EP0968312A1 - Method for feeding granular solids into metal melts - Google Patents

Method for feeding granular solids into metal melts

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EP0968312A1
EP0968312A1 EP97916364A EP97916364A EP0968312A1 EP 0968312 A1 EP0968312 A1 EP 0968312A1 EP 97916364 A EP97916364 A EP 97916364A EP 97916364 A EP97916364 A EP 97916364A EP 0968312 A1 EP0968312 A1 EP 0968312A1
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EP
European Patent Office
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solids
tapping
blown
inflated
granular solids
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EP97916364A
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EP0968312B1 (en
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Lutz Garten
Klaus Keller
Wilfried Stein
Karl Stein
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Stein-Industrie-Anlagen Inh Christel Stein
Original Assignee
Stein-Industrie-Anlagen Inh Christel Stein
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0037—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 by injecting powdered material
    • C21C7/0043—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 by injecting powdered material into the falling stream of molten metal

Definitions

  • the invention relates to a method by means of the use of which there are solids which are added in different quantities for setting the analysis in metal production, in particular steel production, outside the actual metal production process, in a simple manner with high accuracy in the analysis and high output without the use of expensive aids such as refractory delivered lances or spooling machines of the metal melts can be supplied.
  • the addition methods mentioned under a) and b) are characterized by a not exactly predictable, comparatively low output and insufficient accuracy, which results in the need for higher consumption of alloying agents and, relatively often, a one or more correction of the addition quantity. If the addition is carried out by hand, additional expenditure on personnel is necessary, at the same time the degree of reproducibility of the analysis results is then comparatively lower.
  • the blowing process is also characterized by a complex, labor-intensive lance economy.
  • the object of the invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that it can be used to pour bulk materials which are capable of freezing and which are used in metal production, in particular steel production, following the actual melting process in the converter or in the electric arc furnace to correct the analysis of the Metal must be added in a suitable form, in a simple manner be added to the liquid metal in such a way that a high utilization is achieved as a ratio of the amount absorbed by the metal to the amount added without the use of costly auxiliary devices such as refractory supplied lances, lance driving devices, winding machines and avoiding the use of cored wires.
  • blowing device is spaced from the melt and that the solids are blown into the turbulent areas of the melt in a gas-poor manner according to the principle of the dense phase flow, such as in the tapping jet of a converter or electric arc furnace used for steel production during the tapping or in the Impingement area of the tapping beam of a converter or an electric arc furnace in the ladle or during the ladle metallurgical treatment following the melting process in the area of the rinsing spot during the rinsing treatment are blown onto the bath surface.
  • Free-flowing bulk goods such as are usually used in metal production for analysis, are, for example, carbon carriers for carburizing, lead, aluminum, sulfur, ferro-alloys, etc.
  • a prerequisite for using the method according to the invention is that these materials are in granular, blow-in form.
  • the grain size is variable within certain limits; however, for reasons of rapid dissolution of the materials in the metal, it should, if possible, be less than 3 mm in diameter.
  • the bulk goods are blown in by means of a pneumatically operating blowing system, e.g. B. according to EP 0 164 436.
  • the size of the pressure vessel of the transmitter essentially depends on the size of the generating unit and, associated therewith, on the amount of material to be injected per treatment. Usually a pressure vessel with a capacity of 1,000 to 2,000 liters is used.
  • the bulk goods to be blown in can be transported either via a closed system in silo trucks and storage silos on site, via big bags, sacks or smaller transport containers with a capacity of 1,000 or 1,500 liters.
  • One or more intermediate vessels are usually provided as day bunkers above the pressure vessel in order to ensure that the injector is filled quickly after the end of treatment.
  • the method according to the invention also provides for the simultaneous or sequential addition of several different materials in the course of a treatment.
  • the filling process and the subsequent pressure build-up in the injector are carried out automatically so that the injector is ready for delivery again within a very short time.
  • the location and the time of the addition can be either the bundled tapping jet 3 of the liquid metal during tapping, the impact area 9 of the metal during tapping in the pan 4 or the flushing spot 6 on the bath surface 5 during the pan treatment.
  • blowing lances 7, 8 are positioned by means of a moving device during the blowing process in such a way that the same boundary conditions as the distance to the bath surface, position on the bath surface, angle of inclination, etc. can always be maintained.
  • the method provides for the use of existing measurement methods, for example based on laser measurement, ultrasound measurements, etc.
  • the solid jet in a bundled form either meets the tapping jet 3, the target area 9 of the tapping jet in the pan or the washing stain 6 during treatment in the pan; the bundling of the solid stream is also maintained at a distance of up to one meter from the end of the lance.
