EP0175924B1 - Process for refining pig iron - Google Patents

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EP0175924B1
EP0175924B1 EP85110495A EP85110495A EP0175924B1 EP 0175924 B1 EP0175924 B1 EP 0175924B1 EP 85110495 A EP85110495 A EP 85110495A EP 85110495 A EP85110495 A EP 85110495A EP 0175924 B1 EP0175924 B1 EP 0175924B1
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EP
European Patent Office
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pig iron
blowing
steel
weight
phosphorus content
Prior art date
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Expired
Application number
EP85110495A
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German (de)
French (fr)
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EP0175924A1 (en
Inventor
Erich Dr. Höffken
Rudolf Dr. Hammer
Wolfram Florin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssen Stahl AG
Original Assignee
Thyssen Stahl AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Thyssen Stahl AG filed Critical Thyssen Stahl AG
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Publication of EP0175924A1 publication Critical patent/EP0175924A1/en
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Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/064Dephosphorising; Desulfurising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/32Blowing from above

Definitions

  • the invention relates to a method for producing steel with a low phosphorus content from pig iron with the usual phosphorus content, in which the pig iron in a metallurgical vessel, in particular a converter, in which a fresh gas consisting predominantly or completely of technically pure oxygen is blown onto the melt from above and an inert stirring gas, in particular blown into the melt from below, in a single process step, is simultaneously decarburized and dephosphorized.
  • a method for further reducing the phosphorus content in which a pig iron is poured into a converter and fresh oxygen is blown onto the pig iron from above with a slag-forming agent and at the same time a gas from the group of inert gas, nitrogen, Oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide or their mixtures are blown into the melt from below. It is essential in this process that a desilicated pig iron is introduced into the converter. This means that desilication involves a separate process step. Due to this separate process step, temperature losses of the melt occur; there are also additional quantities of slag which lead to increased iron losses.
  • This fresh process is aimed at a final phosphorus content of 0.010% by mass or less; The published specification contains no information about the influence of the manganese content of the pig iron used on the setting of the lowest phosphorus content in the steel.
  • the unstilled steel melt in the fresh vessel is after or shortly before the end of the usual fresh process, ie in the region of a carbon content of less than 0.4% and after extensive removal of the fresh slag with the aid of a conveying gas CaC0 3 and Na 2 C0 3 in a ratio of 1: 1 with the addition of fluorspar and / or iron oxide in an amount of up to 30% by mass in% of the carbonate mixture so deeply introduced into the melt that the total slag is mixed and then the steel is added Retention of the treatment slag is tapped and finished in the pan in a manner known per se. In this way, phosphorus levels in the steel of less than 0.001% should be achievable.
  • the steel in the converter is not or only insignificantly dephosphorized after decarburization and then at a temperature which essentially occurs after the carbon has been burned into a heated pan poured, in which then dephosphoric agents are blown in in a conventional manner.
  • the invention is based, to reduce the usual phosphorus content of pig iron, which is usually up to 0.2% to 0.005 mass content in% or less, without additional effort during a single-stage combined blow molding process.
  • this object is achieved according to the invention in that pig iron with a manganese content of less than 0.2% by mass is used in% and the refining up to a final phosphorus content in the steel at the end of the bubble of 0.005 mass content in% or less is carried out.
  • the manganese content of the pig iron used is generally about 0.4 to 0.8%, e.g. DE-Z “Stahl und Eisen” 104 (1984) No. 16, pp. 767 to 773.
  • Figure 6 on p. 769 shows a manganese content of the pig iron used of around 0.50 to 0.60%.
  • the final phosphorus content after freshening is between 0.020 and 0.010%, depending on the converter size.
  • B. pictures 4, 9 and 12 on pages 37 to 39 show.
  • the invention is now based on the knowledge that when using pig iron with a manganese content of less than 0.2% final phosphorus content can be achieved after refining 0.005% and less. This is made possible without disadvantages that are inherent in the known processes.
  • pig iron with a reduced manganese content can be achieved without difficulty and without costs by using inexpensive ores with low manganese content in the blast furnace and by not having to reuse manganese-containing steel slags in the blast furnace furnace.
  • the pig iron is used with a silicon content of 0.15 to 0.35% by mass in%, preferably less than 0.30% by mass in%, there is a further advantage in terms of reducing the required amount of lime, which can amount to 20 to 40 kg / t crude steel when freshening. This also results in a reduction in the amount of slag produced.
  • the lower amount of lime corresponds to the lower silicon content in the specified range.
  • the pig iron with low silicon and manganese content can then be refined to low carbon, sulfur and especially phosphorus content in a single blowing process without upstream dephosphorus and without changing slags.
  • a metallurgical vessel in particular in a converter
  • technically pure oxygen is blown from above onto the surface of the molten bath by means of a lance.
  • an inert stirring gas is blown into the melt from below. This can be done continuously or temporarily from the start of oxygen inflation until the fresh steel is cut off.
  • intermittent or intermittent blowing in of the stirring gas it is important to blow the gas in during the first and last third of the total treatment time.
  • the invention is illustrated by the following examples.
  • the percentages correspond to mass contents in%.
  • Technically pure oxygen was used again as fresh gas, which was blown onto the pig iron melt from above.
  • the amount of lime added was 51 kg / t crude steel.
  • a comparison of the results from the comparative example with the exemplary embodiments 1 and 2 according to the invention shows that when pig iron with manganese contents of less than 0.20% is used in the converter, the final phosphorus contents can be reduced with approximately the same initial phosphorus contents of 0.005% and less . There is no increased iron slagging or other process disadvantages. The amounts of lime used can also be further reduced if the Si content in pig iron is reduced, s. Example 2. This reduces the amount of slag. Another advantage over the comparative example is that the blowing process runs smoothly and the known ejection of slag and steel is largely eliminated.
  • the process according to the invention is suitable for freshening pig iron low in phosphorus with an initial phosphorus content of up to 0.2%, preferably up to 0.15%.
  • the lime is added in pieces (8 to 40 mm) at the beginning of the blowing process.
  • the amount of lime added when carrying out the method according to the invention essentially depends on the silicon content and is not greater than when carrying out the generic method without the measures according to the invention.
  • the final blowing temperature should not exceed 1650 ° C.

