LU83916A1 - Verfahren zur verhinderung des ueberschaeumens beim frischen von roheisen sowie zur erniedrigung des phosphorgehaltes, mittel und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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Verfahren zur Verhinderung des Überschäumens beim Frischen von Roheisen sowie zur Erniedrigung des Phosphorgehaltes, Mittel und Vor- rieh tung zur Durchführung des Verführ«ns

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Mittel und eine Vorrichtung , zur Verhinderung des Uberschäumens sowie zur gleichzeitigen Absenkung des Phosphorgehaltes auf niedrige Werte beim Frischen von Roheisen zu Stahl durch Aufblasen von Sauerstoff in Gegenwart von basischen, schlackenbildenden Stoffen unter gleichzeitigem Einblasen und/oder Aufblason von feinkörnigem Calciumcarbid in bzw. auf die Schmelze.

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Es ist bekannt/ kohlenstoffhaltiges Roheisen durch Blasen mit Sauerstoff unter gleichzeitiger Zugabe van Kalk in Stahl umzuwandoln* Dies* als Frischverfahren bekannten Methoden umfassen das Aufblasverfahren und das bodenblasende Frischverfahren, je nachdem, ob der Sauerstoff mit Hilfe einer Lanze von oben oder durch im Boden des Konverters vorhandene Düsen von unten eingeblasen wird.

Insbesondere gelingt es bei den Aufblasverfahren durch eine entsprechende Einstellung des Lanzenabstandes die Schlackenbildunçj zu beeinflussen. Hierbei wird zunächst durch Verbrennen des in der Metallschmelze enthaltenen Siliciums eine an Kieselsäure und Eisen(Il)-oxid reiche Schlacke gebildet, der eine entsprechende Menge Kalk zugesetzt wird, der sich in der Schlacke löst. Im Verlaufe des Frischprozesses schei-det diese Schlacke sehr feinteilige feste Partikel aus, wodurch ihre

Viskosität erhöht wird, während die Eisenoxidaktivität in der flüssi- • » gen Restschlacke einen sehr hohen Wert annimmt, der umso größer ist, je höher der Eisenoxidgehalt der Schlacke zu Beginn dieser kritischen Phase war. Gleichzeitig wirken die festen ausgeschiedenen Teilchen als Entkohlungskeime, die bei einer hohen Eisenoxidaktivität die Entkohlung stark anregen. Beim Anstieg des abzuführenden Gasvolumens schäumt die Schlacke über den Konverterrand über.und führt zu unerwünschten Metallverlusten. Es wurde bereits versucht, durch Zugabe von Soda, Flußspat oder Bauxit das Überschäumen durch eine Verminderung der Schlackenviskosität einzuschränken. Hierbei wurden erhebliche Nachteile, wie eine gesteigerte Korrosion, Deponieprobleme, FlUorwasserstoffemissio-: nen und dergleichen in Kauf genommen.

Es wurde weiterhin bereits versucht, durch Zugabe stückigen Calcium-carbids zu Beginn des Blasprozesses diesem einen Brennstoff zuzuführen, um durch den Umsatz des Calciumcarbids mit Sauerstoff Prozeßwärme zur Erhöhung dos Schrottanteils zu gewinnen. Nachteilig hierbei ist, # »i · . . . . " 11 · · • · . · » — 3 — t ’ · » · w daß das stückige Calciumcarbid zum großen Teil von der Schlacke um», schlossen wird, ohne sich zu lösen, so daß es sich am Ende des Schmelzvorgangs in beträchtlichen Mengen in nicht umgesetzter Form in der Schlacke wiederfindet. Dieses Carbid kann infolge einer plötzlichen Reaktion ebenfalls die Neigung zur Bildung von Auswürfen erhöhen.

.Eine Verbesserung des Blasverhaltens konnte nicht erreicht werden. Weiterhin sind zusätzliche Zugaben von Flußspat erforderlich.

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Aus der DE-PS 15 83 217 ist ein basisches Stahlherstellungsverfahren bekannt, bei dem Calciumcarbid in Form der Molekularverbindung CflCg r CaCg · CaO oder eines Gemisches von Οαθ£ und CaO entsprechend der Zusammensetzung dieser Molekularverbindung als Suspension in Sauerstoff oder in einem Trägergas in die Eisenschmelze eingeblasen wird, • Das Ziel dieses Verfahrens besteht darin, den Schrottanteil oder den Erzanteil in der Charge zu erhöhen, indem dieser zusätzliche Wärme zu-. geführt wird. Die beim Einblasen von Calciumcarbid auftretenden Pro bleme der erhöhten Schlackenviskosität und der zunehmenden Auswurfnei-gung in Abhängigkeit vom Zugabezeitpunkt werden in dieser Druckschrift „nicht, angesprochen· . .....