  • the necessary distance of the lances 7, 8 from the liquid metal can be maintained in order to protect the lances 7, 8 from wear; on the other hand, the necessary precise work in the area of the tapping jet 3 or the flushing spot 6 is only necessary as a prerequisite for a high application rate.
  • dense phase conveying also makes it possible to work with the smallest possible amounts of conveying gases.
  • the process envisages the use of all gases known in the field of the metal-producing industry, such as argon, nitrogen, air or even carbonic acid.
  • the advantages of the new method are that the costs for the transport gas are kept low because of the dense phase flow, for example when using argon; If nitrogen is used, the low transport gas quantities and the high delivery rate ensure that that there is no significant influence on the metal quality by changing the nitrogen contents of the liquid melt.
  • the rate of absorption of the liquid metal for the inflated solids does not only depend on the pure dissolving power of the melt for e.g. B. carbon or silicon, but is still significantly enhanced by the mechanical effect (impulse) of the impinging solid jet in the area of the rinsing spot in cooperation with the circulation effect.
  • the distribution of the inflated solid and thus the concentration equalization takes place through the circulation effect of the flushing gas 10 introduced via the floor.
  • the homogeneity of the melt is thus ensured on the one hand by means of targeted and controlled inflation and on the other hand by the interaction of the blowing impulse and the circulation effect.
  • the entrainment effect of the bundled metal jet ensures that even large quantities inflated per unit of time are transported into the melted amount already underneath in the pan.
  • the angle at which the solid jet hits the tapping jet should be between 10 and 80 °.
  • the method according to the invention provides for the computer-controlled coupling of the movement of the blowing lance with the tilting movement of the converter or of the electric arc furnace 1 in order to ensure that the tapping jet 3 and blowing jet meet one another centrally, provided that the solids are to be blown into the tapping jet.
  • the blowing lance must be raised in accordance with the rise in the bath level. This process can be checked by coupling the corresponding control element on the lance traversing device to the weighing system of the ladle truck or other measuring systems for weight detection. A measurement of the bath level in the pan is also provided in the manner described above.
  • the applications relate to the inflation of a fine-grained carbon carrier with approx. 88% C into the sink area of a ladle with a tapping weight of 180 t. This shows that feed rates of up to 300 kg / min carbon carriers with good utilization are problem-free - here as a spread in relation to the increase in carbon contents - to be realized.
  • the distance between the blowing lance and the surface of the bath can also be varied within a wide range; High utilization is ensured even at a distance of up to one meter from the bathroom surface.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
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  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
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Abstract

The invention relates to a method for feeding solids into metal or steel melts whereby granular solids required during the analysis adjustment are fed in a predetermined quantity into the turbulent regions of the metal melt in a dense flow process by means of a pneumatic conveying device in order to achieve a high output whilst avoiding expensive and complex measures associated with lances and capital-intensive investments for injection devices and lance-moving devices.

Description

Verfahren zum Einbringen von körnigen Feststoffen in Process for introducing granular solids into
MetallschmelzenMelting metal
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mittels dessen Anwendung Feststoffe, die zur Analyseneinstellung bei der Metallherstellung, insbesondere Stahlherstellung in unterschiedlichen Mengen außerhalb des eigentlichen Me- tallerzeugungsprozesses zugegeben werden, in einfacher Weise mit hoher Treffsicherheit in der Analyse und hohem Ausbringen ohne den Einsatz aufwendiger Hilfsmittel wie feuerfest zugestellter Lanzen oder Einspulmaschinen der Metallschmelzen zugeführt werden können.The invention relates to a method by means of the use of which there are solids which are added in different quantities for setting the analysis in metal production, in particular steel production, outside the actual metal production process, in a simple manner with high accuracy in the analysis and high output without the use of expensive aids such as refractory delivered lances or spooling machines of the metal melts can be supplied.
