EP2216110B1 - Impulsspülung mit Inertgas beim BOF- und AOD-Konverterprozess - Google Patents

Impulsspülung mit Inertgas beim BOF- und AOD-Konverterprozess Download PDF

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EP2216110B1
EP2216110B1 EP10000617.0A EP10000617A EP2216110B1 EP 2216110 B1 EP2216110 B1 EP 2216110B1 EP 10000617 A EP10000617 A EP 10000617A EP 2216110 B1 EP2216110 B1 EP 2216110B1
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EP
European Patent Office
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inert gas
fluid pressure
side nozzles
acted
base
Prior art date
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EP10000617.0A
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EP2216110A3 (de
EP2216110A2 (de
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Hans-Jürgen ODENTHAL
Udo Falkenreck
Guido Kleinschmidt
Jochen SCHLÜTER
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002Treatment with gases
    • B22D1/005Injection assemblies therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/34Blowing through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/48Bottoms or tuyéres of converters

Definitions

  • the invention is directed to a method for treating a molten iron in a converter, in which the molten iron is treated during a blowing phase by top-side blowing oxygen and wherein at least during a period of the blowing phase an inert gas or an inert gas is present on the converter bottom side via several bottom or side nozzles Fluid is blown into the melt.
  • BOF Basic Oxygen Furnace
  • AOD Argon Oxygen Decarburization
  • inert gas nitrogen, argon
  • inert gas nitrogen, argon
  • the gas jets of the inert gas quickly disintegrate into a multitude of individual bubbles that rise, expand and carry away the surrounding melt.
  • the continuous circulation or the continuous circulation of the iron melt - and thus its homogenization with regard to the temperature and concentration that is established - is essentially induced by this process, the so-called buoyancy free jets.
  • the resulting consumption of inert gas depends, among other things, on the size of the converter, the number and type of floor washers or floor nozzles (single-hole plug, multi-hole plug) or side nozzles, but also on the converter operating mode specified or carried out by the operator from.
  • a common way of operating is to keep the amount of inert gas as low as possible from the start of blowing, ie at a so-called free purging gas amount, since the CO bubbles that are formed or have formed during the blowing phase result in a sufficiently high level of molten bath motor skills. It is not possible to switch off the bottom or side nozzles, as they would otherwise become clogged with molten iron.
  • the bottom or side nozzles play a much more important role in mixing the bath with molten iron and the reaction speed that occurs.
  • the amount of inert gas blown in is therefore usually increased over a period of several minutes until the specified, ie desired, target values for temperature and steel quality, ie the composition of the molten bath, are reached in the converter.
  • a method for injecting rays of different impulses into metal melts, in particular pig iron melts is known, in which the oxidizing agent (oxygen) used for oxidizing refining, the so-called freshening, is blown into the iron melt located in a converter exclusively via bottom or side nozzles.
  • the bottom or side nozzles are divided into at least two groups which can be acted upon separately with the fluid (oxygen) and which during the blowing phase have a a certain period of time can be acted upon independently of one another with independently adjustable pressures.
  • one group is fed with a moderate fluid pressure and the other group with a significantly increased fluid pressure, so that on the one hand a low impulse and on the other hand a stronger impulse, which act on the molten iron, are established.
  • all bottom or side nozzles are initially subjected to the moderate fluid pressure, before part of the bottom or side nozzles is then subjected to the significantly higher fluid pressure during a further period of time, while the remaining part of the bottom or side nozzles with the or one in contrast, significantly more moderate fluid pressure is applied.
  • the invention is based on the object of creating a solution which makes it possible to reduce the consumption of inert gas when carrying out BOF or AOD converter processes without affecting the steel quality that can be achieved.
  • the object is achieved by a method for treating a molten iron in a converter, in which the molten iron is treated during a blowing phase by blowing oxygen from the top and wherein at least during a period of the blowing phase an inert gas or an inert gas is provided on the converter base via several base or side nozzles Fluid is blown into the melt, at least over a period of time during During this period of the blowing phase, one half of the bottom or side nozzles with a moderate inert gas fluid pressure, which causes the throughput of a free-hold purge gas amount of inert gas that keeps this half of the bottom or side nozzles free, and one half of the bottom or side nozzles with one, on the other hand, increased Inert gas fluid pressure, which causes the throughput of a standard amount of purging gas to be applied to inert gas, with a pulse purging process being carried out during the period of the time segment, in which one half of the bottom or side nozzles of a BOF converter
  • the invention makes it possible to reduce the amount of inert gas blown into the molten iron in the respective converter during a BOF or AOD converter process through the special, time-variable purging behavior according to the invention, which is caused by the differently set inert gas fluid pressures, without this measure having an impact on the achievable and desired steel quality. This saves around 30% of the costs for inert gas.
