EP1086254B1 - Verfahren zum integrierten entschwefeln von roheisen- und stahlschmelzen - Google Patents

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EP1086254B1
EP1086254B1 EP99908667A EP99908667A EP1086254B1 EP 1086254 B1 EP1086254 B1 EP 1086254B1 EP 99908667 A EP99908667 A EP 99908667A EP 99908667 A EP99908667 A EP 99908667A EP 1086254 B1 EP1086254 B1 EP 1086254B1
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EP
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steel
desulfurization
slag
melt
weight
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EP99908667A
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Hermann Pirker
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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    • 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
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • C21C1/025—Agents used for dephosphorising or desulfurising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
    • C21C7/0075—Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
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    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
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    • C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
    • C21C7/0645—Agents used for dephosphorising or desulfurising

Definitions

  • a method of this type is known from EP - 0 627 012 B1.
  • This well-known Processes have particular advantages over other known desulfurization processes connected, among other things in avoiding the accruing and previously to be deposited or quantities of slag that are difficult to work up, avoiding expensive desulfurization agents, such as lime, carbide, magnesium etc., avoiding slagging during the Hot metal desulphurization of iron losses and avoidance of The drop in temperature of the pig iron can be seen during desulfurization. That after the from the Process known from EP - 0 627 012 B1 for very low S contents of desulphurized pig iron is used as a starting material for steel production and for this purpose, for example, in a converter or an electric furnace.
  • the invention aims to further develop this method in that a pan treatment of the crude steel made from the desulfurized pig iron no additional slag components are required, so that related problems of adding aggregates and disposing of Pan slag is eliminated.
  • the pan treatment is said to use very little energy be possible and there should be steel losses, such as when casting after the Ladle treatment (residual steel in the steel ladle) usually occur minimized or avoided.
  • This object is achieved in that for a subsequent Ladle treatment of a crude steel melt a portion of the desulfurization slag from the desulfurization vessel into a steel ladle to hold the one Crude steel melt converted and desulphurized iron melt introduced and after the Ladle treatment and after pouring off the steel melt thus formed is recirculated.
  • the slag fed to the steel ladle from the desulfurization of the pig iron serving desulfurization vessel thus completely replaces one in the prior art Components of the synthetic slag to be fed to the ladle furnace. Because this slag is fully recirculated, i.e. again placed in the desulfurization vessel falls in the No landfill material in connection with ladle metallurgy; the Desulphurization slag is conducted in a closed cycle.
  • Conveyor slag from converter or electric furnace and deoxidation products are in the Cycle recorded, since they with or after tapping Desulfurization slag can be combined. This additional amount increases the Slag amount in the hot metal desulfurization successively, and the excess amount can be used to advantage with the slag produced in steel production.
  • a subset of the Desulfurization slag after regeneration from the desulfurization vessel removed and placed in the steel ladle. This is particularly advantageous if value is placed on very low sulfur contents, since the slag from the Pig iron treatment vessel has a high slag absorption capacity.
  • Another preferred embodiment is characterized in that a subset the desulfurization slag prior to regeneration from the desulfurization vessel removed and placed in the steel ladle.
  • a subset the desulfurization slag prior to regeneration from the desulfurization vessel removed and placed in the steel ladle is characterized in that too Significantly reduce the sulfur content in the steel, however, the partial amount of Desulphurization slag immediately after the hot metal desulphurization, which in the Desulfurization vessel takes place, can be removed from this. Because of the big one Slag volume for pig iron treatment is the sulfur level before Slag regeneration is still relatively low or the slag is receptive to Sulfur from the steel.
  • the desulfurization slag is expediently transported by means of well preheated and insulated transport containers. To reduce transport costs, there is also a joint transport of slag back and forth (possibly with residual steel) from several steel batches in a transport container, possibly combined with one Pan warming burner, practical.
  • the invention is based on a flow chart in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.
  • Iron ore 1 with gangue 2 of ore, lime, ash, coke, coal etc. becomes one Pig iron melting plant 3, such as in a blast furnace or one Smelting reduction plant, such as a Corex plant, melted pig iron 4.
  • Slag 5 originating from the blast furnace process or the direct reduction process is fed to a slag recovery 6. Part of this slag 5 arrives as Running slag 5 'with the pig iron 4 to a pig iron desulfurization plant or generally - if there is an increased amount - before hot metal desulfurization from a transport pan tillschlackt.
