EP1068364B1

EP1068364B1 - Method for alloying steels and device for carrying out the method

Info

Publication number: EP1068364B1
Application number: EP99924705A
Authority: EP
Inventors: Ralf Evertz; Stefan Evertz
Original assignee: Egon Evertz KG GmbH and Co
Current assignee: Egon Evertz KG GmbH and Co
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-03-27
Publication date: 2001-11-21
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: ATE209260T1; DE59900687D1; ES2168015T3; WO1999051785A1; US6383253B1; DE19814748A1; EP1068364A1

Abstract

Alloying and/or reducing powder is pumped directly into the steel melt at a pressure of at least 20 bar, preferably at least 40 bar, with at most 20% of a fluidizing agent and the powder is discharged from the delivery line by a plunger extending across the cross section thereof.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Legieren von Stählen durch Einbringen von metallischen Zuschlägen und ggf. Reduktionsmitteln, in pulvriger Form in eine flüssige Metallschmelze, wobei die metallischen Zuschläge und ggf. die Reduktionsmittel, aus einem Vorratsbunker über eine Förderleitung direkt über eine oder mehrere in die Schmelze eintauchenden Lanzen und/oder Unterbaddüsen, ggf. in einer Mischung mit einem Fluidisierungsmittel, dessen Anteil an der einzublasenden Menge ≤ 20 % ist, in die Schmelze eingeführt werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for alloying steels by introducing metallic aggregates and possibly reducing agents, in powder form in a molten metal, the metallic additives and possibly the reducing agents, directly from a storage bunker via a conveyor line one or more lances immersed in the melt and / or Under bath nozzles, possibly in a mixture with a fluidizing agent, whose share of the quantity to be injected is ≤ 20%, be introduced into the melt. The invention further relates to an apparatus for performing this method.

Die vorliegende Erfindung gehört dem Bereich der sogenannten Sekundärmetallurgie an, d.h., einer Nachbehandlung des beispielsweise durch den Frischprozeß im Konverter oder im Elektrolichtbogenofen hergestellten Stahles. Zu dieser Nachbehandlung gehört insbesondere die Legierungseinstellung der Stähle, bei der gewünschte Metallzuschläge eingebracht werden. Ggf. ist in dieser Phase noch eine zusätzliche Desoxidation, Entkohlung, Entschwefelung von Spurenelementen vorzunehmen.The present invention belongs to the field of so-called Secondary metallurgy, i.e. aftertreatment of the through the fresh process in the converter or in the electric arc furnace manufactured steel. About this aftercare belongs in particular to the alloy setting of the steels, at the desired metal surcharges. Possibly. is in this phase an additional deoxidation, decarburization, Desulfurize trace elements.

Die DE 195 35 014 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einbringen von körnigen Feststoffen in Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen mittels pneumatischer Förderanlagen, bei dem die Einblasvorrichtung zur Schmelze beabstandet ist und 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 Spülfleckens während der Spülbehandlung auf die Badoberfläche aufgeblasen werden. Als rieselfähige Schüttgüter, wie sie üblicherweise bei der Metallherstellung zur Analyseneinstellung benutzt werden, werden beispielsweise Kohlenstoffträger zur Aufkohlung, Blei, Aluminium, Schwefel und Ferrolegierungen genannt. Voraussetzung der Anwendung dieses Verfahrens ist, daß die Materialien in körniger, einblasfähiger 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.DE 195 35 014 A1 describes a method for introduction of granular solids in molten metals, in particular Melting steel by means of pneumatic conveying systems, in which the Injector is spaced from the melt and the solids low gas according to the principle of dense phase flow in turbulent Areas of the melt are blown in as in the Tapping beam of a converter used for steel production or electric arc furnace during racking or in the area of impact of a converter's tapping beam or an electric arc furnace in the ladle or during the ladle metallurgical treatment following the Melting process in the area of the sink during the rinsing treatment be inflated onto the bath surface. As free-flowing Bulk goods, as is usually the case in metal production are used for analysis setting, for example Carbon carrier for carburizing, lead, aluminum, Called sulfur and ferro alloys. Requirement of application this process is that the materials in granular, inflatable form. The grain size is in certain limits variable; but for reasons of a rapid dissolution of the materials in the metal if possible 3 mm in diameter. The bulk goods are blown in using a pneumatic blowing system.