  • the invention is based on the assumption that the molten iron, once it has been set in motion and is in circulation or in circulation, also remains in this state for a certain period of time due to its inertia. During this period of time, the amount of inert gas can be reduced to the amount of free purging gas without major effects on the chemical reactions occurring in the iron melt. By temporarily releasing a reduced amount of purging gas compared to the standard Inert gas flow to a selected number of bottom or side nozzles can reduce the operating costs for used inert gas.
  • the invention is therefore also characterized in that, during the period, half of all bottom or side nozzles in a converter with the moderate inert gas fluid pressure and the other half of all bottom or side nozzles in a converter with the increased inert gas fluid pressure is applied.
  • a local, variable change in the reduced amount of purging gas can be achieved by means of alternating purging, known as pulse purging.
  • the invention is therefore advantageously also characterized in that, during the period of time, different groups of bottom or side nozzles are acted upon by the moderate or increased inert gas fluid pressure, alternating during a period of time.
  • the method according to the invention can also be used advantageously in an AOD converter process, since the inert gas introduced laterally via the side nozzles forms a rotating vortex roller in the AOD converter, which is responsible for homogenizing the bath of molten iron. Since this vortex system is relatively stable, the impulse rinsing or impulse rinsing method described above can also be used here, in particular with an extremely low frequency, the frequency being based on the alternating change from moderate to increased inert gas fluid pressure and vice versa with respect to a single side nozzle or a group of side nozzles.
  • the bottom nozzles / bottom washer of a BOF converter or the side nozzles / side washer of an AOD converter during the respective time segment of the blowing phase of the converter, during which inert gas is applied to the molten iron the different pressurizations of the bottom or over a longer period of time Alternating side jets and to operate alternately with defined periods of time, that is to say alternately and alternately over the defined period of time with a moderate inert gas fluid pressure causing the throughput of a free amount of purge gas and then over the same period of time with an inert gas fluid pressure that is increased in contrast to the flow rate of a standard amount of purge gas to apply.
  • the alternating and alternating exposure takes place after a period of time of, for example, 30 to 60 seconds, during which a floor nozzle or a side nozzle or a group of floor nozzles or side nozzles, ie a part of the floor or side nozzles, with one of the two inert gas Fluid pressures is applied.
  • a floor nozzle or a side nozzle or a group of floor nozzles or side nozzles, ie a part of the floor or side nozzles, with one of the two inert gas Fluid pressures is applied.
  • one half of the bottom or side nozzles is acted upon with the standard amount of flushing gas, while the other half of the existing bottom or side nozzles is acted upon or driven with the respectively necessary amount of hold-open flushing gas.
  • the gas bubbles rising in the area of the bottom or side nozzles operated with the free-flow purging gas have a sufficiently high impulse to entrain the surrounding iron melt from the free jet environment, to transport it upwards and thus to ensure the important circulation and circulation of the iron melt .
  • Each gas bubble has a (final) rate of ascent in the iron melt, which is dependent, among other things, on its diameter.
  • a high purging rate ie a high throughput of purging gas through a bottom or side nozzle, is consequently not necessarily associated with a higher rate of ascent of the forming bubbles.
  • FIG Fig. 1 An example from which the relevance of the method according to the invention (pulse flushing) can be seen is shown in FIG Fig. 1 .
  • the relationships are shown for a newly lined 190 t BOF converter with six bottom nozzles (P1 - P6), a standard purging gas quantity of 48 Nm 3 / h, a free purging gas quantity of 20 Nm 3 / h and a period of time of 30 seconds for a section of a pulse flush.
  • the curves show the temporal and spatial spread of an added tracer (indicator) at six different positions (P1-P6) as it occurs within the melt domain, ie within the iron melt.

