevolumen uden skumvirkning, "skumgrad 1", forøges. Skumgraden har væsentlig indflydelse på jernsvampens opholdstid i slaggen på grand af opdrifteffekten. Formålstjenligt tilstræbes en svævetilstand, som holder jernsvampen i slaggen til dens fuldstændige metallisering til jemdråber, hvilke derefter naturligt synker på grund af deres vægtfylde.
Den svæve- og turbulenstilstand, i hvilken jernsvampen er udsat for den kinetisk gunstigste tilstand for reaktionens forløb indtil jern-dråbedannelsen, opnås gennem en skumgrad på 1,2 til 5, idet følgende faktorer gælder som styrestørrelser: - stykstørrelse af jemsvampen, - C/0-forhold af jernsvampen, - viskositet og temperatur af slaggen, - energikoncentration.
I det anvendte jernsvamp må der foreligge et G/0-forhold på mindst 1:1,4, anbefalelsesværdigt dog derover (f.eks. 1:1,55)» for at opnå stålkvaliteter med et meget lavt C-indhold på 0,015% og høj renhed.
5 141884
Gennem den mulighed formålstjenligt at styre opholdstiden af jern-svampen i slaggen indtil jerndråbedannelsen kan afsvovlings- og af- phosphoriseringsreaktioneme af slaggen med de blanke j'emdråber til dels forlægges til slaggen, hvilket kinetisk er yderst gunstigt.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er også anvendelig ved tilsætning af en vis skrotandel til jemsvampen. Gennem kombinationen: modstandsopvarmnxng, et metalbadet dækkende slaggelag og skumeffekt (udkogning) kan N-indholdet i stålet endvidere bringes ned på minimalværdier. Der kan uden videre opnås N-værdier på under 0,001% i slutproduktet uden nogen efterbehandling.
En anden forudsætning for et godt reaktionsforløb er en letflydende og reaktionsdygtig slagge, hvorhos MgO-indholdet, ligesom den for afsvovlingen og afphosphoriseringen nødvendige basicitet (Ca0/Si02) og det fremfor alt for afkulningen nødvendige FeO-indhold, der hensigtsmæssigt ligger mellem 7 og 30%> er en væsentlig styrestørrelse. Under includering af alle processen bestemmende faktorer skal den ligge mellem 5 og 12%.
På grund af den i ovnen til stadighed forblivende mindsteslaggemæng-de, der er bestemt af afstanden mellem metaludløb og slaggeudløb, kan man arbejde med særdeles små nyslaggemsengder, der bestemmes af de støkiometrisk nødvendige mindsteslaggemaengder, hvilket igen virker positivt på energiforbruget. Det til stadighed i ovnen forblivende slaggelag bidrager væsentligt til en ensartet, rolig og elektrisk stabil ovndrift. Da modstandsopvarmningen sker under til stadighed samme elektriske betingelser, undgås fuldstændigt flimmerfænomener, stærkt svingende effektforbrug (kortslutning) og stærk støj (fremkaldt af lysbuér). Fraværet af flimmerfænomener og støj bidrager væsentligt til den omhandlede stålsmelteteknologis miljøvenlighed.
Under en forsøgsrække blev der på tilsætningssiden arbejdet med en jernsvamp med følgende kemiske sammensætning:
CaO 0,244
Si02 1,550
MgO 0,398 A1205 0,588 C 1,165 6 T 41884
Fe met. 87»770
FeO 7,840 Y 0,150 0,260 S 0,010 p 0,025
Af denne 3 emsvamp blev der ved hjælp af den omhandlede arbejdsmåde smeltet stålkvaliteter, som i gennemsnit havde følgende slutanalyse: c 0,015-0,025%
Si < 0,01%
Mn 0,01% P 0,005% S 0,004% ΪΓ 0,001% Y 0,01%
Ti - 0,01% 0 0,1%
Det efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnåede stål viste i sine gennemsnitsværdier er Fe-indhold på minimalt 98,82% og må anses for teknisk rent jern.