Aus der DE 42 37 177 A1 ist eine regelbare mechanische Dosierförderanlage für staubförmige Güter bekannt, die eine oder mehrere verschiedene Staubsorten mengengeregelt durch eine Förderleitung mit abschließender Tauchlanze in eine Roheisenschmelze drückt. Diese Dosierförderanlage wird zum Einblasen, insbesondere zum Koinjektionieren von Kalziumcarbid- und Magnesiumstäuben in Roheisenschmelzen verwendet.DE 42 37 177 A1 describes a controllable mechanical metering conveyor system Known for dusty goods that have one or more Different types of dust are regulated by a conveyor line with a final immersion lance in a pig iron melt presses. This metering conveyor system is used for blowing, in particular for the co-injection of calcium carbide and magnesium dusts used in pig iron smelting.

In entsprechender Weise wird auch in der DE 44 00 029 A1 eine regelbare dosierte Eingabe von Additiven in den Elektrolichtbogenofen, in Pfannenöfen oder Gießpfannen angestrebt. In allen diesen Fällen wird der betreffende pulverförmige Feststoff mittels eines Trägergases, das nach dem Stand der Technik etwa 80 % und mehr der Gesamtgas-Feststoff-Gemischmenge ausmacht, eingebracht. Unterschiedliche Ström- bzw. Fließgeschwindigkeiten der verwendeten Trägergase und der Feststoffe führen jedoch im Ergebnis dazu, daß eine genaue Dosierung bzw. Regelung der einzubringenden Legierungselemente oder Legierungselemente in Verbindung mit Desoxidationsmitteln nicht möglich ist, was sich qualitativ auf den hergestellten legierten Stahl in negativer Weise auswirkt.In a corresponding manner, DE 44 00 029 A1 controllable dosed input of additives in the electric arc furnace, sought in ladle ovens or ladles. In all in these cases, the powdery solid in question is by means of a carrier gas, which according to the prior art, for example Makes up 80% and more of the total gas-solid mixture amount, brought in. Different flow or flow speeds the carrier gases used and the solids lead however as a result, that an exact dosage or regulation of alloy elements to be introduced or alloy elements in Connection with deoxidizers is not possible, which is qualitatively on the manufactured alloy steel in negative Way.

Aus diesem Grund wird bei der Legierungseinstellung des Stahles mit einem hohlkörperförmigen Draht gearbeitet, in dessen Innenraum die Metalle und/oder Desoxidationsmittel in pulvriger Form eingepreßt angeordnet sind. Dieser Draht wird mittels einer Einspulmaschine unmittelbar in das Bad abgewickelt, wo der Draht schmilzt und die Legierungselemente freigibt. Beispielsweise werden Drähte bis zu 23 mm Durchmesser und einer 0,5 mm dicken Wandstärke verwendet, in denen das Füllmaterial angeordnet ist. Bereits die Herstellung solcher mit pulverförmigen Legierungselementen gefüllten Drähte ist aufwendig und teuer. Darüber hinaus besitzt das Drahteinspulverfahren den Nachteil, daß das erschmelzende Drahtende nicht immer an der gewünschten Stelle unter der Badoberfläche liegt, so daß sich in der Schmelze unterschiedliche Konzentrationen an Legierungselementen ergeben.For this reason, when setting the alloy of the steel worked with a hollow wire, in the interior the metals and / or deoxidizers in powder form are pressed in. This wire is made using a Winder wound up directly in the bathroom, where the Wire melts and releases the alloying elements. For example are wires up to 23 mm in diameter and a 0.5 mm thick wall thickness used, in which the filling material is arranged is. Already the production of those with powder Wires filled with alloy elements are complex and expensive. In addition, the wire winding process has the disadvantage that the melting wire end is not always at the desired one Location is below the surface of the bath, so that in the Melt different concentrations of alloying elements surrender.