Im Zuge der von den Kunden in immer stärkerem Maße geforderten Anforderungen an die Einhaltung von Analysenvorschriften an die Stahlhersteller und bei gleichzeitig immer weiter steigendem Wettbewerbsdruck hat in den vergangenen Jahren die Sekundärmetallurgie, d. h. die Behandlung des flüssigen Metalles im Anschluß an das eigentliche Metallerzeugungsaggregat wie Konverter oder Elektrolichtbo- genofen, immer stärker an Bedeutung gewonnen. Im Laufe dieser Entwicklung kam und kommt auch den Verfahren, mittels derer feinkörnige, rieselfähige Feststoffe, wie sie zur Einstellung der Endanalyse des noch flüssigen Metalles, insbesondere Stahles in unterschiedlichen Mengen benötigt werden, der Metallschmelze zugegeben werden, eine immer größere Bedeutung zu, hinsichtlich der Vorhersage des Ausbringens, der Treffsicherheit in der Analyse, Verfahrenskosten, Betriebssicherheit und Flexibilität.In the course of the increasing demands of the customers regarding the compliance with analytical regulations for the steel manufacturers and at the same time with increasing competitive pressure, secondary metallurgy, i.e. the treatment of the liquid metal after the actual metal production unit such as converter or Electric arc furnace, increasingly important. In the course of this development came and comes the process by means of which fine-grained, free-flowing solids, such as those used to adjust the final analysis of the still liquid metal, In particular, steel in different quantities, to which molten metal is added, is becoming increasingly important with regard to the prediction of the output, the accuracy in the analysis, process costs, operational reliability and flexibility.
Die Verfahren, die heute angewendet werden, sind:The procedures used today are:
a) - Zugabe unter Ausnutzung der Schwerkraft während des Abstiches mittels Rutschen, Rinnen oder Aufgabe von Hand;a) - Addition using gravity during tapping by sliding, troughing or by hand;
b) - Zugabe auf die Badoberfläche in der Pfanne mittels Fördersystemen oder von Hand;b) - Add to the bath surface in the pan using conveyor systems or by hand;
c) - Einspulen von Fülldrähten mittels Einspulmaschinen;c) - winding cored wires by means of winding machines;
d) - Einblasen durch Eintauchen feuerfest zugestellter Tauchlanzen wie z. B. das TN-Verfahren.d) - blowing in by immersing fireproof diving lances such. B. the TN process.
Die unter a) und b) genannten Zugabemethoden sind gekennzeichnet durch ein nicht exakt vorhersehbares, vergleichsweise geringes Ausbringen und ungenügende Treffsicherheit, wodurch sich die Notwendigkeit eines höheren Verbrauches an Legierungsmitteln und, relativ häufig, einer ein- oder mehrmaligen Korrektur der Zugabemenge ergibt. Erfolgt die Zugabe von Hand, so ist ein zusätzlicher Aufwand an Personal notwendig, gleichzeitig ist das Maß der Reproduzierbarkeit der Analysenergebnisse dann vergleichsweise noch geringer.The addition methods mentioned under a) and b) are characterized by a not exactly predictable, comparatively low output and insufficient accuracy, which results in the need for higher consumption of alloying agents and, relatively often, a one or more correction of the addition quantity. If the addition is carried out by hand, additional expenditure on personnel is necessary, at the same time the degree of reproducibility of the analysis results is then comparatively lower.
Demgegenüber zeichnen sich die unter c) und d) genannten Verfahren durch eine vergleichsweise hohe Treffsicherheit und hohe Reproduzierbarkeit aus. Nachteilig wirken sich jedoch die hohen Kosten aus.In contrast, the methods mentioned under c) and d) are characterized by a comparatively high accuracy and high reproducibility. However, the high costs have a disadvantage.
Diese hohen Kosten werden bei Verfahren gemäß c) durch die für das Einspulen notwendigen Produktionskosten des Füll- drahtes verursacht, bei Verfahren gemäß d) durch die spezifischen Feuerfestkosten der Einblaslanzen, die in ihrer Haltbarkeit bei den vorherrschenden Temperaturen und der notwendigen Behandlungsdauer wesentlich niedriger als beispielsweise die reiner Spüllanzen liegen.In the case of processes according to c), these high costs are caused by the production costs of the filler wire necessary for the winding, in processes according to d) by the specific refractory costs of the blowing lances, which have a considerably lower durability than the prevailing temperatures and the necessary treatment time, for example the pure dishwashing lances lie.
Die Einblasverfahren sind darüber hinaus noch durch eine aufwendige, personalintensive Lanzenwirtschaft gekennzeichnet .The blowing process is also characterized by a complex, labor-intensive lance economy.