  • the pig iron 4 is introduced into a desulfurization vessel 7, which is designed, for example, as a downhole furnace which can be electrically heated by means of graphite or coal electrodes or as a heated pan, and is subjected to a desulfurization process therein by means of a special desulfurization slag 8.
  • a desulfurization vessel 7 which is designed, for example, as a downhole furnace which can be electrically heated by means of graphite or coal electrodes or as a heated pan, and is subjected to a desulfurization process therein by means of a special desulfurization slag 8.
  • a suitably adapted electric furnace can also be used.
  • a tap hole allows the pig iron to be emptied without slag.
  • additions 10 in the order of magnitude between 5 and 10 kg / t of steel are introduced into the desulfurization vessel 7.
  • the higher SiO 2 content of the blast furnace slag requires more additions in order to maintain the ideal composition of the pig iron desulphurization slag.
  • the P content of the relatively smaller amount of moving slag from the converter and electric furnace is negligible.
  • the crude steel 11 thus produced is placed in a steel ladle 19 together with a small one Quantity of idle slag 20 (up to 5 kg / t steel) tapped.
  • this steel ladle 19 is also a subset of the desulfurization slag 8, etc. up to max. 30 kg / t Steel, preferably up to 20 kg / t steel.
  • the addition of the Desulfurization slag 8 in the steel ladle 19 takes place before or after Stahlabstich.
  • the steel ladle 19 with crude steel 11 and slag 20 and 8 is usually placed in a ladle furnace 19 ', the electrical - preferably by means Electrodes - is heated.
  • the crude steel is then subjected to conventional ladle treatment 11, the crude steel 11 preferably with the transferred portion of the Desulfurization slag 8 is mixed well, for example, the Desulfurization slag 8 poured into the still empty ladle 19 and only afterwards the crude steel 11 is tapped thereon. Then the pan treatment and the casting of the finished steel 21, for example on a continuous caster 22. Die in the steel ladle 19 after casting the steel 21 remaining Desulfurization slag 8 is again returned to the desulfurization vessel 7, that is completely recirculated.
  • the treatment of the raw steel 11 in the steel ladle 19 can also be done without heating take place, e.g. if only one degassing treatment and / or one Purity improvement is intended.
  • the portion of the desulfurization slag 8 removed from the desulfurization vessel 7 and fed to the steel ladle 19 is removed either before or after its regeneration, which is carried out by adding manganese ore, air, oxygen etc., as described in EP-0 627 012 B1.
  • a particularly low sulfur content can be ensured in the finished steel 21, whereby a particularly low sulfur content of, for example, ⁇ 6 ppm can finally be set by removing already regenerated desulfurization slag 8 and mixing well with the raw steel 11.
  • the ladle furnace 19 During the ladle furnace treatment of the raw steel 11, the ladle furnace 19 'only has to are slightly electrically heated, and because there are no solid slag components must be melted down (the part of the desulfurization slag that has been introduced 8 is liquid and as hot as possible) there is also a greatly reduced noise emission. moreover also plays a role in that, in contrast to the prior art, in the Steel ladle 19 a significantly larger amount of slag in the liquid state can be used inexpensively.
  • Another advantage of the method according to the invention is that the floor the steel ladle 19 is very clean after emptying the desulfurization slag 8. Neither bears nor slag buildup are formed. Due to the very high amount of Desulfurization slag 8 is also in the transport of the desulfurization slag 8, if necessary with a residual amount of steel, ensures a sufficiently high temperature, so that both the desulfurization slag 8 and the amount of residual steel in liquid form can be recirculated.