Die zwar preiswertere und technisch einfachere Technik, die Legierungspulver von oben auf die Badoberfläche rieseln zu lassen, besitzt wiederum den Nachteil, daß wegen der bestehenden Badbewegungen, die auf der Metallbadoberfläche radial nach außen gerichtet sind, die Legierungsmittel an den Pfannen- oder Konverterrand gespült werden, wo sie an Schlackeablagerungen oder dem Schmelzbehälterinnenmantel haften bleiben. Da dies in unkontrollierbarer Weise in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Badbewegung geschieht, droht auch bei diesem Verfahren eine unerwünschte Legierungseinstellung, die den Metall-Legierungszuschlägen jedenfalls nicht entspricht.The cheaper and technically simpler technology, the Let the alloy powder trickle onto the surface of the bath from above, again has the disadvantage that because of the existing Bath movements following radially on the metal bath surface are directed outside, the alloying agent on the pan or Converter edge can be rinsed where there is slag deposits or stick to the inside of the melting container. Since this is in uncontrollable depending on the different Bath movement happens also threatens with this procedure an undesirable alloy setting that adds to the metal alloy in any case does not correspond.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte Verfahren dahin weiterzuentwickeln, daß mit besserer Dosiergenauigkeit Legierungszuschläge allein oder Legierungszuschläge in Verbindung mit Reduktionsmitteln in exakter Dosierung in die Schmelze eingebracht werden.It is therefore an object of the present invention to begin with to further develop the methods mentioned so that with better Dosing accuracy alloy surcharges alone or alloy surcharges in connection with reducing agents in exact dosage be introduced into the melt.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist,
daß der zur Pulverförderung aufzuwendende Druck mindestens 20 bar beträgt, wenn ein Fluidisierungsmittel verwendet wird, oder
daß dann, wenn kein Fluidisierungsmittel verwendet wird, entweder der zur Pulverförderung aufzuwendende Druck mindestens 40 bar beträgt oder die in der Pulverleitung befindlichen Pulver mittels eines den Förderleitungsquerschnitt überdeckenden Preßkolbens ausgetrieben werden.This object is achieved by the method according to claim 1, which is characterized according to the invention in that
that the pressure to be used for powder delivery is at least 20 bar if a fluidizing agent is used, or
that if no fluidizing agent is used, either the pressure to be used for powder conveyance is at least 40 bar or the powders in the powder line are expelled by means of a plunger covering the cross-section of the feed line.