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Description

  • Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Behandlung einer Eisenschmelze in einem Konverter, bei welchem die Eisenschmelze während einer Blasphase durch oberseitiges Aufblasen von Sauerstoff behandelt wird und wobei zumindest während eines Zeitabschnittes der Blasphase konverterbodenseitig über mehrere Boden- oder Seitendüsen ein Inertgas oder ein Inertgas enthaltendes Fluid in die Schmelze eingeblasen wird.
  • Beim sogenannten Frischen von Roheisen zur Aufbereitung in eine Stahlqualität werden in einem BOF-Konverter (BOF = Basic Oxygen Furnace) oder in beim AOD-Verfahren oder -Prozess (AOD = Argon Oxygen Decarburization) unerwünschte Begleitelemente wie Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor oder Schwefel durch Aufblasen von Sauerstoff auf die Eisenschmelze entfernt. Der Aufblasvorgang alleine bringt nicht genügend kinetische Energie in die Eisenschmelze, um diese großräumig innerhalb des Konverters in Umlauf oder zur Umwälzung zu bringen und diese Umwälzbewegung aufrecht zu erhalten, um dadurch ständig frische Schmelze zum Brennfleck unterhalb der Blaslanze zu transportieren. Aus diesem Grund wird zusätzlich über mehrere - je nach Konvertertyp - Bodendüsen oder Seitendüsen zusätzlich Inertgas (Stickstoff, Argon) in die Eisenschmelze eingeblasen. Die Gasstrahlen des Inertgases zerfallen nach dem Eintritt in die Eisenschmelze rasch in eine Vielzahl von Einzelblasen, die aufsteigen, sich ausdehnen und die umgebende Schmelze mitreißen. Der kontinuierliche Umlauf oder die kontinuierliche Umwälzung der Eisenschmelze - und damit deren Homogenisierung bezüglich der sich einstellenden Temperatur und Konzentration - wird im Wesentlichen durch diesen Vorgang, die sogenannten Auftriebsfreistrahlen, induziert. Der sich dabei einstellende Verbrauch an Inertgas hängt unter anderem von der Konvertergröße, der Anzahl und Art der Bodenspüler oder Bodendüsen (single-hole plug, multi-hole plug) oder Seitendüsen, aber auch von der vom Betreiber festgelegten oder durchgeführten Konverter-Fahrweise ab. Eine übliche Fahrweise besteht darin, die Inertgasmenge ab Blasbeginn möglichst gering, d.h. auf einer sogenannten Freihalte-Spülgasmenge, zu halten, da durch die sich während der Blasphase bildenden, bzw. gebildet habenden CO-Blasen eine genügend hohe Schmelzbadmotorik entsteht. Ein Abschalten der Boden- oder Seitendüsen ist nicht möglich, da sich diese ansonsten mit Eisenschmelze zusetzen würden. Gegen Ende der Blasphase, wenn die Entkohlung des Bades aus Eisenschmelze nur noch langsam fortschreitet und die CO-Blasenbildung nachlässt, übernehmen die Boden- oder Seitendüsen eine deutlich wichtigere Rolle für die Durchmischung des Bades an Eisenschmelze und die sich einstellende Reaktionsgeschwindigkeit. Üblicherweise wird daher in diesem Zeitabschnitt die eingeblasene Inertgasmenge über die Dauer von mehreren Minuten erhöht, bis die vorgegebenen, d.h. erwünschten, Zielwerte der Temperatur und der Stahlqualität, d.h. der Zusammensetzung des Schmelzbades, in dem Konverter erreicht sind.
  • Es ist aber auch üblich, die Boden- oder Seitendüsen während der gesamten Blasphase eines BOF-Konverters mit konstant hoher Spülleistung, d.h. mit einem konstant hohen, den Durchsatz einer Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck zu betreiben. Grund hierfür ist, dass hohe Spülleistungen und damit hohe Spülraten auch mit einer intensiven Vermischung und einer damit bewirkten Entkohlung des Bades aus Eisenschmelze verbunden sind.
  • Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist es, dass diese mit einem relativ hohen Inertgasverbrauch verbunden sind, wobei zudem alle jeweils in einem Konverter vorhandenen Boden- oder Seitendüsen jeweils gleichmäßig mit Inertgas oder einem Inertgas enthaltenden Fluid beaufschlagt werden.