Abstract

The invention relates to a process for producing steel of low phosphorus content from hot metal of usual phosphorus content, in which the hot metal is simultaneously decarburized and dephosphorized in a single process step in a metallurgical vessel, in particular in a converter. The refining gas consisting predominantly or completely of technically pure oxygen is top-blown into the melt, particularly from below. The vessel is charged with hot metal containing manganese in an amount of less than 0.2% by weight. Lime is then added and refining is carried out down to a final phosphorus content of 0.005% by weight or less in the steel at the end of blowing, without a change of slag.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Stahl mit niedrigem Phosphorgehalt aus Roheisen mit üblichem Phosphorgehalt, bei dem das Roheisen in einem metallurgischen Gefäss, insbesondere einem Konverter, bei dem ein überwiegend oder vollständig aus technisch reinem Sauerstoff bestehendes Frischgas von oben auf die Schmelze aufgeblasen und ein inertes Rührgas, insbesondere von unten in die Schmelze eingeblasen werden, in einem einzigen Verfahrensschritt, gleichzeitig entkohlt und entphosphort wird.The invention relates to a method for producing steel with a low phosphorus content from pig iron with the usual phosphorus content, in which the pig iron in a metallurgical vessel, in particular a converter, in which a fresh gas consisting predominantly or completely of technically pure oxygen is blown onto the melt from above and an inert stirring gas, in particular blown into the melt from below, in a single process step, is simultaneously decarburized and dephosphorized.

Es ist seit langem bekannt, dass Phosphor einen ungünstigen Einfluss auf die Eigenschaften von Stahl ausübt. Abgesehen von bestimmten Stahlgüten, in denen Phosphor als Legierungselement bewusst zugesetzt wird, strebt man bei den meisten Stahlgüten einen niedrigen Phosphor-Endgehalt in der Grössenordnung von etwa 0,010 bis 0,030% an. Mit dem eingangs genannten bekannten Blasverfahren sind derartige Phosphorgehalte einstellbar.It has long been known that phosphorus has an adverse effect on the properties of steel. Apart from certain steel grades, in which phosphorus is deliberately added as an alloying element, the aim for most steel grades is to have a low final phosphorus content in the order of about 0.010 to 0.030%. Such phosphorus contents can be set using the known blowing method mentioned at the beginning.