Tegningen viser skematisk en efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen drevet elektroovn.
1 er kul- eller Soderberg-elektroder, 2 en tilførselsindretning.
Et metalbad 5 er dækket med et slaggelag, der i den øvre del 3 skummer stærkt, men i den nedre del 4 skummer mindre stærkt. 6 er et slaggeaftapningshul og 7 et metalaftapningshul, der er anbragt så meget længere nede end slaggeaftapningshullet 6, at det svarer til mindstetykkelsen af det ønskede slaggelag. 8 er et ovndæksel, medens 9 er et ovnkar.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2608320 | 1976-02-28 | ||
DE2608320A DE2608320C2 (de) | 1976-02-28 | 1976-02-28 | Verfahren zum kontinuierlichen erschmelzen von stahl mit hohem reinheitsgrad |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK72377A DK72377A (da) | 1977-08-29 |
DK141884B true DK141884B (da) | 1980-07-07 |
DK141884C DK141884C (da) | 1980-11-17 |
Family
ID=5971210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK72377A DK141884C (da) | 1976-02-28 | 1977-02-18 | Fremgangsmaade til kontinuerlig smeltning af staal med hoej renhedsgrad |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4113468A (da) |
JP (1) | JPS52105514A (da) |
BR (1) | BR7701177A (da) |
CA (1) | CA1091933A (da) |
DE (1) | DE2608320C2 (da) |
DK (1) | DK141884C (da) |
FR (1) | FR2342342A1 (da) |
GB (1) | GB1566028A (da) |
IT (1) | IT1075290B (da) |
MX (1) | MX4231E (da) |
SE (1) | SE426847B (da) |
ZA (1) | ZA771022B (da) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5449912A (en) * | 1977-09-29 | 1979-04-19 | Nat Res Inst Metals | Continuous production of pig iron or steel |
DE2905339A1 (de) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur erzeugung von stahl |
NZ212446A (en) * | 1982-06-02 | 1986-10-08 | New Zealand Steel Ltd | Method and apparatus for producing liquid iron from highly reduced sponge iron |
US4528035A (en) * | 1984-05-21 | 1985-07-09 | Metro Materials Corporation | Composition and process to create foaming slag cover for molten steel |
LU90409B1 (fr) * | 1999-06-25 | 2001-01-02 | Wurth Paul Sa | Proc-d- d'optimisation du fonctionnement d'un four -lectrique du type - arc submerg- |
US6544314B2 (en) * | 2000-03-17 | 2003-04-08 | Specialty Minerals (Michigan) Inc. | Process and apparatus for automatically controlling slag foaming |
US6875251B2 (en) * | 2002-05-15 | 2005-04-05 | Hatch Ltd. | Continuous steelmaking process |
DE102006004532B4 (de) | 2006-02-01 | 2014-10-09 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erzeugung einer Schaumschlacke in einer metallischen Schmelze |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR625213A (fr) * | 1925-11-28 | 1927-08-05 | Procédé et appareil pour la production de fer et d'acier | |
FR644553A (fr) * | 1926-09-27 | 1928-10-10 | Procédé de production de métaux dans des fours électriques | |
DE1109725B (de) * | 1958-06-07 | 1961-06-29 | Hermann Schenck Dr Ing | Verfahren zum Reduzieren von feinkoernigem bis staubfeinem Eisenerz mit feinkoerniger bis staubfeiner Kohle im Elektroofen |
US3001863A (en) * | 1958-08-01 | 1961-09-26 | Electro Chimie Metal | Process for obtaining ferrous metals and alloys from their ores |
US3153588A (en) * | 1960-07-21 | 1964-10-20 | Julius D Madaras | Method of melting sponge iron |
US3472650A (en) * | 1965-09-03 | 1969-10-14 | Canada Steel Co | Electric-arc steelmaking |