  • Aus der DE 25 118 62 C3 ist ein Verfahren zum Einblasen von Strahlen unterschiedlicher Impulse in Metallschmelzen, hier insbesondere Roheisenschmelzen, bekannt, bei welchem das zur oxidierenden Raffination, dem sogenannten Frischen, verwendete Oxidationsmittel (Sauerstoff) ausschließlich über Boden- oder Seitendüsen in die in einem Konverter befindliche Eisenschmelze eingeblasen wird. Hierbei sind die Boden- oder Seitendüsen aber in wenigstens zwei, gesondert mit dem Fluid (Sauerstoff) beaufschlagbare Gruppen aufgeteilt, die während der Blasphase über eine bestimmte Zeitdauer unabhängig voneinander mit unabhängig regulierbaren Drücken beaufschlagbar sind. Hierbei wird eine Gruppe mit einem mäßigen Fluiddruck und die andere Gruppe mit einem deutlich erhöhten Fluiddruck gespeist, so dass sich einerseits ein geringer Impuls und andererseits ein stärkerer Impuls, der jeweils auf die Eisenschmelze einwirkt, einstellt. Während einer Blasphase werden alle Boden- oder Seitendüsen zunächst mit dem mäßigen Fluiddruck beaufschlagt, bevor dann während eines weiteren Zeitraumes ein Teil der Boden- oder Seitendüsen mit dem deutlich höheren Fluiddruck beaufschlagt wird, während der verbleibende Teil der Boden- oder Seitendüsen mit dem oder einem demgegenüber deutlich mäßigeren Fluiddruck beaufschlagt wird. Hierdurch wird es möglich, unabhängig voneinander den Impuls und den Mengendurchsatz des Hauptfluids (Sauerstoff) zur Verarbeitung, insbesondere zum Raffinieren einer Metallschmelze, zu regeln, um die Wirkungen hydrodynamischer Art (Rührwirkung, Badbewegung) und die Bewegungen rein metallurgischer Art nach Belieben zu beherrschen. Es wird damit möglich, bei gleichem Gesamtmengendurchsatz des verwendeten Fluids den Impuls der Strahlen und folglich ihren Eindringungsgrad in die zu verarbeitende Metallschmelze zu variieren, ohne den Gesamtverbrauch zu erhöhen. Zweck ist es, mit diesem Verfahren die gleichen Effekte zu erzielen, wie sie beim Aufblasverfahren mithilfe von Lanzen durch die Variation der Höhe der Lanze über dem Bad der Eisenschmelze erreichbar sind. Ein Hinweis auf eine damit mögliche Einsparung an verbrauchter, gasförmiger Fluidmenge ist diesem Dokument aber nicht zu entnehmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, den Inertgasverbrauch bei der Durchführung von BOF- oder AOD-Konverterprozessen zu reduzieren, ohne dass sich Auswirkungen auf die erzielbare Stahlqualität ergeben.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Behandlung einer Eisenschmelze in einem Konverter, bei welchem die Eisenschmelze während einer Blasphase durch oberseitiges Aufblasen von Sauerstoff behandelt wird und wobei zumindest während eines Zeitabschnittes der Blasphase konverterbodenseitig über mehrere Boden- oder Seitendüsen ein Inertgas oder ein Inertgas enthaltendes Fluid in die Schmelze eingeblasen wird, wobei zumindest über einen Zeitraum während dieses Zeitabschnittes der Blasphase eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit einem mäßigen Inertgas-Fluiddruck, der eine den Durchsatz einer diese Hälfte an Boden- oder Seitendüsen freihaltenden Freihalte-Spülgasmenge an Inertgas bewirkt, und eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit einem demgegenüber erhöhten Inertgas-Fluiddruck, der den Durchsatz einer Standard-Spülgasmenge an Inertgas bewirkt, beaufschlagt werden, wobei während des Zeitraumes des Zeitabschnittes ein Impulsspülverfahren durchgeführt wird, bei welchem mit festgelegten Zeitspannen alternierend und abwechselnd jeweils eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen eines BOF-Konverters oder der Seitendüsen eines AOD-Konverters mit dem