Aus der DE-OS 33 18 332 ist ein Verfahren zur weiteren Herabsetzung des Phosphorgehaltes bekannt, bei dem ein Roheisen in einen Konverter eingefüllt und Frischsauerstoff zusammen mit einem schlackenbildenden Mittel von obe auf das Roheisen geblasen und gleichzeitig ein Gas aus der Gruppe Inertgas, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder deren Mischungen von unten in die Schmelze eingeblasen werden. Bei diesem Verfahren ist wesentlich, dass ein entsiliziertes Roheisen in den Konverter eingeführt wird. Dies bedeutet, dass die Entsilizierung einen separaten Verfahrensschritt beinhaltet. Aufgrund dieses separaten Verfahrensschrittes treten Temperaturverluste der Schmelze auf; ausserdem fallen zusätzliche Schlackenmengen an, die zu erhöhten Eisenverlusten führen. Bei diesem Frisch-verfahren wird ein Phosphorendgehalt von 0,010 Massengehalt in % und weniger angestrebt; über den Einfluss des Mangangehaltes des eingesetzten Roheisens auf die Einstellung niedrigster Phosphorgehalte im Stahl enthält die Offenlegungsschrift keine Aussage.From DE-OS 33 18 332 a method for further reducing the phosphorus content is known, in which a pig iron is poured into a converter and fresh oxygen is blown onto the pig iron from above with a slag-forming agent and at the same time a gas from the group of inert gas, nitrogen, Oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide or their mixtures are blown into the melt from below. It is essential in this process that a desilicated pig iron is introduced into the converter. This means that desilication involves a separate process step. Due to this separate process step, temperature losses of the melt occur; there are also additional quantities of slag which lead to increased iron losses. This fresh process is aimed at a final phosphorus content of 0.010% by mass or less; The published specification contains no information about the influence of the manganese content of the pig iron used on the setting of the lowest phosphorus content in the steel.

In der Zeitschrift «Steel in the USSR», Band 8, Nr. 6, Seiten 497 bis 501 ist im Zusammenhang mit dem Sauerstoffaufblasverfahren in allgemeiner Form angegeben worden, dass die Entphosphorung mit einem geringen Mangangehalt im Roheisen verbessert wird. Die Verfasser der Veröffentlichung haben jedoch darauf hingewiesen, dass eine Herabsetzung des Mangangehaltes im Roheisen mit einer Reihe von Nachteilen verbunden ist, wobei die Verschlechterung der Schlakkenbildung bewirkt durch die Verzögerung der Kalkauflösung zu Beginn des Sauerstoffaufblasens im Vordergrund steht. Weiter werden steigende Metallverluste sowie die Ablagerung von Metall auf der Sauerstoffblaslanze und an der Konvertermündung angegeben. Zur Vermeidung der Nachteile, insbesondere zur Einstellung optimaler Bedingungen für die Schlackebildung, sind nach den Feststellungen der Veröffentlichung zusätzliche Massnahmen erforderlich z.B. die Einleitung zusätzlicher schlackenbildender Stoffe oder die Verwendung vorher vorbereiteter Schlackenschmelzen.In the magazine “Steel in the USSR”, Volume 8, No. 6, pages 497 to 501, it was generally stated in connection with the oxygen inflation process that the dephosphorization is improved with a low manganese content in pig iron. However, the authors of the publication have pointed out that a reduction in the manganese content in pig iron is associated with a number of disadvantages, with the deterioration of slag formation caused by the delay in the dissolution of lime at the beginning of the oxygen inflation being in the foreground. Rising metal losses and the deposition of metal on the oxygen blowing lance and at the converter mouth are also given. To avoid the disadvantages, in particular to set optimal conditions for slag formation, additional measures are required according to the findings of the publication, e.g. the introduction of additional slag-forming substances or the use of previously prepared slag melts.