Die grundsätzlich bekannte Einblastechnik von Feststoffen über Lanzen oder Unterbaddüsen wird demnach in der veränderten Art und Weise angewendet, daß die betreffenden Zuschläge trocken (d.h. ohne Gase oder andere Fluidisierungsmittel) unter einem Förderdruck von 40 bar und mehr in die Schmelze eingeblasen werden oder daß die Menge des Fluidisierungsmittels auf maximal 1/5 in der Gas-Pulverfeststoffmischung begrenzt wird und die Mischung unter einem Förderdruck von mehr als 20 bar eingeblasen wird. Der Förderdruck nimmt entsprechend den Reibungsverlusten zur Lanze bzw. Unterbaddüse hin ab, wodurch sich der Druck, unter dem die Pulver ausströmen, auf Werte minimiert, die geringfügig über dem ferrostatischen Druck liegen. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß es trotz der erheblichen Reibungsverluste, die zwar vorliegen und nach bisherigen Annahmen befürchten ließen, daß eine gleichmäßige Eingabe der Zuschläge nicht möglich ist, eine optimale Dosierung geschaffen werden kann. Es war auch überraschend, daß, je nach dem, ob mit einem geringeren Anteil von Fluidisierungsmitteln oder ohne Fluidisierungsmitteln gearbeitet wird, bereits Drücke zwischen 20 bar und 40 bar ausreichen, um die bestehenden Reibungswiderstände zu überwinden.The basically known blowing technique of solids over Lances or Unterbadjüsen is accordingly in the changed way and applied that the supplements in question dry (i.e. without gases or other fluidizing agents) under one Delivery pressure of 40 bar and more is blown into the melt or that the amount of fluidizing agent to a maximum 1/5 is limited in the gas-powder solids mixture and the Blown in mixture under a delivery pressure of more than 20 bar becomes. The delivery pressure increases according to the friction losses down to the lance or underbath nozzle, causing the Pressure under which the powders flow is minimized to values, which are slightly above the ferrostatic pressure. Surprisingly has been shown that despite the considerable Frictional losses that exist and based on previous assumptions feared that an even input of the Supplements are not possible, an optimal dosage is created can be. It was also surprising that, depending on whether with a lower proportion of fluidizing agents or without Fluidizing agent is already working, pressures between 20 bar and 40 bar are sufficient for the existing frictional resistance to overcome.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die in der Förderleitung und/oder Lanze eingefüllte Pulvermenge über einen Hubkolben, der den gesamten Förderleitungsquerschnitt abdeckt, auszutreiben. Bei diesem Verfahren wird die Menge an Pulver, die eingeführt werden kann, durch den Kolbenhub sowie den Querschnitt der Förderleitung, in dem der Kolben bewegt wird, begrenzt. Der betreffende Förderleitungs- oder Lanzenabschnitt muß nach jedem Pulveraustrieb neu gefüllt werden. Die Pulveraustrittsstelle an der Lanze wird zweckmäßigerweise beim Nachfüllen durch eine Abdeckung verschlossen, die beim Einführen der Lanze in die Schmelze wegschmilzt.Alternatively, there is the option in the delivery line and / or lance filled powder quantity via a reciprocating piston, that covers the entire cross-section of the delivery line, to drive out. In this process, the amount of powder, which can be introduced through the piston stroke as well as the Cross section of the delivery line in which the piston is moved limited. The relevant conveyor line or lance section must be refilled after each powder spout. The Powder exit point on the lance is conveniently at Refill sealed by a cover that the Introducing the lance into the melt melts away.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are in the subclaims described.

Wie bereits erwähnt, können jedoch auch Fluidisierungsmittel, wie geringe Mengen an Inertgas, insbesondere Argon oder Stickstoff, oder von flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Heiz- oder Dieselöl, Schweröl, Altöl, Rapsöl oder Paraffin, verwendet werden. Die Verwendung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie insbesondere Altöl, das in der Schmelze verbrennt, schaffen Entsorgungsmöglichkeiten, welche die Behandlung von Altöl als Sondermüll vermeiden lassen.As already mentioned, however, fluidizing agents, such as small amounts of inert gas, in particular argon or nitrogen, or of liquid hydrocarbons, such as heating or Diesel oil, heavy oil, waste oil, rapeseed oil or paraffin can be used. The use of liquid hydrocarbons, such as in particular Waste oil that burns in the melt creates disposal options, which the treatment of waste oil as hazardous waste avoid.

So werden vorzugsweise Pulver mit einer maximalen Korngröße von 1 mm, vorzugsweise von maximal 0,1 mm, insbesondere beim "trockenen" Einblasen ohne Gase oder Flüssigkeiten, verwendet.Powders with a maximum grain size of 1 mm, preferably of a maximum of 0.1 mm, especially when "dry" blowing without gases or liquids.

Eine Fluidisierung der Pulver ist auch dergestalt möglich, daß gepreßte Legierungszuschläge einen Kern bilden, der mit einer ein Gleitmittel enthaltenen Schale, z.B. aus Paraffin, Wachs, Öl oder ähnlichem, umhüllt ist. Betreffende, aus Kern und Schale bestehende Partikel können ohne Zugabe weiterer Fluidisierungsmittel (trocken) oder mit weiteren geringen Anteilen von gasförmigen oder flüssigen Fluidisierungsmitteln, die jedoch die im Anspruch 1 genannte Menge nicht übersteigen sollen, verwendet werden.Fluidization of the powder is also possible in such a way that pressed alloy surcharges form a core that with a a cup containing a lubricant, e.g. paraffin, wax, Oil or the like, is covered. Concerning core and Existing particles can shell without the addition of additional fluidizing agents (dry) or with other small proportions of gaseous or liquid fluidizing agents which however, should not exceed the amount mentioned in claim 1, be used.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Legierungszuschläge in Pulverform über eine schwenkbare Lanze eingeblasen.According to a further embodiment of the invention Alloy surcharges in powder form via a swiveling lance blown in.