FR2236942A1 (en) * | 1973-07-13 | 1975-02-07 | Siderurgie Fse Inst Rech | Continuous melting of iron-bearing matls. in an arc furnace - using controlled height of slag and charge for low power consumption |
DE2415967A1 (de) * | 1974-04-02 | 1975-10-09 | Demag Ag | Verfahren zum erschmelzen von stahl |
-
1976
- 1976-02-28 DE DE2608320A patent/DE2608320C2/de not_active Expired
-
1977
- 1977-02-18 DK DK72377A patent/DK141884C/da active
- 1977-02-21 ZA ZA00771022A patent/ZA771022B/xx unknown
- 1977-02-21 CA CA272,195A patent/CA1091933A/en not_active Expired
- 1977-02-21 GB GB7134/77A patent/GB1566028A/en not_active Expired
- 1977-02-23 IT IT20615/77A patent/IT1075290B/it active
- 1977-02-24 US US05/771,748 patent/US4113468A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-02-24 SE SE7702079A patent/SE426847B/xx unknown
- 1977-02-25 BR BR7701177A patent/BR7701177A/pt unknown
- 1977-02-28 FR FR7705816A patent/FR2342342A1/fr active Granted
- 1977-02-28 JP JP2139677A patent/JPS52105514A/ja active Granted
- 1977-02-28 MX MX775478U patent/MX4231E/es unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5734329B2 (da) | 1982-07-22 |
BR7701177A (pt) | 1977-11-01 |
DE2608320B1 (de) | 1977-07-14 |
FR2342342B1 (da) | 1981-02-06 |
ZA771022B (en) | 1978-01-25 |
IT1075290B (it) | 1985-04-22 |
DK72377A (da) | 1977-08-29 |
FR2342342A1 (fr) | 1977-09-23 |
US4113468A (en) | 1978-09-12 |
DK141884C (da) | 1980-11-17 |
MX4231E (es) | 1982-02-19 |
GB1566028A (en) | 1980-04-30 |
SE426847B (sv) | 1983-02-14 |
DE2608320C2 (de) | 1978-12-07 |
JPS52105514A (en) | 1977-09-05 |
SE7702079L (sv) | 1977-08-29 |
CA1091933A (en) | 1980-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3741751A (en) | Heating of molten metal | |
US4216010A (en) | Aluminum purification system | |
US2971833A (en) | Process of manufacturing magnesium | |
DK141884B (da) | Fremgangsmaade til kontinuerlig smeltning af staal med hoej renhedsgrad | |
ATE18437T1 (de) | Verfahren und einrichtung zum direkten herstellen von fluessigem eisen. | |
EP0366701B1 (en) | Magnesium production | |
CA1086503A (en) | Process for the production of ferromolybdenum in an electric arc furnace | |
JPH101728A (ja) | 酸化錫の還元処理方法及び装置 | |
US2688535A (en) | Metallurgical process | |
RU2521930C1 (ru) | Шихта и электропечной алюминотермический способ получения ферробора с ее использованием | |
CA1081968A (en) | Method for melting steel | |
Sisco | The manufacture of electric steel | |
US2797988A (en) | Process of producing metal alloys of low impurity content | |
SU142559A1 (ru) | Электротермический способ получени плавленного цементного клинкера | |
Abdelwahed et al. | Effect of Direct Reduced Iron on Ferrous Oxide Capacity of Slag in Electric Arc Furnace. | |
GB331353A (en) | Improvements in and relating to the melting and refining of copper | |
SU730823A1 (ru) | Шлакообразующа смесь дл выплавки ферровольфрама | |
US2355515A (en) | Method of smelting tin-containing materials | |
SU846569A1 (ru) | Способ рафинировани нержавеющейСТАли | |
Mariscal et al. | ISASMELT TM slag chemistry and copper losses in the rotary holding furnaces slag at Ilo smelter | |
US2830889A (en) | Process for the production of ferromanganese from high-grade manganese-bearing materials | |
SU1154352A1 (ru) | Шихта дл обеднени металлургического шлака | |
JPS5923812A (ja) | 鉄鋼の脱炭方法 | |
US2684899A (en) | Process of smelting oxidized zinc ores | |
SU883183A1 (ru) | Смесь дл рафинировани ферровольфрама |