In der Dissertation von P. Schmöle, 18.02.1983, Technische Universität Clausthal, mit dem Titel «Auswertung experimenteller Ergebnisse über die Gleichgewichte der Phosphoroxidation aus manganhaltigen Eisenschmelzen mit komplexen, kalkgesättigten Schlacken» wird auch über die Folgerungen für betriebliche Möglichkeiten zur Einstellung geringster Phosphorgehalte berichtet. Es heisst dort auf Seite 16, dass der im Gleichgewicht erreichbare Phosphorendgehalt des Rohstahls sich bei etwa 0,01% einstellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass ein Schlackenwechsel erforderlich ist, um im Frischprozess niedrigere Phosphorgehalte zu erreichen. --.In the dissertation by P. Schmöle, February 18, 1983, Clausthal University of Technology, entitled "Evaluation of experimental results on the equilibrium of phosphorus oxidation from molten iron with complex, lime-saturated slags", the consequences for operational options for setting the lowest phosphorus content are also reported . It states on page 16 that the final phosphorus content of the crude steel that can be achieved in equilibrium is about 0.01%. However, it is pointed out that a slag change is necessary in order to achieve lower phosphorus contents in the fresh process. -.

Nach einem aus der DE-OS 28 42 563 bekannten Verfahren wird in die unberuhigte Stahlschmelze im Frischgefäss nach oder kurz vor Beendigung des üblichen Frischvorganges, d.h. im Bereich eines Kohlenstoffgehaltes von weniger als 0,4% und nach weitgehender Entfernung der Frischschlacke mit Hilfe eines Fördergases CaC03 und Na2C03 im Verhältnis 1:1 mit einem Zusatz von Flussspat und/oder Eisenoxid in einer Menge von jeweils bis zu 30 Massengehalt in % des Carbonatgemisches so tief in die Schmelze eingebracht, dass die Gesamtschlacke durchgemischt und anschliessend der Stahl unter Zurückhaltung der Behandlungsschlacke abgestochen und in an sich bekannter Weise in der Pfanne fertig gemacht wird. Auf diese Weise sollen Phosphorgehalte im Stahl von weniger als 0,001 % erreichbar sein.According to a method known from DE-OS 28 42 563, the unstilled steel melt in the fresh vessel is after or shortly before the end of the usual fresh process, ie in the region of a carbon content of less than 0.4% and after extensive removal of the fresh slag with the aid of a conveying gas CaC0 3 and Na 2 C0 3 in a ratio of 1: 1 with the addition of fluorspar and / or iron oxide in an amount of up to 30% by mass in% of the carbonate mixture so deeply introduced into the melt that the total slag is mixed and then the steel is added Retention of the treatment slag is tapped and finished in the pan in a manner known per se. In this way, phosphorus levels in the steel of less than 0.001% should be achievable.

Bei einem weiteren aus der DE-OS 32 45 098 bekannten Verfahren wird der Stahl im Konverter nach der Entkohlung nicht oder nur in unerheblichem Umfang entphosphort und dann bei einer Temperatur, wie sie sich im wesentlichen nach der Verbrennung des Kohlenstoffes einstellt, in eine beheizbare Pfanne abgegossen, in welche dann in an sich bekannter Weise Entphosphorungsmittel eingeblasen werden.In a further method known from DE-OS 32 45 098, the steel in the converter is not or only insignificantly dephosphorized after decarburization and then at a temperature which essentially occurs after the carbon has been burned into a heated pan poured, in which then dephosphoric agents are blown in in a conventional manner.

Die Nachteile dieser beiden bekannten Verfahren bestehen wiederum darin, dass zusätzliche Schlackenmengen anfallen, die durch aufwendige Verfahren aufbereitet oder zur Deponie gefahren werden müssen. Weiterhin ergeben sich ebenfalls hohe Temperaturverluste durch Zusatz von Schlackenbildnern, die den Zusatz von Schrott verhindern.The disadvantages of these two known processes are, in turn, that additional quantities of slag are obtained, which have to be processed by complex processes or have to be taken to the landfill. Furthermore, there are also high temperature losses due to the addition of slag formers, which prevent the addition of scrap.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, während eines einstufigen kombinierten Blasfrischverfahrens ohne zusätzlichen Aufwand den üblichen Phosphorgehalt von Roheisen, der in der Regel bis zu 0,2% beträgt auf 0,005 Massengehalt in % oder weniger abzusenken.The invention is based, to reduce the usual phosphorus content of pig iron, which is usually up to 0.2% to 0.005 mass content in% or less, without additional effort during a single-stage combined blow molding process.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Roheisen mit einem Mangangehalt von weniger als 0,2 Massengehalt in % eingesetzt und das Frischen bis zu einem Phosphor-Endgehalt im Stahl bei Blasende von 0,005 Massengehalt in % oder weniger durchgeführt wird.Starting from a method of the type described at the outset, this object is achieved according to the invention in that pig iron with a manganese content of less than 0.2% by mass is used in% and the refining up to a final phosphorus content in the steel at the end of the bubble of 0.005 mass content in% or less is carried out.