  • the expanded buffer function of the pan oven 19 ' is also important; by eliminating one the longer the heating time, the net treatment time at the ladle furnace 19 'is significantly shorter and there is more time for buffering between converter / electric furnace and continuous caster, among other things for sequence casting.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlschmelzen, wobei zur Entschwefelung von Eisenschmelzen eine Entschwefelungsschlacke mit den chemischen Analysewerten
  • SiO2 max. 20 Gew.%
  • Al2O3 max. 50 Gew.%
  • SiO2 + Al2O3 + TiO2 = 5 - 40 Gew.%
  • FeO max. 2,0 Gew.%
  • MnO max. 1,5 Gew.%
  • CaO + MgO + BaO + Na2O + K2O = 25 - 65 Gew.%
  • MgO max. 20 Gew.%
  • Na2O + K2O max. 10 Gew.%
  • CaF2 = 0 - 60 Gew.%
  • CaO + MgO + BaO + Na2O + K2O + CaF2 = 50 - 85 Gew.%
  • CaO + MgO SiO 2 + 0,5Al 2 O 3 mind. 2
  • Na 2 O + K 2 O SiO2 max. 1
    • sowie rohstoffbedingten Verunreinigungen in einem Entschwefelungsgefäß durch Erhitzung der Entschwefelungsschlacke, vorzugsweise mittels in die Entschwefelungsschlacke eintauchender Elektroden, auf eine Temperatur von 1400 - 1800°C gebracht und mit dieser Entschwefelungsschlacke die schwefelhaltige Eisenschmelze entschwefelt und entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich unterhalb der Entschwefelungsschlacke möglichst schlackenfrei abgegossen wird, wobei das Verhältnis Eisenschmelze zu Entschwefelungsschlacke den Wert von 10:1 Gewichtsteilen nicht überschreitet und die Entschwefelungsschlacke für eine weitere Roheisen-Entschwefelungsbehandlung kontinuierlich und/oder diskontinuierlich regeneriert wird und anschließend aus der Eisenschmelze eine Stahlschmelze hergestellt wird.
    Ein Verfahren dieser Art ist aus der EP - 0 627 012 B1 bekannt. Mit diesem bekannten Verfahren sind gegenüber anderen bekannten Entschwefelungsverfahren besondere Vorteile verbunden, die u.a. in einer Vermeidung der anfallenden und bisher zu deponierenden bzw. aufwendig aufzuarbeitenden Schlackenmengen, Vermeidung teurer Entschwefelungsmittel, wie Kalk, Karbid, Magnesium etc., Vermeidung beim Abschlacken bei der Roheisenentschwefelung entstehender Eisenverluste und Vermeidung eines Temperaturabfalles des Roheisens beim Entschwefeln zu sehen sind. Das nach dem aus der EP - 0 627 012 B1 bekannten Verfahren auf sehr niedrige S-Gehalte entschwefelte Roheisen wird als Ausgangsmaterial für die Stahlherstellung eingesetzt und hierzu beispielsweise in einem Konverter oder einem Elektroofen eingesetzt.
    Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens dahingehend, daß bei einer Pfannenbehandlung des aus dem entschwefelten Roheisen hergestellten Rohstahles keine zusätzlichen Schlackenkomponenten erforderlich sind, so daß damit zusammenhängende Probleme des Zugebens von Zuschlagstoffen und der Entsorgung der Pfannenschlacke entfallen. Die Pfannenbehandlung soll mit sehr geringer Energiezufuhr möglich sein und es sollen Stahlverluste, wie sie beim Vergießen nach der Pfannenbehandlung (Reststahl in der Stahlgießpfanne) üblicherweise auftreten, minimiert bzw. vermieden werden.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine nachfolgende Pfannenbehandlung einer Rohstahlschmelze eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke aus dem Entschwefelungsgefäß in eine Stahlgießpfanne zur Aufnahme der zu einer Rohstahlschmelze umgebildeten entschwefelten Eisenschmelze eingebracht und nach der Pfannenbehandlung sowie nach Abgießen der so gebildeten Stahlschmelze rezirkuliert wird.
    Die der Stahlgießpfanne zugeführte Schlacke aus dem der Entschwefelung des Roheisens dienenden Entschwefelungsgefäß ersetzt somit komplett die beim Stand der Technik einem Pfannenofen zuzuführenden Komponenten der synthetischen Schlacke. Da diese Schlacke voll rezirkuliert wird, d.h. wiederum in das Entschwefelungsgefäß eingebracht wird, fällt im Zusammenhang mit der Pfannenmetallurgie kein Deponiematerial an; die Entschwefelungsschlacke wird in einem geschlossenen Kreislauf geführt.
    Mitlaufschlacke aus Konverter oder Elektroofen und Desoxidationsprodukte werden in den Kreislauf aufgenommen, da sie beim oder nach dem Abstechen mit der Entschwefelungsschlacke kombiniert werden. Durch diese Zusatzmenge steigt die Schlackenmenge bei der Roheisenentschwefelung sukzessive an, und die Überschußmenge kann vorteilhaft mit der bei der Stahlherstellung anfallenden Schlacke verwertet werden.