Hierunter sind sowohl solche Schwenkbewegungen zu verstehen, die es ermöglichen, Lanzenaustrittsöffnung aus dem Bad herauszubewegen, als auch solche Schwenkbewegungen, welche unterschiedliche Lanzenaustrittsorte unterhalb der Badoberfläche einstellen lassen.This includes both such swiveling movements which make it possible to move the lance outlet opening out of the bath, as well as those pivoting movements which are different Lance exit points below the bath surface let set.

Vorzugsweise ist die Lanze als Ringdüse ausgebildet und in einer weiteren Ausgestaltung als doppelwandige Ringdüse, wobei durch eine der doppelwandbedingten Ausströmöffnungen Inertgase in die Schmelze eingeblasen werden, wodurch die Lanze gekühlt und/oder eine Schmelzerührbewegung erzeugt wird. Eine Optimierung dieser Rührbewegung ist erreichbar, wenn die Lanzenausströmöffnungen derart ausgebildet sind, daß die Inertgase tangential ausströmen. Durch die zweite Ausströmöffnung wird dann das trockene oder fluidisierte Pulver, das aus den Zuschlagstoffen besteht, einpreßt. Auf diese Weise ist es möglich, mit den über die Lanze eingeblasenen reinen Inertgase je nach Dosierung der Zuschlagstoffe unterschiedliche Badbewegungen zu erzeugen, die um so intensiver sein sollen, je größer die pro Zeiteinheit eingeführte Metall- oder Desoxidationsmenge ist. Anders als in den nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren können somit die Dosierungsmenge pro Zeiteinheit und die Badbewegung unabhängig voneinander geregelt werden.The lance is preferably designed as an annular nozzle and in a further embodiment as a double-walled ring nozzle, wherein through one of the double-walled outlets inert gases are blown into the melt, thereby cooling the lance and / or a melt stirring movement is generated. An optimization this stirring movement is achievable when the lance outflow openings are designed such that the inert gases are tangential emanate. Then through the second outflow opening the dry or fluidized powder that comes from the aggregates exists, presses. In this way it is possible with depending on the pure inert gases blown in via the lance Dosage of the additives to different bath movements generate, which should be more intense, the larger the pro Unit of time introduced is the amount of metal or deoxidation introduced. Unlike in the methods known from the prior art can thus the dosage amount per unit of time and Bath movement can be regulated independently.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Druck zwischen 50 bar und 100 bar, unter dem die pulverförmigen Zuschläge eingepreßt werden, angewendet. According to a development of the invention, a pressure between 50 bar and 100 bar, under which the powdery aggregates are injected are applied.

Das erfindungsgemäße vorbeschriebene Verfahren, das sowohl in Stahlwerken als auch Gießereien anwendbar ist, bietet mehrere Möglichkeiten Legierungskomponenten, wie Aluminium, Silicium, Magnesium, Calcium, diverse Carbide, in die Schmelze einzugeben: Neben dem volumetrischen Trockentransport über einen Dosier- und Druckkolben, die volumetrische Förderung der Gas/Pulvermischung oder der Gas/Flüssigkeitsmischung, wobei der Gas- oder Flüssigkeitsanteil höchstens 20 % der Mischung beträgt. Die vierte Möglichkeit besteht in dem vorbeschriebenen volumetrischen Transport der Mischung mit einem "trockenen Kern" aus den einzuführenden Zuschlägen und einer feuchten Schale oder einer pasteusen Pulvermischung, die vorzugsweise aus Kohlenwasserstoffen besteht, die gleitmittelfähig sind.The above-described method according to the invention, which is both in Steel works as well as foundries is applicable, offers several Possibilities of alloy components such as aluminum, silicon, Magnesium, calcium, various carbides, to be added to the melt: In addition to volumetric dry transport via a Dosing and pressure pistons, the volumetric delivery of Gas / powder mixture or the gas / liquid mixture, the Gas or liquid content at most 20% of the mixture is. The fourth option is the one described above volumetric transport of the mixture with a "dry Kern "from the supplements to be introduced and a moist one Shell or a paste powder mixture, preferably consists of hydrocarbons that are suitable for lubricants.

Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:This has the following advantages:

Der Anteil der Fluidisierungsmittel (Inertgas, Flüssigkeit) wird auf ein Minimum reduziert. Die Dosierung erfolgt über eine Volumenmessung, die genauer als die herkömmliche gravimetrische Methode oder Durchflußmessung ist. Der Förderdruck kann entsprechend der Fließfähigkeit der pulverförmigen Feststoffe variiert werden. Schließlich können Legierungen während der Behandlungen spezifikationsgerecht eingestellt werden. Die vorzunehmenden Dosierungen lassen sich staubfrei und emissionsgering durchführen. Weil keine große Transportgasmenge (wie nach dem Stand der Technik üblich) oder nur eine geringe Fluidisierung im Einspeiseprodukt, den Zuschlägen, vorhanden ist, erhöht sich auch die Verweildauer der Zuschläge im Reaktionsbereich der Lanzenmündung in der Schmelze.The proportion of fluidizing agents (inert gas, liquid) is reduced to a minimum. The dosage takes place via a Volume measurement that is more accurate than the conventional gravimetric Method or flow measurement is. The discharge pressure can be adjusted accordingly the flowability of the powdery solids can be varied. Finally, alloys can be made during the Treatments can be set according to specifications. The ones to be made Dosages can be dust-free and low in emissions carry out. Because no large amount of transport gas (like after the state of the art) or only a low fluidization is present in the feed product, the surcharges the dwell time of the aggregates in the reaction area the lance mouth in the melt.

Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, bei der von einem Vorratsbehälter eine eine Hochdruckpumpe aufweisende Förderleitung direkt zu einer Lanze oder einer Unterbaddüse führt. Durch diese Maßnahme wird der Energieinvestitionsaufwand gegenüber herkömmlichen Techniken erheblich reduziert. Ebenso verringert sich der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand. To carry out the method described above a device used by a reservoir a delivery line having a high pressure pump directly to a lance or an under bath nozzle. By this measure the energy investment expenditure compared to conventional Techniques significantly reduced. Maintenance is also reduced and maintenance effort.

Weiterbildungen der beschriebenen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the device described are in the Subclaims described.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung besitzt die Förderleitung einen Luft- oder Flüssigkeitseinlaß, vorzugsweise mit einer regelbaren Dosiervorrichtung in Abhängigkeit der aus dem Vorratsbehälter geförderten Mengen, womit sich die gewünschten Mischungsverhältnisse Pulver : (Fluidisierungsmittel bzw. Gleitmittel) einstellen lassen.According to a development of the invention, the delivery line an air or liquid inlet, preferably with an adjustable dosing device depending on the Reservoir transported quantities, with which the desired Mixing ratios powder: (fluidizing agent or Have the lubricant adjusted.

Die Lanze besitzt einen Doppelmantel mit zwei Ausströmöffnungen, von denen durch die eine das pulverförmige Metall oder Reduktionsmittel, das ggf. fluidisiert ist, und durch die andere Inertgase strömen. Die Ausströmöffnung bzw. Ausströmöffnungen der Lanze sind im Idealfall tangential mündend angeordnet. Die Lanze selbst ist vorzugsweise schwenkbar. Das Bad (die Schmelze) kann in einem Konverter, einer Pfanne oder einem Torpedowagen angeordnet sein.The lance has a double jacket with two outflow openings, of which through the one the powdered metal or Reducing agent, which is possibly fluidized, and by other inert gases flow. The outflow opening or outflow openings the lance is ideally arranged tangentially opening. The lance itself is preferably pivotable. The bathroom (the Melt) can be in a converter, a pan or a torpedo car be arranged.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig 1: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2: eine schematische vergrößerte Darstellung einer Einlaßstelle in die Förderleitung für die Fluid-Beimischung,
Fig. 3: eine Querschnittsansicht einer Lanze mit tangentialen Ausströmöffnungen und
Fig. 4: eine Längsquerschnittsansicht einer Lanze mit zwei Ausströmkanälen.