Bei den bekannten kombinierten Blasverfahren, bei denen Sauerstoff von oben und ein Rührgas von unten in die Schmelze eingeblasen werden, liegt der Mangangehalt des eingesetzten Roheisens im allgemeinen bei etwa 0,4 bis 0,8%, z.B. DE-Z «Stahl und Eisen» 104 (1984) Nr. 16, S. 767 bis 773. Aus Bild 6 auf S. 769 ergibt sich ein Mangangehalt des eingesetzten Roheisens von etwa 0,50 bis 0,60%. Der Phosphor-Endgehalt nach dem Frischen liegt je nach Konvertergrösse zwischen 0,020 und 0,010%, wie z. B. die Bilder 4, 9 und 12 auf den S. 37 bis 39 zeigen. In der DE-Z «Stahl und Eisen» 103 (1983) Nr. 4, S. 163 bis 165 wird zu einem anderen kombinierten Blasverfahren ein mittlerer Mangangehalt des Roheisens von 0,29% als ein sehr niedriger Wert bezeichnet (S. 165, linke Sp., 1. Abs. und Bild 5). Die erzielten Phosphor-Endgehalte im Stahl können dieser Veröffentlichung nicht entnommen werden.In the known combined blowing processes in which oxygen is blown into the melt from above and a stirring gas from below, the manganese content of the pig iron used is generally about 0.4 to 0.8%, e.g. DE-Z “Stahl und Eisen” 104 (1984) No. 16, pp. 767 to 773. Figure 6 on p. 769 shows a manganese content of the pig iron used of around 0.50 to 0.60%. The final phosphorus content after freshening is between 0.020 and 0.010%, depending on the converter size. B. pictures 4, 9 and 12 on pages 37 to 39 show. In DE-Z “Stahl und Eisen” 103 (1983) No. 4, pp. 163 to 165, an average manganese content of pig iron of 0.29% is described as a very low value for another combined blowing process (p. 165, left column, 1st paragraph and picture 5). The final phosphorus contents achieved in the steel cannot be found in this publication.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass beim Einsatz eines Roheisens mit einem Mangangehalt von weniger als 0,2% Phosphor-Endgehalt nach dem Frischen von 0,005% und weniger erreicht werden können. Dies wird ermöglicht ohne dass Nachteile entstehen, die bekannten Verfahren anhaften.The invention is now based on the knowledge that when using pig iron with a manganese content of less than 0.2% final phosphorus content can be achieved after refining 0.005% and less. This is made possible without disadvantages that are inherent in the known processes.

In der Fachwelt herrschte bislang die Auffassung, dass Mangangehalte in der Grössenordnung von 0,4 bis 0,8% im eingesetzten Roheisen erforderlich sind, um ein Blasverfahren durchführen zu können. Mit diesen Mangangehalten im Roheisen sollte verhindert werden, dass sich überhöhte Eisengehalte in der Schlacke bei Blasende von mehr als im Mittel 20% einstellen. Infolge des erfindungsgemäss im Roheisen auf 0,2% begrenzten Mangangehaltes lässt sich der zugesetzte Kalk jedoch überraschenderweise, durch eine frühzeitige Eisenoxidation begünstigt, aktivieren und damit die Phosphoroxidation aus der Schmelze beschleunigen und die gebildete Phosphorsäure (P205) frühzeitig in der Schlacke stabil abbinden.So far, experts have believed that manganese levels in the order of 0.4 to 0.8% of the pig iron used are required in order to be able to carry out a blowing process. With these manganese contents in pig iron, it should be prevented that excessive iron contents in the slag at the end of the blow exceed 20% on average. As a result of the manganese content limited to 0.2% in pig iron according to the invention, the added lime can surprisingly, favored by early iron oxidation, be activated and thus accelerate the phosphorus oxidation from the melt and the phosphoric acid (P 2 0 5 ) formed stable in the slag at an early stage tie off.