    Vorteilhaft wird nach dem Abgießen der Stahlschmelze zusammen mit der zu rezirkulierenden Entschwefelungsschlacke eine in der Stahlgießpfanne verbleibende Restmenge der Stahlschmelze rezirkuliert und der noch nicht entschwefelten Eisenschmelze im Entschwefelungsgefäß zugebracht, wodurch gegenüber dem Stand der Technik die Reststahlmenge aus qualitativen Gründen größer gehalten werden kann. Ein Mitlaufen von Schlacke beim Gießen des Stahles kann zuverlässiger verhindert bzw. ausgeschlossen werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn stranggegossen wird, da so ein Eindringen von Schlacke in ein Zwischengefäß einer Stranggießanlage sehr einfach vermieden werden kann.
    Aus der DE - 195 46 738 C2 ist es bekannt, eine Entschwefelung mit Hilfe eines pulverförmigen Entschwefelungsmittels durchzuführen, wobei bei einer pfannenmetallurgischen Behandlung einer Stahlschmelze die in dem Pfannenofen anfallende Schlacke nach dem Vergießen der Stahlschmelze zusammen mit einer Reststahlmenge in eine heiße Roheisen-Chargierpfanne eingebracht und in diese weiters zu entschwefelnde Roheisenschmelze zugegeben wird. Anschließend erfolgt die Zugabe des pulverförmigen Entschwefelungsmittels, wobei mit Hilfe eines Trägergases eine Verwirbelung der Schmelze mit dem Entschwefelungsmittel durchgeführt wird. Bei diesem bekannten Verfahren ist es jedoch erforderlich, für die Pfannenmetallurgie die üblichen Pfannenschlackenkomponenten einzusetzen, was einen erheblichen finanziellen Aufwand, sowohl bei einer Erzeugung der Pfannenschlacke als auch bei deren Entsorgung, darstellt.
    Zweckmäßig ist erfindungsgemäß die aus dem Entschwefelungsgefäß entnommene und in die Stahlgießpfanne eingebrachte Teilmenge der Entschwefelungsschlacke geringer als 30 kg/t Eisenschmelze, vorzugsweise geringer als 20 kg/t Eisenschmelze.
    Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke nach dem Regenerieren aus dem Entschwefelungsgefäß entnommen und in die Stahlgießpfanne eingebracht. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn auf sehr niedrige Schwefelgehalte Wert gelegt wird, da die Schlacke aus dem Roheisenbehandlungsgefäß eine hohe Schlackenaufnahmekapazität besitzt.
    Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke vor dem Regenerieren aus dem Entschwefelungsgefäß entnommen und in die Stahlgießpfanne eingebracht wird. Auch hierbei lassen sich die Schwefelgehalte im Stahl deutlich absenken, wobei jedoch die Teilmenge der Entschwefelungsschlacke sofort nach der Roheisenentschwefelung, die im Entschwefelungsgefäß stattfindet, aus diesem entnommen werden kann. Wegen des großen Schlackenvolumens für die Roheisenbehandlung ist das Schwefelniveau auch vor der Schlackenregeneration noch relativ niedrig bzw. ist die Schlacke aufnahmefähig für Schwefel aus dem Stahl.
    Es ist von Vorteil, wenn die dem Entschwefelungsgefäß entnommene Teilmenge der Entschwefelungsschlacke unter Wärmeisolierung und im flüssigen Zustand zur Stahlgießpfanne gebracht wird, wobei vorteilhaft auch die aus der Stahlgießpfanne entnommene und in das Entschwefelungsgefäß zu rezirkulierende Entschwefelungsschlacke unter Wärmeisolierung und im flüssigen Zustand zum Entschwefelungsgefäß transportiert, d.h. rezirkuliert wird.
    Der Transport der Entschwefelungsschlacke erfolgt zweckmäßig mittels gut vorgewärmter und isolierter Transportgefäße. Um den Transportaufwand zu verringern, ist auch ein gemeinsamer Hin- und Rücktransport von Schlacke (gegebenenfalls mit Reststahl) von mehreren Stahlchargen in einem Transportgefäß, gegebenenfalls kombiniert mit einem Pfannenwarmhaltebrenner, zweckmäßig.