Embodiments of the invention are shown in the drawings. Show it

Fig. 1: 2 shows a schematic view of a device according to the invention,
Fig. 2: 1 shows a schematic enlarged representation of an inlet point in the delivery line for the fluid admixture,
Fig. 3: a cross-sectional view of a lance with tangential outlets and
Fig. 4: a longitudinal cross-sectional view of a lance with two outflow channels.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem metallurgischen Gefäß 10 mit einem Schmelzebad 11, in das eine Lanze 12 eingetaucht, wobei die Lanzenaustrittsöffnung 13 unterhalb der Badoberfläche 14 liegt. Diese Lanze, die ringförmig ausgebildet ist, ist mit einer Zuführungsleitung 15 verbunden, in die über eine Pumpe 16 das aus einem Vorratsbehälter 17 entnommene pulverförmige Metall oder Metallgemisch, dem ggf. Reduktionsmittel beigegeben sind, entnommen wird. Ggf. sind mehrere Dosiervorrichtungen vorgesehen, welche das gewünschte Mischungsverhältnis optimal einstellen lassen.The device shown in Fig. 1 consists essentially from a metallurgical vessel 10 with a melt bath 11, in the one lance 12 is immersed, the lance outlet opening 13 lies below the bath surface 14. That lance that is annular, with a feed line 15 connected, in the via a pump 16 from a reservoir 17 powdered metal or metal mixture removed, which may contain reducing agents. Possibly. several dosing devices are provided, which Have the desired mixing ratio optimally set.

Soweit dem unter einem Druck von mindestens 20 bar geförderten Pulver ein Gas beigemengt werden soll, geschieht dies mittels Entnahme aus einem Gasbehälter 18, woraus unter Druckanwendung über eine Pumpe das Gas in einer Einspeisung 20 in die Leitung 15 eingegeben wird. Nicht dargestellt sind nach dem Stand der Technik bekannte Meßeinrichtungen, die mit betreffenden Regeleinrichtungen für die Dosierung verbunden sind.As far as the pumped under a pressure of at least 20 bar Powder should be added to a gas, this is done using Removal from a gas container 18, from which under pressure the gas in a feed 20 into the line via a pump 15 is entered. According to the status are not shown measuring devices known in the art which are concerned with Control devices for dosing are connected.

Fig. 2 zeigt ebenfalls in einer schematischen Ansicht eine Einlaßstelle für Inertgase oder Flüssigkeiten, die in Richtung des Pfeiles 21 über eine Ringleitung 22 eingespeist werden. Die derart zugeführten Fluidisierungsmittel vermengen sich mit dem Pulverstrom, der in Richtung des Pfeiles 23 unter Druck von beispielsweise 40 bis 50 bar gefördert wird, wodurch sich ein Feststoff/Gas oder Feststoff/Flüssigkeitsgemisch bildet, das in Richtung des Pfeiles 24 zur Lanze 12 geführt wird. Die Lanze besitzt unterhalb des Badspiegels Austrittsöffnungen 25, die nahezu oder im Idealfall in tangentialer Weise auslaufen und eine Wirbelbewegung in Richtung der Pfeile 26 des ausströmenden Pulvers bzw. Pulvergemisches ermöglichen (vgl. Fig. 3). Eine Längsansicht einer doppelwandig ausgeführten Lanze ist Fig. 4 zu entnehmen. Die Lanze, die wie ebenfalls nach dem Stand der Technik bekannt, mit einer Schamottauskleidung 27 umhüllt ist, besitzt einen Ringkanal 28, über den die metallischen Zuschläge in Pulverform, mit oder ohne Fluidisierungsmittel, in Richtung der Pfeile 29 ausgetrieben werden. Zusätzlich kann über das innere Rohr 30 in Richtung des Pfeiles 31 bzw. 32 ein Inertgas durchgeführt werden, dessen Durchströmungsmenge bzw. Geschwindigkeit unabhängig von dem Strom des Zuschlages (Legierungsmittel, Reduktionsmittel) regelbar ist.Fig. 2 also shows a schematic view of an inlet point for inert gases or liquids which are directed towards the Arrow 21 are fed via a ring line 22. The fluidizing agents supplied in this way mix with the Powder stream which is in the direction of arrow 23 under pressure of For example, 40 to 50 bar is promoted, resulting in a Solid / gas or solid / liquid mixture forms that in Direction of arrow 24 is guided to lance 12. The lance has outlet openings 25 below the bath level which leak almost or ideally in a tangential manner and a vortex movement in the direction of arrows 26 of the outflowing Allow powder or powder mixture (see FIG. 3). A 4 is a longitudinal view of a double-walled lance refer to. The lance, which as well as the state of the Known technology, is covered with a fireclay lining 27, has an annular channel 28 through which the metallic aggregates in powder form, with or without fluidizing agent, in the direction the arrows 29 are expelled. In addition, you can use the inner tube 30 in the direction of arrow 31 and 32 an inert gas be carried out, its flow rate or speed regardless of the flow of the aggregate (alloying agents, Reducing agent) is adjustable.