Weitere Nachteile der bisher angewendeten Verfahren sind, daß die Mengen an Legierungsmitteln, die pro Zeiteinheit zugegeben werden können, durch die technischen Randbedingungen etwa beim Einspulen oder Einblasen begrenzt sind. Hinzu kommt, daß die Metallschmelze bei der Behandlung nach Verfahren gemäß c) und d) eine stärkere Abkühlung erfährt; beim Einspulen von Fülldrähten muß die umgebende Metall- hülle zusätzlich aufgeschmolzen werden, beim Einblasen wird zusätzlich Wärme an das Feuerfestmaterial der Lanze und an das Transportgas abgegeben.Further disadvantages of the processes used hitherto are that the amounts of alloying agents which can be added per unit of time are limited by the technical boundary conditions, for example when winding or blowing in. In addition, the molten metal undergoes greater cooling during the treatment according to the processes according to c) and d); When winding cored wires, the surrounding metal sheath must also be melted. When blowing in, additional heat is given off to the refractory material of the lance and to the transport gas.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit diesem rie- seifähige Schüttgüter, die bei der Metallherstellung, insbesondere der Stahlherstellung im Anschluß an den eigentlichen Schmelzprozeß im Konverter oder im Elektrolichtbogen- ofen zur Korrektur der Analyse des Metalles in geeigneter Form zugesetzt werden müssen, in einfacher Art und Weise dem flüssigen Metall so zugegeben werden, daß eine hohe Ausnutzung als Verhältnis der vom Metall aufgenommenen zu der zugegebenen Menge erreicht wird ohne die Inanspruchnahme kostenintensiver Hilfseinrichtungen wie feuerfest zu- gestellter Lanzen, Lanzenfahreinrichtungen , Einspulmaschinen und unter Vermeidung des Einsatzes von Fülldrähten.The object of the invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that it can be used to pour bulk materials which are capable of freezing and which are used in metal production, in particular steel production, following the actual melting process in the converter or in the electric arc furnace to correct the analysis of the Metal must be added in a suitable form, in a simple manner be added to the liquid metal in such a way that a high utilization is achieved as a ratio of the amount absorbed by the metal to the amount added without the use of costly auxiliary devices such as refractory supplied lances, lance driving devices, winding machines and avoiding the use of cored wires.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einblasvorrichtung zur Schmelze beabstandet ist und daß die Feststoffe gasarm nach dem Prinzip der Dichtstromförderung in turbulente Bereiche der Schmelze eingeblasen werden, wie in den Abstichstrahl eines für die Stahlherstellung eingesetzten Konverters oder Elektrolichtbogenofens während des Abstiches oder in den Auftreffbereich des Abstichstrahles eines Konverters oder eines Elektrolichtbogenofens in der Gießpfanne oder während der pfannenmetallurgischen Behandlung im Anschluß an den Schmelzprozeß in den Bereich des Spülfleckes während der Spülbehandlung auf die Badoberfläche aufgeblasen werden.This object is achieved in that the blowing device is spaced from the melt and that the solids are blown into the turbulent areas of the melt in a gas-poor manner according to the principle of the dense phase flow, such as in the tapping jet of a converter or electric arc furnace used for steel production during the tapping or in the Impingement area of the tapping beam of a converter or an electric arc furnace in the ladle or during the ladle metallurgical treatment following the melting process in the area of the rinsing spot during the rinsing treatment are blown onto the bath surface.
Rieselfähige Schüttgüter, wie sie üblicherweise bei der Me- tallherstellung zur Analyseneinstellung benutzt werden, sind beispielsweise Kohlenstoffträger zur Aufkohlung, Blei, Aluminium, Schwefel, Ferrolegierungen, u.a..Free-flowing bulk goods, such as are usually used in metal production for analysis, are, for example, carbon carriers for carburizing, lead, aluminum, sulfur, ferro-alloys, etc.
Voraussetzung der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß diese Materialien in körniger, ein- blasfähiger Form vorliegen. Die Korngröße ist dabei in gewissen Grenzen variabel; sie sollte aber aus Gründen einer schnellen Auflösung der Materialien im Metall möglichst unter 3 mm Durchmesser liegen. Das Einblasen der Schüttgüter erfolgt mittels einer pneumatisch arbeitenden Einblasanlage, z. B. gemäß EP 0 164 436. Die Größe des Druckgefäßes des Senders hängt im wesentlichen von der Größe der Erzeugungseinheit und damit verbun- den, von der pro Behandlung einzublasenden Menge an Material ab. Üblicherweise wird ein Druckgefäß mit 1.000 bis 2.000 1 Fassungsvermögen verwendet.A prerequisite for using the method according to the invention is that these materials are in granular, blow-in form. The grain size is variable within certain limits; however, for reasons of rapid dissolution of the materials in the metal, it should, if possible, be less than 3 mm in diameter. The bulk goods are blown in by means of a pneumatically operating blowing system, e.g. B. according to EP 0 164 436. The size of the pressure vessel of the transmitter essentially depends on the size of the generating unit and, associated therewith, on the amount of material to be injected per treatment. Usually a pressure vessel with a capacity of 1,000 to 2,000 liters is used.