    Das Eingießen der Teilmenge der Schlacke in die Stahlgießpfanne kann vor oder nach der Rohstahlzugabe in die Stahlgießpfanne erfolgen, wobei eine nachträgliche Stahlzugabe den Vorteil einer guten Durchwirbelung und damit gegebenenfalls einer zusätzlichen Entschwefelungsreaktion bringt, u.zw. auch dann, wenn die Schlacke bereits einen gewissen erhöhten Schwefelgehalt aufweist. Außerdem wird die Abscheidung von nichtmetallischen Einschlüssen, die durch Desoxidation erzeugt werden, und damit eine Verbesserung des Reinheitsgrades des Stahles gefördert.
    Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung in Fließschaubildform veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
    Aus Eisenerz 1 mit Gangart 2 von Erz, Kalk, Asche, Koks, Kohle etc. wird in einer Roheisenerschmelzungsanlage 3, wie in einem Hochofen oder einer Schmelzreduktionsanlage, wie beispielsweise einer Corex-Anlage, Roheisen 4 erschmolzen. Aus dem Hochofenprozeß bzw. dem Direktreduktionsverfahren entstammende Schlacke 5 wird einer Schlackenverwertung 6 zugefilhrt. Ein Teil dieser Schlacke 5 gelangt als Mitlaufschlacke 5' mit dem Roheisen 4 zu einer Roheisenentschwefelungsanlage oder wird generell - bei erhöhter Menge - vor der Roheisenentschwefelung von einer Transportpfanne abgeschlackt.
    Das Roheisen 4 wird in einem Entschwefelungsgefäß 7, das beispielsweise als mittels Elektroden aus Graphit oder Kohle elektrisch beheizbarer Niederschachtofen oder als beheizbare Pfanne ausgebildet ist, eingebracht und darin mittels einer speziellen Entschwefelungsschlacke 8 einem Entschwefelungsprozeß unterworfen. Anstelle des Niederschachtofens kann auch ein entsprechend adaptierter Elektroofen herangezogen werden. Eine Abstichöffnung erlaubt schlackenfreies Ausleeren des Roheisens. In diesem Entschwefelungsgefäß 7 wird durch Widerstandserhitzung einmalig eine so große Menge an basischer Entschwefelungsschlacke 8 mit einer in der nachstehenden Tabelle aufgelisteten chemischen Zusammensetzung erschmolzen, daß beim Entschwefelungsprozeß ein Gewichtsverhältnis Eisenschmelze : Entschwefelungsschlacke < 10, vorzugsweise < 5, und bei kontinuierlicher Entschwefelung bevorzugt < 2,5 eingehalten wird. Diese Entschwefelungsschlacke 8 wird immer wieder verwendet, wozu sie immer wieder regeneriert wird, so daß insgesamt ein vernachlässigbarer spezifischer Verbrauch dieser synthetischen Schlacke festzustellen ist.
    SiO2 max. 20 Gew.%
    Al2O3 max. 50 Gew.%
    SiO2 + Al2O3 + TiO2 = 5 - 40 Gew.%
    FeO max. 2,0 Gew.%
    MnO max. 1,5 Gew.%
    CaO + MgO + BaO + Na2O + K2O = 25 - 65 Gew.%
    MgO max. 20 Gew.%
    Na2O + K2O max. 10 Gew.%
    CaF2 = 0 - 60 Gew.%
    CaO + MgO + BaO + Na2O + K2O + CaF2 = 50 - 85 Gew.%
    CaO + MgO SiO 2 + 0,5Al 2 O 3 mind. 2
    Na2O + K2O SiO 2 max.1
    Das in einem solchen Entschwefelungsgefäß 7 stattfindende Entschwefelungsverfahren ist im Detail in der EP - 0 627 012 B1 beschrieben. Die dort beschriebenen Einzelheiten des Entschwefelungsverfahrens können auch für das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden.