Der Einsatz von Roheisen mit abgesenktem Manganggehalt kann durch die Verwendung von kostengünstigen Erzen mit geringem Mangangehalt im Hochofen und durch den Verzicht des Wiedereinsatzes von manganhaltigen Stahlwerksschlacken im Hochofenmöller ohne Schwierigkeiten und ohne Kosten erreicht werden.The use of pig iron with a reduced manganese content can be achieved without difficulty and without costs by using inexpensive ores with low manganese content in the blast furnace and by not having to reuse manganese-containing steel slags in the blast furnace furnace.

Als Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens wird es insbesondere angesehen, dass die niedrigen Phosphor-Endgehalte in einem einzigen Verfahrensschritt eingestellt werden können. Das heisst, dass man auf eine separate Vorentphosphorung verzichten kann.It is regarded as an advantage of the method according to the invention in particular that the low final phosphorus contents can be set in a single method step. This means that you can do without a separate pre-dephosphorization.

Wird das Roheisen nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einem Siliziumgehalt von 0,15 bis 0,35 Massengehalt in %, vorzugsweise von weniger als 0,30 Massengehalt in %, eingesetzt, so ergibt sich ein weiterer Vorteil im Hinblick auf eine Verringerung der erforderlichen Kalkmenge, die 20 bis 40 kg/t Rohstahl beim Frischen betragen kann. Auch hierdurch ergibt sich eine Verringerung der anfallenden Schlackenmenge. Die geringere Kalkmenge entspricht dem niedrigeren Siliziumgehalt im angegebenen Bereich.If, according to a preferred embodiment of the method according to the invention, the pig iron is used with a silicon content of 0.15 to 0.35% by mass in%, preferably less than 0.30% by mass in%, there is a further advantage in terms of reducing the required amount of lime, which can amount to 20 to 40 kg / t crude steel when freshening. This also results in a reduction in the amount of slag produced. The lower amount of lime corresponds to the lower silicon content in the specified range.

Das Roheisen kann also mit niedrigem Silizium- und Mangangehalt, wie es aus dem Hochofenprozess stammt, unmittelbar anschliessend in einem einzigen Blasvorgang ohne vorgeschaltetes Entphosphorn und ohne Schlackenwechsel auf niedrige Kohlenstoff-, Schwefel- und insbesondere Phosphorgehalte gefrischt werden. Bei dem erfindungsgemässen Frisch-Verfahren in einem metallurgischen Gefäss, insbesondere in einem Konverter, wird technisch reiner Sauerstoff mittels einer Lanze von oben auf die Schmelzbadoberfläche geblasen. Gleichzeitig wird ein inertes Rührgas von unten in die Schmelze eingeblasen. Das kann vom Beginn des Sauerstoff-Aufblasens an ständig oder zeitweise bis zum Abstechen des gefrischten Stahls erfolgen. Im Falle zeitweisen bzw. unterbrochenen Einblasens des Rührgases ist es wichtig, das Gas während der ersten und des letzten Drittels der gesamten Behandlungszeit einzublasen.The pig iron with low silicon and manganese content, as it comes from the blast furnace process, can then be refined to low carbon, sulfur and especially phosphorus content in a single blowing process without upstream dephosphorus and without changing slags. In the fresh process according to the invention in a metallurgical vessel, in particular in a converter, technically pure oxygen is blown from above onto the surface of the molten bath by means of a lance. At the same time, an inert stirring gas is blown into the melt from below. This can be done continuously or temporarily from the start of oxygen inflation until the fresh steel is cut off. In the event of intermittent or intermittent blowing in of the stirring gas, it is important to blow the gas in during the first and last third of the total treatment time.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die Prozentangaben entsprechen Massengehalte in %.The invention is illustrated by the following examples. The percentages correspond to mass contents in%.

Beispiel 1example 1

Bei diesem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel wurden 330 t Roheisen mit einer Temperatur von 1344°C und einer Zusammensetzung von: 4,60% C, 0,08% P, 0,17% Mn, 0,018% S, 0,35% Si, Rest Fe in einen Konverter zusammen mit 96 t Schrott eingesetzt. Als Frischgas wurde wieder technisch reiner Sauerstoff verwendet, der von oben auf die Roheisenschmelze aufgeblasen wurde. Die zugesetzte Kalkmenge betrug 51 kg/t Rohstahl.In this exemplary embodiment according to the invention, 330 t of pig iron with a temperature of 1344 ° C. and a composition of: 4.60% C, 0.08% P, 0.17% Mn, 0.018% S, 0.35% Si, balance Fe used in a converter together with 96 t scrap. Technically pure oxygen was used again as fresh gas, which was blown onto the pig iron melt from above. The amount of lime added was 51 kg / t crude steel.