Der Antransport der einzublasenden Schüttgüter kann entweder über ein geschlossenes System in Silo-LKW' s und Vor- ratssilos vor Ort, über Bigbags, Säcke oder kleinere Transportbehälter mit 1.000 oder 1.500 1 Fassungsvermögen erfolgen. Über dem Druckgefäß sind üblicherweise ein oder mehrere Zwischengefäße als Tagesbunker vorgesehen, um ein schnelles Befüllen des Injektors nach Behandlungsende sicherzustellen.The bulk goods to be blown in can be transported either via a closed system in silo trucks and storage silos on site, via big bags, sacks or smaller transport containers with a capacity of 1,000 or 1,500 liters. One or more intermediate vessels are usually provided as day bunkers above the pressure vessel in order to ensure that the injector is filled quickly after the end of treatment.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zusätzlich auch die gleichzeitige oder sequentielle Zugabe mehrerer unterschiedlicher Materialien im Verlaufe einer Behandlung vor .The method according to the invention also provides for the simultaneous or sequential addition of several different materials in the course of a treatment.
Zu diesem Zweck werden der Befüllvorgang und der anschließende Druckaufbau im Injektor automatisch so ausgeführt, daß der Injektor innerhalb kürzester Zeit wieder förderbereit ist.For this purpose, the filling process and the subsequent pressure build-up in the injector are carried out automatically so that the injector is ready for delivery again within a very short time.
Damit können kleinere Mengen verschiedener Materialien ent- weder separat zeitlich abgestuft zugegeben werden oder durch Vorwahl der Füllmengen nacheinander in den Injektor abgezogen und in einem einzigen Arbeitsschritt eingeblasen werden. Die Zugabe der Materialien in die Schmelze erfolgt mittels Einblasen durch eine Lanze 7, 8; da diese erfindungsgemäß nicht in die Schmelze eintaucht oder mit dieser in Berührung kommt, genügen einfache Stahlrohre ohne Beschichtung als Lanzen. Es tritt kaum Verschleiß ein; die Lanzen können beliebig oft wieder eingesetzt werden.This means that smaller quantities of different materials can either be added separately in different times or can be drawn into the injector one after the other by preselecting the filling quantities and blown in in a single step. The materials are added to the melt by blowing through a lance 7, 8; Since it does not dip into or come into contact with the melt according to the invention, simple steel pipes without a coating are sufficient as lances. There is hardly any wear; the lances can be used again as often as you like.
Der Ort und der Zeitpunkt der Zugabe können entweder der gebündelte Abstichstrahl 3 des flüssigen Metalles während des Abstiches, der Auftreffbereich 9 des Metalles während des Abstiches in der Pfanne 4 oder der Spülfleck 6 an der Badoberfläche 5 während der Pfannenbehandlung sein.The location and the time of the addition can be either the bundled tapping jet 3 of the liquid metal during tapping, the impact area 9 of the metal during tapping in the pan 4 or the flushing spot 6 on the bath surface 5 during the pan treatment.
Die Einblaslanzen 7, 8 werden dazu mittels einer Verfahreinrichtung während des Einblasvorganges so positioniert, daß immer gleiche Randbedingungen wie Abstand zur Badoberfläche, Position auf der Badoberfläche, Neigungswinkel etc. eingehalten werden können.For this purpose, the blowing lances 7, 8 are positioned by means of a moving device during the blowing process in such a way that the same boundary conditions as the distance to the bath surface, position on the bath surface, angle of inclination, etc. can always be maintained.
Dabei ist es wichtig, daß auch bei sich änderndem Badspiegel 5, beispielsweise während des Abstichvorganges aus einem Ofen 1, bei unterschiedlichen Stahlmengen 2 in der Pfanne 4 oder bedingt durch Feuerfestverschleiß, der optimale Abstand der Lanzenspitze zur Badoberfläche 5 sicher eingehalten wird. Das Verfahren sieht dazu den Einsatz bereits vorhandener Meßverfahren vor, etwa auf Basis einer Lasermessung, von Ultraschallmessungen, etc.It is important that even when the bath level 5 changes, for example during the tapping process from an oven 1, with different amounts of steel 2 in the pan 4 or due to refractory wear, the optimal distance of the lance tip to the bath surface 5 is reliably maintained. For this purpose, the method provides for the use of existing measurement methods, for example based on laser measurement, ultrasound measurements, etc.