Pumpen und Dosiereinrichtungen der verwendeten Art sind grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der Zementindustrie, in der angemischter breiförmiger Zement unter hohem Druck gefördert wird.Pumps and dosing devices of the type used are basic known from the prior art, for example from the cement industry, in the mixed paste-like cement is promoted under high pressure.

Das metallurgische Gefäß 10 kann eine Pfanne, ein Torpedowagen oder ein Konverter sein.The metallurgical vessel 10 can be a pan, a torpedo car or be a converter.

Claims

Method for alloying steels by introducing metallic additives and optionally reducing agents in powder form into a liquid metal melt, whereby the alloying additives and optionally the reducing agents are introduced from a supply container via a delivery line to one or several lances (12) immersing in the melt and/or below-bath nozzles, optionally in a mixture with a fluidizing agent whose proportion in relation to the injected amount is ≤ 20 % directly into the melt,
characterized in that
the pressure to be applied for conveying the powder amounts to at least 20 bar when using a fluidizing agent or that, when using no fluidizing agent, either the pressure to be applied for conveying the powder is at least 40 bar or the powder existing in the delivery line is discharged by means of a plunger covering the cross section of the delivery line.
Method according to claim 1, characterized in that the powders are fluidized or rendered pasteous by adding small amounts of inert gas, such as argon or nitrogen, or a liquid hydrocarbon, such as heating/diesel oil, heavy oil, waste oil, rape seed oil or paraffine, whereby the powders are injected in compressed form as a core with a shell containing lubricants and/or that the powders have a maximum grain size of ≤ 1 mm, preferably ≤ 0,1 mm.
Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the powders are injected via a swingable lance (12), which is preferably built as a ring nozzle.
Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lance is double-walled, and that through one of the openings defined by the double wall inert gases are injected into the melt, whereby the lance is cooled and/or generates a melt-stirring motion, particularly through tangential discharge of the inert gases from the lance.
Method according to one of claims 1 to 4, characterized by a pressure between 50 bar and 100 bar.
Device for carrying out the method of claims 1 to 5, characterized in that from a supply container (17) a delivery line (15) provided with a high-pressure pump (16) leads directly to a lance (12) or below-bath nozzle.
Device according to claim 6, characterized in that an air or liquid inlet (20) is incorporated in the delivery line (15), preferably with an adjustable dosage device in dependence on the amounts conveyed from the supply container (17).
Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the lance (12) has a double-walled shell with two outlet openings, through one of which flows the optionally fluidized metal or reducing agent in powder form, and through the other the inert gases.
Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the outlet opening(s) abut(s) tangentially from the lance (12), which preferably is swingable in the bath.
Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the bath is arranged in a ladle, a torpedo carriage or a converter.