    Nach Durchführung der Entschwefelung des Roheisens 4 wird dieses, wie in der EP - 0 627 012 B1 beschrieben, in eine Roheisenchargierpfanne abgestochen und einem Stahlerzeugungsverfahren 9 unterworfen, beispielsweise in einem Konverter oder einem Elektroofen. Mit dem Roheisen 4 kann auch ein Teil der Entschwefelungsschlacke 8 als sogenannte Überschußschlacke 8' dem Konverter bzw. Elektroofen zugeführt werden. Diese Überschußschlacke 8' entsteht durch nicht abgeschlackte Mitlaufschlacke vom Hochofen etc. und beim Schlackenverbund mit einem Pfannenofen von der bei der Stahldesoxidation im Konverter oder Elektroofen anfallenden Mitlaufschlacke, wie nachstehend noch erläutert ist.
    Um die chemische Zusammensetzung der Entschwefelungsschlacke 8' trotz der Mitlaufschlacken bzw. Desoxidationsprodukte konstant zu halten, werden in das Entschwefelungsgefäß 7 Zugaben 10 in der Größenordnung zwischen 5 und 10 kg/t Stahl eingebracht. Besonders der höhere SiO2-Gehalt der Hochofenschlacke erfordert mehr Zugaben, um die Idealzusammensetzung der Roheisenentschwefelungsschlacke einzuhalten. Der P-Gehalt der relativ kleineren Mitlaufschlackenmenge aus Konverter und Elektroofen ist vernachlässigbar.
    Bei der Erzeugung von Rohstahl 11 aus dem Roheisen 4 werden Legierungen 12, Kühischrott 13 bzw. Schrott 14 zugegeben, und die hierbei gebildete Schlacke 15 wird entweder einer Schlackenverwertung 16, insbesondere einer Konverterschlackenverwertung, zugeführt, oder auf Deponie 17 gelegt oder sonstwie aufbereitet. Weiters gelangen in den Konverter bzw. Elektroofen noch Zuschläge 18, wie sie üblicherweise für die Rohstahlherstellung erforderlich sind.
    Der so erzeugte Rohstahl 11 wird in eine Stahlgießpfanne 19 zusammen mit einer geringen Menge von Mitlaufschlacke 20 (bis zu 5 kg/t Stahl) abgestochen. In diese Stahlgießpfanne 19 wird auch eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke 8, u.zw. bis zu max. 30 kg/t Stahl, vorzugsweise bis zu 20 kg/t Stahl, eingebracht. Die Zugabe der Entschwefelungsschlacke 8 in die Stahlgießpfanne 19 erfolgt vor oder nach dem Stahlabstich. Die Stahlgießpfanne 19 mit Rohstahl 11 und Schlacke 20 und 8 wird üblicherweise in einen Pfannenofen 19' eingebracht, der elektrisch - vorzugsweise mittels Elektroden - beheizbar ist. Es erfolgt sodann eine übliche Pfannenbehandlung des Rohstahles 11, wobei der Rohstahl 11 vorzugsweise mit der übergeführten Teilmenge der Entschwefelungsschlacke 8 gut durchmischt wird, beispielsweise indern die Entschwefelungsschlacke 8 in die noch leere Stahlgießpfanne 19 eingefüllt und erst nachher der Rohstahl 11 darauf abgestochen wird. Anschließend erfolgen das Pfannenbehandeln und das Vergießen des fertigen Stahles 21, beispielsweise an einer Stranggießanlage 22. Die in der Stahlgießpfanne 19 nach Vergießen des Stahles 21 zurückbleibende Entschwefelungsschlacke 8 wird wiederum in das Entschwefelungsgefäß 7 rückgeführt, also vollkommen rezirkuliert.
    Die Behandlung des Rohstahles 11 in der Stahlgießpfanne 19 kann auch ohne Beheizung erfolgen, z.B. wenn nur eine Entgasungsbehandlung und/oder eine Reinheitsgradverbesserung beabsichtigt wird.
    Das Verbringen der Stahlgießpfanne 19 von der Stahlerzeugung bei 9 zum Pfannenofen 19' und zur Stranggießanlage 22 und retour ist durch die mit strichlierten Linien dargestellten Stahlgießpfannen 19 veranschaulicht.