Bei der Zugabe in den Abstichstrahl 3 muß mit hohen Einblasraten gearbeitet werden, da dieser Vorgang zeitlich limitiert ist. Übliche Abstichzeiten von Konvertern 1 liegen zwischen 5 bis 7 Minuten, von Elektrolichtbogenofen mit exzentrischem Bodenabstich bei ca. 2 Minuten. Um die Mitnahme der eingeblasenen Feststoffe durch den Abstichstrahl mit in die schon in die Pfanne abgestochene Metallmenge bzw. im Spülfleckbereich durch den Umwälzeffekt in tiefere Regionen der Metallschmelze zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Feststoffe im Dichtstrom zu fördern. Hierzu stehen geeignete Injektoren bereit.When adding to the tapping jet 3, high blowing rates must be used since this process is time-limited. Usage times for converters 1 are between 5 and 7 minutes, for electric arc furnaces with eccentric floor tapping approx. 2 minutes. In order to ensure that the injected solids are carried along by the tapping jet with the amount of metal already tapped into the pan or in the sink area due to the circulation effect in deeper regions of the molten metal, it is necessary to convey the solids in a dense stream. Suitable injectors are available for this.
Mittels Dichtstromförderung wird gewährleistet, daß der Feststoffstrahl in gebündelter Form entweder auf den Abstichstrahl 3, in den Auf treffbereich 9 des Abstichstrahles in der Pfanne oder auf den Spülfleck 6 bei Behandlung in der Pfanne trifft; die Bündelung des FeststoffStromes bleibt dabei auch noch im Abstand von bis zu einem Meter vom Lanzenende erhalten.By means of dense phase conveyance it is ensured that the solid jet in a bundled form either meets the tapping jet 3, the target area 9 of the tapping jet in the pan or the washing stain 6 during treatment in the pan; the bundling of the solid stream is also maintained at a distance of up to one meter from the end of the lance.
Damit kann einerseits der notwendige Abstand der Lanzen 7, 8 zum flüssigen Metall eingehalten werden, um die Lanzen 7, 8 vor Verschleiß zu schützen; andererseits ist nur so das notwendige zielgenaue Arbeiten im Bereich des Abstichstrahles 3 oder des Spülflecks 6 notwendig als Voraussetzung für eine hohe Ausbringensrate.On the one hand, the necessary distance of the lances 7, 8 from the liquid metal can be maintained in order to protect the lances 7, 8 from wear; on the other hand, the necessary precise work in the area of the tapping jet 3 or the flushing spot 6 is only necessary as a prerequisite for a high application rate.
Die Anwendung der Dichtstromförderung ermöglicht es zudem, mit geringstmöglichen Mengen an Fördergasen zu arbeiten. Das Verfahren sieht den Einsatz aller im Bereich der metallerzeugenden Industrie bekannten Gase wie Argon, Stickstoff, Luft oder auch Kohlensäure vor.The use of dense phase conveying also makes it possible to work with the smallest possible amounts of conveying gases. The process envisages the use of all gases known in the field of the metal-producing industry, such as argon, nitrogen, air or even carbonic acid.
Die Vorteile des neuen Verfahrens liegen darin, daß wegen der Dichtstromförderung die Kosten für das Transportgas niedrig gehalten werden, beispielsweise bei Einsatz von Argon; wird Stickstoff verwendet, so wird wegen der geringen Transportgasmengen und der hohen Förderrate sichergestellt, daß keine wesentliche Beeinflussung der Metallqualität durch Veränderung der Stickstoffgehalte der flüssigen Schmelze eintritt.The advantages of the new method are that the costs for the transport gas are kept low because of the dense phase flow, for example when using argon; If nitrogen is used, the low transport gas quantities and the high delivery rate ensure that that there is no significant influence on the metal quality by changing the nitrogen contents of the liquid melt.
Wird der zur Analyseneinstellung benötigte Feststoff im Be- reich des Spülfleckes 6 aufgeblasen, so hängt die Aufnahmegeschwindigkeit des flüssigen Metalles für die aufgeblasenen Feststoffe nicht nur vom reinen Lösungsvermögen der Schmelze für z. B. Kohlenstoff oder Silicium ab, sondern wird durch den mechanischen Effekt (Impuls) des auf- treffenden FeststoffStrahles im Bereich des Spülfleckes im Zusammenwirken mit dem Umwälzeffekt noch erheblich verstärkt .If the solid material required for the analysis adjustment is inflated in the area of the rinsing spot 6, the rate of absorption of the liquid metal for the inflated solids does not only depend on the pure dissolving power of the melt for e.g. B. carbon or silicon, but is still significantly enhanced by the mechanical effect (impulse) of the impinging solid jet in the area of the rinsing spot in cooperation with the circulation effect.