Von Beginn des Sauerstoff-Aublasens an bis zum Abstich des fertigen Stahles wurde Argon als Rührgas in einer Menge von im Mittel 0,03 Nm3/t min von unten in die Roheisenschmelze eingeblasen. Die Blasendtemperatur betrug 1640 °C. Eine bei Blasende genommene Probe hatte die nachfolgende Zusammensetzung:

Figure imgb0001
From the beginning of the oxygen blowing until the tapping of the finished steel, argon was blown into the pig iron melt from below in an amount of 0.03 Nm 3 / t min on average. The final blowing temperature was 1640 ° C. A sample taken at the end of the blowing had the following composition:
Figure imgb0001

Die Schlackenmenge belief sich auf 99 kg/t Rohstahl, bei einem Eisengehalt der Schlacke von Feges = 16,9%.The amount of slag was 99 kg / t crude steel, with an iron content of the slag of F e g es = 16.9%.

Beispiel 2Example 2

Bei diesem weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel wurden 316 t Roheisen mit einer Temperatur von 1300°C und einer Zusammensetzung von:

Figure imgb0002
in einen Konverter zusammen mit 95 t Schrott eingesetzt.In this further exemplary embodiment according to the invention, 316 t of pig iron with a temperature of 1300 ° C. and a composition of:
Figure imgb0002
used in a converter together with 95 t scrap.

Als Frischgas wurde wieder technisch reiner Sauerstoff verwendet, der von oben auf die Roheisenschmelze aufgeblasen wurde. Die zugesetzte Kalkmenge betrug 31 kg/t Rohstahl.Technically pure oxygen was used again as fresh gas, which was blown onto the pig iron melt from above. The amount of lime added was 31 kg / t crude steel.

Von Beginn bis zum Ende des Sauerstoff-Aufblasens wurde Argon als Rührgas von unten in die Roheisenschmelze eingeblasen, im Mittel 0,03 Nm3/t. min. Die Temperatur der Schmelze bei Blasende betrug 1630 °C. Eine bei Blasende genommene Probe hatte folgende Zusammensetzung:

Figure imgb0003
Die Schlackenmenge belief sich auf 79 kg/t Rohstahl bei einem Eisengehalt der Schlacke Feges = 17,9%. From the beginning to the end of the oxygen blowing, argon was blown into the pig iron melt from below, on average 0.03 Nm 3 / t. min. The temperature of the melt at the end of the blow was 1630 ° C. A sample taken at the end of the blowing had the following composition:
Figure imgb0003
The amount of slag was 79 kg / t crude steel with an iron content of the slag Fe ge s = 17.9% .

Beispiel 3Example 3

Bei diesem nicht unter die Erfindung fallenden Vergleichsbeispiel wurden 305 t Roheisen mit einer Temperatur von 1340°C und einer Zusammensetzung von:

Figure imgb0004
in einen Konverter zusammen mit 105 t Schrott eingesetzt.In this comparative example not falling under the invention, 305 tons of pig iron with a temperature of 1340 ° C. and a composition of:
Figure imgb0004
used in a converter together with 105 t scrap.

Als Frischgas wurde technisch reiner Sauerstoff verwendet, der von oben auf die Roheisenschmelze aufgeblasen wurde. Die zugesetzte Kalkmenge betrug 54 kg/t Rohstahl.Technically pure oxygen was used as the fresh gas, which was blown onto the pig iron melt from above. The amount of lime added was 54 kg / t crude steel.