mäßigen, eine Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck und jeweils eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit dem demgegenüber erhöhten, eine Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt wird, wobei nach Ablauf der festgelegten Zeitspanne eine Umkehr der Spülverhältnisse erfolgt und für dieselbe Zeitspanne die mit dem mäßigen, eine Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagten Boden- oder Seitendüsen mit dem erhöhten, eine Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck und die mit dem demgegenüber erhöhten, eine Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagten Boden- oder Seitendüsen mit dem mäßigen, eine Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt werden.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, die während eines BOF- oder AOD-Konverterprozesses in die, in dem jeweiligen Konverter befindliche Eisenschmelze eingeblasene Inertgasmenge durch das erfindungsgemäße spezielle, zeitlich veränderliche Spülverhalten, welches durch die unterschiedlich eingestellten Inertgas-Fluiddrücke bewirkt wird, zu reduzieren, ohne dass diese Maßnahme Auswirkungen auf die erzielbare und gewünschte Stahlqualität haben. Hierdurch lassen sich etwa 30 % der Kosten für Inertgas einsparen. Die Erfindung geht dabei davon aus, dass die einmal in Bewegung gebrachte und im Umlauf bzw. in der Umwälzung befindliche Eisenschmelze infolge ihrer Trägheit auch über einen bestimmten Zeitraum in diesem Zustand verbleibt. Während dieses Zeitraumes kann die Inertgasmenge auf die Freihalte-Spülgasmenge reduziert werden, ohne dass sich größere Auswirkungen auf die in der Eisenschmelze ablaufenden chemischen Reaktionen ergeben. Durch das zeitweilige Abgeben einer gegenüber der Standard-Spülgasmenge verringerten Inertgasmenge an eine ausgewählte Anzahl an Boden- oder Seitendüsen lassen sich die Betriebskosten für verbrauchtes Inertgas reduzieren.
  • Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn jeweils die Hälfte der vorhandenen Boden- oder Seitendüsen mit dem mäßigen und die jeweils verbleibende andere Hälfte mit dem erhöhten Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt wird. Die Erfindung zeichnet sich daher auch dadurch aus, dass während des Zeitraums jeweils eine Hälfte aller in einem Konverter vorhandenen Boden- oder Seitendüsen mit dem mäßigen Inertgas-Fluiddruck und die andere Hälfte aller in einem Konverter vorhandenen Boden- oder Seitendüsen mit dem erhöhten Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt wird.
  • Eine lokale, variable Änderung an reduzierter Spülgasmenge lässt sich durch ein alternierendes Spülen, als Impulsspülen bezeichnet, erreichen. Die Erfindung zeichnet sich daher vorteilhafterweise auch dadurch aus, dass während des Zeitabschnittes alternierend während einer Zeitspanne jeweils unterschiedliche Gruppen von Boden- oder Seitendüsen mit dem mäßigen oder dem erhöhten Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt werden.
  • Auch bei einem AOD-Konverterprozess lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft anwenden, da hierdurch das über die Seitendüsen seitlich eingebrachte Inertgas eine umlaufende Wirbelwalze im AOD-Konverter bildet, die für die Homogenisierung des Bades an Eisenschmelze verantwortlich ist. Da dieses Wirbelsystem relativ stabil ist, lässt sich auch hier das vorstehend beschriebene Impulsspülen oder Impulsspülverfahren anwenden, dies insbesondere mit einer extrem niedrigen Frequenz, wobei sich die Frequenz auf den alternierenden Wechsel von mäßigem zu erhöhtem Inertgas-Fluiddruck und vice versa bezüglich einer einzelnen Seitendüse oder einer Gruppe von Seitendüsen bezieht.