Damit ist sichergestellt, daß die aufgeblasenen Feststoffe im Moment des Auftreffens auf die Badoberfläche 5 unmittel- bar, d. h. ohne Verlust, entweder im Bad gelöst oder aber tief in das Innere der Schmelze transportiert werden, wo das Lösungsvermögen für den aufgeblasenen Feststoff noch nicht erschöpft ist.This ensures that the inflated solids at the moment they hit the bath surface 5 immediately, ie. H. without loss, either dissolved in the bath or transported deep into the interior of the melt, where the solvency for the inflated solid is not yet exhausted.
Die Verteilung des aufgeblasenen Feststoffes und damit der Konzentrationsausgleich erfolgt durch den Umwälzeffekt des über den Boden eingeleiteten Spülgases 10. Die Homogenität der Schmelze ist damit mittels gezieltem und geregeltem Aufblasen einerseits und durch das Zusammenspiel von Blasimpuls und Umwälzeffekt andererseits gewährleistet.The distribution of the inflated solid and thus the concentration equalization takes place through the circulation effect of the flushing gas 10 introduced via the floor. The homogeneity of the melt is thus ensured on the one hand by means of targeted and controlled inflation and on the other hand by the interaction of the blowing impulse and the circulation effect.
Werden die Feststoffe in einen Abstichstrahl 3 eingeblasen, so sorgt der Mitnahmeeffekt des gebündelten Metallstrahles für den Transport auch großer pro Zeiteinheit aufgeblasener Mengen in die darunter in der Pfanne befindliche, bereits abgestochene Schmelzmenge. Der Winkel unter dem der Feststoffstrahl auf den Abstichstrahl trifft, sollte zwischen 10 und 80° liegen.If the solids are blown into a tapping jet 3, the entrainment effect of the bundled metal jet ensures that even large quantities inflated per unit of time are transported into the melted amount already underneath in the pan. The angle at which the solid jet hits the tapping jet should be between 10 and 80 °.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die Bewegung der Blaslanze mit der Kippbewegung des Konverters oder des Elektrolichtbogenofens 1 rechnergesteuert zu koppeln, um sicherzustellen, daß Abstichstrahl 3 und Blasstrahl zentrisch aufeinander treffen, sofern die Feststoffe in den Abstichstrahl geblasen werden sollen.The method according to the invention provides for the computer-controlled coupling of the movement of the blowing lance with the tilting movement of the converter or of the electric arc furnace 1 in order to ensure that the tapping jet 3 and blowing jet meet one another centrally, provided that the solids are to be blown into the tapping jet.
Sollen die Feststoffe in den Aufprallbereich 9 des Ab- stichstrahles während des Abstiches aufgeblasen werden, so muß die Blaslanze entsprechend dem Anstieg des Badspiegels angehoben werden. Die Kontrolle dieses Vorganges kann mittels Kopplung des entsprechenden Stellgliedes an der Lan- zenverfahreinrichtung mit dem Wägesystem des Pfannenwagens oder anderer Meßsysteme zur Gewichtserfassung erfolgen. Vorgesehen ist auch eine Messung der Badspiegelhöhe in der Pfanne in der zuvor beschriebenen Art.If the solids are to be inflated into the impact area 9 of the tapping jet during tapping, the blowing lance must be raised in accordance with the rise in the bath level. This process can be checked by coupling the corresponding control element on the lance traversing device to the weighing system of the ladle truck or other measuring systems for weight detection. A measurement of the bath level in the pan is also provided in the manner described above.
Werden die Feststoffe im Bereich des Spülfleckes 6 auf die Badoberfläche bei der Pfannenbehandlung aufgeblasen, so hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Blaslanze 7 vertikal anzuordnen. Damit wird die Positionierung der Lanze auch bei wechselnden Niveaus der Badoberfläche 5 vereinfacht. Voraussetzung dafür ist, daß die geometrische Anordnung des Spülsystems im Pfannenboden beibehalten wird.If the solids in the area of the washing spot 6 are blown onto the bath surface during the pan treatment, it has proven to be expedient to arrange the blowing lance 7 vertically. This simplifies the positioning of the lance even with changing levels of the bath surface 5. The prerequisite for this is that the geometric arrangement of the flushing system in the pan bottom is maintained.
Die Anwendungen beziehen sich auf das Aufblasen eines feinkörnigen Kohlenstoffträgers mit ca. 88 % C in den Spülfleckbereich einer Gießpfanne mit 180 t Abstichgewicht. Hierbei zeigt sich, daß problemlos Förderraten bis zu 300 kg/min Kohlenstoffträger bei gleichzeitig guter Ausnutzung - hier als Ausbringen in Bezug auf die Erhöhung der Kohlenstoffgehalte - zu realisieren sind.The applications relate to the inflation of a fine-grained carbon carrier with approx. 88% C into the sink area of a ladle with a tapping weight of 180 t. This shows that feed rates of up to 300 kg / min carbon carriers with good utilization are problem-free - here as a spread in relation to the increase in carbon contents - to be realized.