    Die dem Entschwefelungsgefäß 7 entnommene und der Stahlgießpfanne 19 zugeführte Teilmenge der Entschwefelungsschlacke 8 wird entweder vor oder nach ihrer Regenerierung, die, wie in der EP - 0 627 012 B1 beschrieben, durch Zugabe von Manganerz, Luft, Sauerstoff etc. durchgeführt wird, entnommen. In beiden Fällen kann ein besonders niedriger Schwefelgehalt im fertig erzeugten Stahl 21 sichergestellt werden, wobei letztendlich bei Entnahme von bereits regenerierter Entschwefelungsschlacke 8 und guter Durchmischung mit dem Rohstahl 11 ein besonders niedriger Schwefelgehalt von beispielsweise < 6 ppm eingestellt werden kann. Dies ist möglich durch den generell mit dem Roheisenentschwefelungsverfahren eingestellten sehr niedrigen Schwefelgehalt des Roheisens und damit bereits sehr niedrigen Schwefelgehalt des Stahles beim Abstich und der sehr wesentlichen Schwefelkapazität der Schlacke aus dem Entschwefelungsgefäß 7 mit einer Schwefelverteilung Ls > 500 (im Gleichgewichtszustand) Schwefelverteilung Ls = Schwefelgehalt in der SchlackeSchwefelgehalt im Stahl
    Zum Transport der Teilmenge der Entschwefelungsschlacke 8 vom Entschwefelungsgefäß 7 zur Stahlgießpfanne 19 bzw. retour zum Entschwefelungsgefäß 7 sind insbesondere gut vorgewärmte und isolierte Transportgefäße einzusetzen, vorteilhaft Straßentransporter mit Kippeinrichtung
    Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende:
    Während der Pfannenofenbehandlung des Rohstahles 11 muß der Pfannenofen 19' nur geringfügig elektrisch beheizt werden, und, da keine festen Schlackenkomponenten eingeschmolzen werden müssen (die eingebrachte Teilmenge der Entschwefelungsschlacke 8 ist flüssig und möglichst heiß) ergibt sich auch eine stark reduzierte Lärmemission. Zudem spielt hierbei auch eine Rolle, daß, im Gegensatz zum Stand der Technik, in der Stahlgießpfanne 19 eine erheblich größere Schlackenmenge im flüssigen Zustand kostengünstig eingesetzt werden kann.
    Da nur ein geringes Heizen im Pfannenofen 19' erforderlich ist, ergibt sich auch nur eine geringe Strahlung des Lichtbogens, und selbst diese Strahlung des Lichtbogens wird durch die erfindungsgemäß eingesetzte relativ hohe Schlackenmenge von dieser aufgenommen. Der Lichtbogen ist hierdurch gut eingehüllt.
    Weiters steht auch mehr Zeit zum Spülen, d.h. zum "Reinheitsgrad-Spülen" zur Verfügung, so daß eine besondere Stahlreinheit sichergestellt werden kann. Durch die in der Stahlgießpfanne 19 stark erhöhte Schlackenmenge ergibt sich auch eine wesentlich geringere Stickstoffaufnahme, u.zw. dadurch, daß zwischen dem Lichtbogen und Luft kaum direkter Kontakt herrscht. Eine geringere Wasserstoffaufnahme ist dadurch sichergestellt, daß in der Stahlgießpfanne 19 kein Kalk aufgeschmolzen werden muß.
    Dadurch, daß in der Stahlgießpfanne 19 eine größere Menge an Reststahl (vom Stahl 21). verbleiben kann - dieser wird ja mit der Entschwefelungsschlacke 8 verlustfrei rezirkuliert, u.zw. in das Entschwefelungsgefäß 7 dem Roheisen 4 zugemischt - ergeben sich qualitative Vorteile, die besonders beim Strangguß zum Tragen kommen: Ein Mitlaufen von Schlacke in ein Zwischengefäß einer Stranggießanlage kann mit Sicherheit vermieden werden.
    Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß der Boden der Stahlgießpfanne 19 nach dem Entleeren der Entschwefelungsschlacke 8 sehr sauber ist. Es bilden sich weder Bären noch Schlackenanhaftungen. Durch die sehr hohe Menge an Entschwefelungsschlacke 8 ist auch beim Rücktransport der Entschwefelungsschlacke 8, gegebenenfalls mit einer Reststahlmenge, eine ausreichend hohe Temperatur gewährleistet, so daß sowohl die Entschwefelungsschlacke 8 als auch die Reststahlmenge in flüssiger Form rezirkuliert werden können.
    Wichtig ist auch die erweiterte Pufferfunktion des Pfannenofens 19'; durch den Entfall einer längeren Heizdauer ist die Netto-Behandlungsdauer am Pfannenofen 19' deutlich kürzer und es steht mehr Zeit zur Pufferung zwischen Konverter/Elektroofen und Stranggießanlage, u.a. für Sequenzguß, zur Verfügung.