  • Weiterhin ist vorgesehen, die Bodendüsen/Bodenspüler eines BOF-Konverters oder die Seitendüsen/Seitenspüler eines AOD-Konverters während des jeweiligen Zeitabschnittes der Blasphase des Konverters, während welcher eine Inertgasbeaufschlagung der Eisenschmelze durchgeführt wird, über einen längeren Zeitraum die unterschiedlichen Druckbeaufschlagungen der Boden- oder Seitendüsen alternierend und abwechselnd mit festgelegten Zeitspannen zu betreiben, d.h. alternierend und abwechselnd über die festgelegte Zeitspanne mit einem mäßigen, den Durchsatz einer Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck und dann über dieselbe Zeitspanne mit einem demgegenüber erhöhten, den Durchsatz einer Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck zu beaufschlagen. Hierbei erfolgt die alternierende und abwechselnde Beaufschlagung jeweils nach einer Zeitspanne von beispielsweise 30 bis 60 Sekunden, während welcher eine Bodendüse oder eine Seitendüse oder eine Gruppe von Bodendüsen oder Seitendüsen, d.h. jeweils ein Teil der Boden- oder Seitendüsen, mit jeweils einem der beiden Inertgas-Fluiddrücke beaufschlagt wird. Jeweils während der jeweiligen Zeitspanne wird eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit der Standard-Spülgasmenge beaufschlagt, während die andere Hälfte der vorhandenen Boden- oder Seitendüsen mit der jeweils notwendigen Freihalte-Spülgasmenge beaufschlagt bzw. gefahren wird. Nach Ablauf dieser Zeitspanne erfolgt eine Änderung, insbesondere Umkehrung der Spülverhältnisse, d.h. die bisher mit der Standard-Spülgasmenge beaufschlagten Boden- oder Seitendüsen werden dann für die vorgesehen Zeitspanne mit der Freihalte-Spülgasmenge beaufschlagt und die bisher mit der Freihalte-Spülgasmenge beaufschlagten Boden- oder Seitendüsen werden für dieselbe Zeitspanne mit der Freihalte-Spülgasmenge beaufschlagt. Vorzugsweise wird über einen vorgegebenen Zeitraum während des Zeitabschnittes der Blasphase oder über den gesamten Zeitabschnitt der Blasphase hinweg dieser Vorgang des alternierenden Wechsels der Beaufschlagung der Boden- oder Seitendüsen mit einem unterschiedlichen Inertgas-Fluiddruck so oft wiederholt, bis die geforderte oder gewünschte Zusammensetzung und Temperatur des Bades der Eisenschmelze in dem jeweiligen BOF- oder AOD-Konverter erreicht ist. Die in dem Bereich der mit der Freihalte-Spülgasmenge betriebenen Boden- oder Seitendüsen aufsteigenden Gasblasen besitzen (noch) einen genügend hohen Impuls, um die umgebende Eisenschmelze aus der Freistrahlumgebung mitzureißen, aufwärts zu transportieren und damit den wichtigen Umlauf und die Umwälzung der Eisenschmelze zu gewährleisten. Jede Gasblase weist dabei eine unter anderem von ihrem Durchmesser abhängige (finale) Aufstiegsgeschwindigkeit in der Eisenschmelze auf. Eine hohe Spülrate, d.h. ein hoher Durchsatz an Spülgasmenge durch eine Boden- oder Seitendüse ist folglich nicht zwangsläufig mit einer höheren Aufstiegsgeschwindigkeit der sich bildenden Blasen verbunden. Vorteilhaft ist es, wenn jeweils benachbarte Boden- oder Seitendüsen zu einem jeweiligen Zeitpunkt jeweils mit dem gleichen Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt und somit mit derselben Inertgas-Spülgasmenge gefahren werden, was sich dadurch erreichen lässt, dass immer eine Konverterhälfte mit der Standard-Spülgasmenge und eine Konverterhälfte mit der Freihalte-Spülgasmenge beaufschlagt wird. Hierdurch lassen sich die Kosten für das benötigte Inertgas-Spülgas bei Verwendung typischer Röhrchenspüler (single-hole plug) als Bodendüsen um 30 % reduzieren, wobei das Einsparpotential bei als multi-hole Spüler ausgebildeten Bodendüsen noch etwas höher liegt und wobei sich diese Einsparungswerte auf BOF-Konverter beziehen.