Auch der Abstand der Blaslanze von der Badoberfläche kann in weiten Bereichen variiert werden; selbst bei einem Ab- stand von bis zu einem Meter von der Badoberfläche ist eine hohe Ausnutzung sichergestellt.The distance between the blowing lance and the surface of the bath can also be varied within a wide range; High utilization is ensured even at a distance of up to one meter from the bathroom surface.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, nach Ende der Behandlung die Pfanne 4 weiter zu spülen; dadurch wird die Schmelze homogenisiert und es werden noch nicht aufgelöste Kohlenstoff artikel , die durch den Umwälzeffekt des Spülgases und den mechanischen Impuls des Blasstrahles bereits in das Innere des Bades transportiert wurden, in der Schmelze gelöst. Damit ist ein weiterer Anstieg der analysierten Kohlenstoffgehalte verbunden. It has proven advantageous to continue rinsing the pan 4 after the end of the treatment; As a result, the melt is homogenized and carbon particles which have not yet been dissolved and which have already been transported into the interior of the bath due to the circulating effect of the flushing gas and the mechanical impulse of the blow jet are dissolved in the melt. This is associated with a further increase in the carbon contents analyzed.
BezugszeichenlisteReference list
1 Ofen1 oven
2 Stahlmenge2 amount of steel
3 Abstichstrahl3 tapping beam
4 Pfanne4 pan
5 Badoberfläche5 bath surface
6 Spülfleck6 rinsing stain
7 Lanze7 lance
8 Lanze8 lance
9 Auf treffbereich 9 On meeting area

Claims

Ansprüche: Expectations:
1. Verfahren zum Einbringen von körnigen Feststoffen in Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen mittels pneumatischer Förderanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasvorrichtung mit Abstand zur Schmelze angeordnet wird und daß die Feststoffe gasarm nach dem Prinzip der Dichtstromförderung in turbulente Bereiche der Schmelze eingeblasen werden.1. A method for introducing granular solids in molten metal, in particular steel melts by means of pneumatic conveying systems, characterized in that the blowing device is arranged at a distance from the melt and that the solids are blown into the turbulent areas of the melt with little gas according to the principle of dense phase conveying.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Feststoffe in den Abstichstrahl eines für die2. The method according to claim 1, characterized in that the granular solids in the tapping jet one for the
Stahlherstellung eingesetzten Konverters oder Elektrolichtbogenofens während des Abstiches eingeblasen werden.Steel production used converter or electric arc furnace are blown during tapping.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Feststoffe in den Auftreffbereich des3. The method according to claim 1, characterized in that the granular solids in the impact area of the
Abstichstrahles eines Konverters oder eines Elektrolichtbogenofens in der Gießpfanne eingeblasen werden.Tapping beam from a converter or an electric arc furnace can be blown into the ladle.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Feststoffe während der pfannenmetallurgischen Behandlung im Anschluß an den Schmelzprozeß in den Bereich des Spülfleckes während der Spülbehandlung auf die Badoberfläche aufgeblasen werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the granular solids are inflated during the ladle metallurgical treatment following the melting process in the area of the rinsing spot during the rinsing treatment on the bath surface.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe mittels eines einfachen Stahlrohres aufgeblasen werden, dessen Durchmesser zwischen 1/2 " bis max. 3 " liegt, vorzugsweise jedoch zwischen 1 bis 2 ". 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the solids are inflated by means of a simple steel tube, the diameter of which is between 1/2 "to a maximum of 3", but preferably between 1 and 2 ".
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Blaslanze zur Badoberfläche oder zum Abstichstrahl zwischen 0.01 und 2.0 m liegt, vorzugsweise jedoch zwischen 0.10 und 1.00 m.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the distance of the blowing lance to the bath surface or to the tapping jet is between 0.01 and 2.0 m, but preferably between 0.10 and 1.00 m.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördergas Argon, Stickstoff, Kohlensäure oder Preßluft eingesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that argon, nitrogen, carbonic acid or compressed air is used as the conveying gas.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der eingeblasenen Fest- Stoffe kleiner 10 mm, vorzugsweise unter 3 mm liegt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the grain size of the blown solid substances is less than 10 mm, preferably less than 3 mm.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche Feststoffarten nacheinander in mehreren Behandlungsschritten getrennt aufgeblasen werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that several different types of solids are inflated separately in succession in several treatment steps.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche Feststoffarten gemeinsam in einem Behandlungsschritt aufgeblasen werden. 10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that several different types of solids are inflated together in one treatment step.
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