Von Beginn des Sauerstoff-Aufblasens an bis zum Abstich des fertigen Stahles wurde Argon als Rührgas in einer Menge von 0,03 NM 3/t.min von unten in die Roheisenschmelze eingeblasen. Die Blasdauer betrug 18 min. Die Blasendtemperatur der Schmelze betrug 1625 °C. Eine bei Blasende genommene Probe der Schmelze hatte die nachfolgende Zusammensetzung:

Figure imgb0005
From the beginning of the oxygen blowing up to the tapping of the finished steel, argon was blown into the pig iron melt from below in a quantity of 0.03 N M 3 / t.min. The blowing time was 18 min. The final blowing temperature of the melt was 1625 ° C. A sample of the melt taken at the end of the blowing had the following composition:
Figure imgb0005

Die Schlackenmenge belief sich auf 111 kg/t Rohstahl bei einem Eisengehalt von Feges = 18,50%.The amount of slag was 111 kg / t crude steel with an iron content of Feg es = 18.50%.

Eine Gegenüberstellung der Ergebnisse aus dem Vergleichsbeispiel mit den erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen 1 und 2 zeigt, dass bei Einsatz von Roheisen mit Mangangehalten von unter 0,20% in den Konverter die Phosphor-Endgehalte bei etwa gleichen Phosphor-Ausgangsgehalten von 0,005% und weniger erniedrigt werden können. Eine erhöhte Eisenverschlackung oder sonstige Verfahrensnachteile treten dabei nicht auf. Die eingesetzten Kalkmengen können darüber hinaus bei Absenken des Si-Gehaltes im Roheisen weiter verringert werden, s. Beispiel 2. Dadurch verringert sich die anfallende Schlackenmenge. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem Vergleichsbeispiel ist darin zu sehen, dass der Blasprozess ruhig verläuft und der bekannte Auswurf von Schlacke und Stahl weitgehendst beseitigt ist.A comparison of the results from the comparative example with the exemplary embodiments 1 and 2 according to the invention shows that when pig iron with manganese contents of less than 0.20% is used in the converter, the final phosphorus contents can be reduced with approximately the same initial phosphorus contents of 0.005% and less . There is no increased iron slagging or other process disadvantages. The amounts of lime used can also be further reduced if the Si content in pig iron is reduced, s. Example 2. This reduces the amount of slag. Another advantage over the comparative example is that the blowing process runs smoothly and the known ejection of slag and steel is largely eliminated.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist geeignet zum Frischen von phosphorarmem Roheisen mit einem Anfangs-Phosphorgehalt von bis zu 0,2%, vorzugsweise bis zu 0,15%.The process according to the invention is suitable for freshening pig iron low in phosphorus with an initial phosphorus content of up to 0.2%, preferably up to 0.15%.

Der Kalk wird in stückiger Form (8 bis 40 mm) zu Beginn des Blasverfahrens zugesetzt. Die zugesetzte Kalkmenge bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens hängt im wesentlichen vom Siliziumgehalt ab und ist nicht grösser als bei Durchführung des gattungsgemässen Verfahrens ohne die erfindungsgemässen Massnahmen.The lime is added in pieces (8 to 40 mm) at the beginning of the blowing process. The amount of lime added when carrying out the method according to the invention essentially depends on the silicon content and is not greater than when carrying out the generic method without the measures according to the invention.

Die Blasendtemperatur sollte höchstens 1650 °C betragen.The final blowing temperature should not exceed 1650 ° C.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden der Schlacke keine Flussmittel, wie Flussspat oder Tonerde, zugesetzt.In the process according to the invention, no fluxes, such as fluorspar or alumina, are added to the slag.

Claims (4)

1. A process for producing steel having a low phosphorus content from pig iron with an initial phosphorus content of up tu 0.2% by weight, in which the pig iron, as it is derived from the blast furnace process, is subsequently simultaneously decarbonized and dephosphorized directly in a single blowing process in a metallurgical vessel without interposing dephosphorization and de- siliconization and without slag changing by top blowing onto the melt with a refining gas consisting mainly or wholly of commercially pure oxygen and bottom blowing with an inert stirring gas and in which pig iron having a manganese content of less than 0.2% by weight is charged followed by an addition of lime and refining is carried out down to a final phosphorus content in the steel on the termination of blowing of 0.005% or less by weight.
2. A process according to Claim 1, characterized in that a pig iron with a silicon content of 0.15 to 0.35% by weight is charged and 20 to 40 kg of lime per tonne of raw steel is added during refining.
3. A process according to Claim 1 or 2, characterized in that the lime is added in lump form at the beginning of the blowing process.
4. A process according to Claim 1, characterized in that pig iron having an initial phosphorus content of up to 0.15% by weight is treated.
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