  • Ein Beispiel, aus dem die Relevanz des erfindungsgemäßen Verfahrens (Impulsspülung) ersichtlich ist, zeigt die Fig. 1. Dort sind die Verhältnisse dargestellt, die sich bei einem neu zugestellten 190 t BOF-Konverter mit sechs Bodendüsen (P1 - P6), einer Standard-Spülgasmenge von 48 Nm3/h, einer Freihalte-Spülgasmenge von 20 Nm3/h und einer Zeitspanne von 30 Sekunden für einen Abschnitt einer Impulsspülung, einstellen. Die Kurven zeigen die zeitliche und räumliche Ausbreitung eines zugesetzten Tracers (Indikators) an sechs verschiedenen Positionen (P1-P6), wie sie sich innerhalb der Schmelzendomain, d.h. innerhalb der Eisenschmelze, einstellt. Die (theoretische) Mischungskonzentration beträgt c= 2.3. Sie ist unter anderem durch das Verhältnis aus Tracervolumen und Eisenschmelzenvolumen festgelegt. Aus der Figur 1 ist ersichtlich, dass die Mischungskurven beim Betrieb mit der Standard-Spülgasmenge von 48 Nm3/h (durchgezogene Linien), bei welchem über die gesamte Prozesszeit alle Bodendüsen mit dergleichen Standard-Spülgasmenge von 48 Nm3/h beaufschlagt werden, und die sich beim alternierenden Impuls-Spülbetrieb (gestrichelte Linien) einstellenden Mischungskurven, bei welchem jeweils drei Bodendüsen mit der Standard-Spülgasmenge und drei Bodendüsen mit der Freihalte-Spülgasmenge alternierend über eine Zeitspanne von jeweils 30 Sekunden beaufschlagt werden, annähernd gleich sind. Daraus ergibt sich, dass hinsichtlich der sich in der Eisenschmelze einstellenden Verhältnisse bzgl. der Temperatur und der Schmelzzusammensetzung Unterschiede kaum auftreten, sich aber dadurch, dass jeweils eine Konverterhälfte mit der Standard-Spülgasmenge und eine Konverterhälfte mit der Freihalte-Spülgasmenge beaufschlagt wird, eine Einsparung, wie vorstehend beschrieben, an durchgesetzter Inertgasmenge (Inertgasmasse) erreicht wird. Da darüber hinaus beim Impulsspülen die lokale Geschwindigkeit der Gasblasen und die Umwälzung innerhalb der Schmelzen im Wesentlichen erhalten bleiben, bewirkt die Anwendung des Impulsspülens oder Impulsspülverfahrens keine wesentliche Änderung des während der Blasphase oder des Zeitabschnittes der Inertgaseinblasung ablaufenden Homogenisierungsprozesses in der Eisenschmelze.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Behandlung einer Eisenschmelze in einem Konverter, bei welchem die Eisenschmelze während einer Blasphase durch oberseitiges Aufblasen von Sauerstoff behandelt wird und wobei zumindest während eines Zeitabschnittes der Blasphase konverterbodenseitig über mehrere Boden- oder Seitendüsen ein Inertgas oder ein Inertgas enthaltendes Fluid in die Schmelze eingeblasen wird, wobei zumindest über einen Zeitraum während dieses Zeitabschnittes der Blasphase eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit einem mäßigen Inertgas-Fluiddruck, der eine den Durchsatz einer diese Hälfte an Boden- oder Seitendüsen freihaltenden Freihalte-Spülgasmenge an Inertgas bewirkt, und eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit einem demgegenüber erhöhten Inertgas-Fluiddruck, der den Durchsatz einer Standard-Spülgasmenge an Inertgas bewirkt, beaufschlagt werden,
    wobei während des Zeitraumes des Zeitabschnittes ein Impulsspülverfahren durchgeführt wird, bei welchem mit festgelegten Zeitspannen alternierend und abwechselnd jeweils eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen eines BOF-Konverters oder der Seitendüsen eines AOD-Konverters mit dem mäßigen, eine Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck und jeweils eine Hälfte der Boden- oder Seitendüsen mit dem demgegenüber erhöhten, eine Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt wird, wobei nach Ablauf der festgelegten Zeitspanne eine Umkehr der Spülverhältnisse erfolgt und für dieselbe Zeitspanne die mit dem mäßigen, eine Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagten Boden- oder Seitendüsen mit dem erhöhten, eine Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck und die mit dem demgegenüber erhöhten, eine Standard-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagten Boden- oder Seitendüsen mit dem mäßigen, eine Freihalte-Spülgasmenge bewirkenden Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des alternierenden Wechsels während der Blasphase über einen vorgegebenen Zeitraum oder über den gesamten Zeitabschnitt hinweg so oft wiederholt wird, bis die gewünschte Zusammensetzung und Temperatur des Bades der Eisenschmelze in dem jeweiligen BOF- oder AOD-Konverter erreicht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zeitabschnittes alternierend während einer Zeitspanne jeweils unterschiedliche Gruppen von Boden- oder Seitendüsen mit dem mäßigen oder dem erhöhten Inertgas-Fluiddruck beaufschlagt werden.
EP10000617.0A 2009-01-22 2010-01-22 Impulsspülung mit Inertgas beim BOF- und AOD-Konverterprozess Active EP2216110B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009005795 2009-01-22
DE102009049896A DE102009049896A1 (de) 2009-01-22 2009-10-20 Impulsspülung mit Inertgas beim BOF- und AOD-Konverterprozess

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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