    Claims (9)

    1. Verfahren zum Herstellen von Stahlschmelzen (21), wobei zur Entschwefelung von Eisenschmelzen (4) eine Entschwefelungsschlacke (8) mit den chemischen Analysewerten
      SiO2 max. 20 Gew.%
      Al2O3 max. 50 Gew.%
      SiO2 + Al2O3 + TiO2 = 5 - 40 Gew.%
      FeO max. 2,0 Gew.%
      MnO max. 1,5 Gew.%
      CaO + MgO + BaO + Na2O + K2O = 25 - 65 Gew.%
      MgO max. 20 Gew.%
      Na2O + K2O max. 10 Gew.%
      CaF2 = 0 - 60 Gew.%
      CaO + MgO + BaO + Na2O + K2O + CaF2 = 50 - 85 Gew.%
      CaO + MgO SiO2 + 0,5 Al2O3 mind. 2
      Na2O + K2O SiO 2 max. 1
      sowie rohstoffbedingten Verunreinigungen in einem Entschwefelungsgefäß (7) durch Erhitzung der Entschwefelungsschlacke (8), vorzugsweise mittels in die Entschwefelungsschlacke (8) eintauchender Elektroden, auf eine Temperatur von 1400 - 1800°C gebracht und mit dieser Entschwefelungsschlacke (8) die schwefelhaltige Eisenschmelze (4) entschwefelt und entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich unterhalb der Entschwefelungsschlacke (8) möglichst schlackenfrei abgegossen wird, wobei das Verhältnis Eisenschmelze (4) zu Entschwefelungsschlacke (8) den Wert von 10:1 Gewichtsteilen nicht überschreitet und die Entschwefelungsschlacke (8) kontinuierlich und/oder diskontinuierlich regeneriert wird und anschließend aus der Eisenschmelze (4) eine Stahlschmelze (21) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für eine nachfolgende Pfannenbehandlung einer Rohstahlschmelze (11) eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) aus dem Entschwefelungsgefäß (7) in eine Stahlgießpfanne (19) zur Aufnahme der zu einer Rohstahlschmelze (11) umgebildeten entschwefelten Eisenschmelze (4) eingebracht und nach der Pfannenbehandlung sowie nach Abgießen der so gebildeten Stahlschmelze (21) rezirkuliert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abgießen der Stahlschmelze (21) zusammen mit der zu rezirkulierenden Entschwefelungsschlacke (8) eine in der Stahlgießpfanne (19) verbleibende Restmenge der Stahlschmelze (21) rezirkuliert wird und der noch nicht entschwefelten Eisenschmelze (4) im Entschwefelungsgefäß (7) zugebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Entschwefelungsgefäß (7) entnommene und in die Stahlgießpfanne (19) eingebrachte Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) geringer ist als 30 kg/t Eisenschmelze (4), vorzugsweise geringer ist als 20 kg/t Eisenschmelze (4).
    4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) nach dem Regenerieren aus dem Entschwefelungsgefäß (7) entnommen und in die Stahlgießpfanne (19) eingebracht wird.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) vor dem Regenerieren aus dem Entschwefelungsgefäß (7) entnommen und in die Stahlgießpfanne (19) eingebracht wird.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Entschwefelungsgefäß (7) entnommene Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) unter Wärmeisolierung und im flüssigen Zustand zur Stahlgießpfanne (19) gebracht wird.
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Stahlgießpfanne (19) entnommene und in das Entschwefelungsgefäß (7) zu rezirkulierende Entschwefelungsschlacke (8) unter Wärmeisolierung und im flüssigen Zustand zum Entschwefelungsgefäß (7) transportiert, d.h. rezirkuliert wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen der dem Entschwefelungsgefäß (7) entnommenen Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) in die Stahlgießpfanne (19) vor einer Zugabe von Rohstahlschmelze (11) in die Stahlgießpfanne (19) erfolgt.
    9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingießen der dem Entschwefelungsgefäß (7) entnommenen Teilmenge der Entschwefelungsschlacke (8) in die Stahlgießpfanne (19) nach dem Eingießen von Rohstahlschmelze (11) in die Stahlgießpfanne (19) erfolgt.
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