Aus der DE-OS 27 58 477 ist weiterhin ein Vorfahren zur Behandlung von Eisenschmelzen und zur Steigerung des Schrottanteils im Konverter bekannt, gemäß dem Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas mit Calciumcarbid und gegebenenfalls weiteren oxidierbaren Substanzen und/oder Legierunpbildnern und/oder Schlackenbildnern auf oder in die Eisenschmelze eingeblasen werden. Hierdurch soll weiterhin die Oxidation von Legierungsmetallen zurückgedrängt, das Ausbringen wirksamer Legierungselemente beim Abstich gesteuert, der Sauerstoff derart eingestellt, daß bestimmte Stahlqualitäten erzeugt werden könner^ oder eine geeignete Schlacke gebildet wird, deren Eison(II)-oxidgehalt möglichst gering ist, die Haltbarkeit der Konverterausmauorung verlängert und das Übor- . . 1 I · · • · · · “ .

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schäumen der Schlacke vermieden werden. Dieser Stand der Technik enthalt keinerlei Hinweis darauf, zu welchem Zeitpunkt des Frischprozesses und in welcher Menge die Zugabe des Calciumcarbids erfolgen soll, um vdie erwähnten Nachteile zu vermeiden.

Es ist ferner bekannt, den Verlauf der Entkohlungsgeschwindigkeit dC/dt im Prozeßablauf durch Bestimmung der Kohlenmonoxid- und Kohlendioxidanteile im Abgas zu ermitteln, aus der dem Prozeß zugeführten Sauerstoffmenge und dem abgegebenen Kohlenstoff das Verhältnis (Ôç) der zugeführten Sauerstoffmenge zu der mit Kohlenstoff umgesetzten Sauerstoffmenge laufend zu errechnen, aus Messungen des Blasgeräusches den Füllgrad des Konverters zu erkennen und das Aufschäumen der Schlacke über Leitfähigkeitsmessungen zu erfassen. Aufgrund dieser i meßtechnischen Möglichkeiten lassen sich der Beginn der kritischen Prozeßphase, nämlich der Beginn des AufSchäumens, erkennen und Aussagen über das in der Schlacke gespeicherte Sauerstoffpotential machen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, das .Blasverhalten des Prozesses beim Frischen von Roheisen zu Stahl zu verbessern, und den Phosphorgehalt der Schmelze entscheidend zu er niedrigen, ohne die oben angesprochenen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 1.

Die Ansprüche 2-17 betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Mittel und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

» . - 5 - *· • ' Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man das feinkörnige Calciumcarbid zu dem Zeitpunkt, da die Entkohlungsgeschwindigkeit ansteigt, die Schlacke hochschäumt und/oder die Schlacke ';ein erhöhtes Sauerstoffpotential aufweist, in einer dem Sauerstoff-Uberschuß der Schlacke entsprechenden Menge zuführt ·Vorzugsweise ist die zugesetzte Menge feinkörnigen Calciumcarbids geringer als die Menge, . die. zu einem Zusammenfallen der Schlacke führt.

Dabei stellt man erfindungsgemäß den Beginn des Schäumens über eine * » v

Leitfähigkeitsmessung der Schlacke und/oder über den durch Messung des Blasgeräusches ermittelten Füllgrad des Tiegels bzw· Konverters in an sich bekannter Weise fest.

. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht man den Verlauf der Entkohlungsgeschwindigkeit dC/dt im Prozeßablauf in an sich bekannter Weise durch Bestimmung der Kohlenmonoxid- und Kohlendioxidanteile im Abgas und stellt das Ansteigen der Entkohlungsgeschwindigkeit fest, um dann zu diesem Zeitpunkt das fein- * * körnige Calciumcarbid zuzusetzen.

Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge errechnet man aus der im Prozeß zugeführten Sauerstoffmenge und dem abgegebenen Kohlenstoff über das Verhältnis (δς) der zugeführten Sauerstoffmenge zu der mit Kohbnstcff umgesetzten Sauerstoffmenge laufend das Sauerstoffpotential der Schlacke in an sich bekannter Weise und stellt das Ansteigen des Sauerstoffpotentials der Schlacke fest, um in dieser Weise einen Anhaltspunkt für den Zugabezeitpunkt des Calciumcarbids zu gewinnen.

Erfindungsgemäß wird das Calciumcarbid in einer Menge in die Schmelze eingeblasen bzw. auf die Schmelze aufgeblasen, die von dem aus den oben angesprochenen Meßwerten abzuschätzenden Sauerstoffüberschuß der ' - 6 ~ • ' t Jim à , .· *»?.· t l · · ’ I il·

Schlacke abhängt* Daboi setzt man das Calciumcarbid vorzugsweise in einor dor Gleichung 1 ' -.\.£ . ' . . ν2 “ [(,-6C)62(blaS)]dt 0) entsprechenden Menge zu, worin » , tL „ für die Calciumcarbidmenge, * *

CaC2‘ K für einen Proportionalitätsfaktor, der empirisch je nach Tiegelart und -große sowie in Abhängigkeit von verschiedenen, den Blasprozeß beeinflussenden ' weiteren Größen bestimmt wird und einen Wert im ’ Bereich von 0,2 bis 2 aufweist, Ος für das Verhältnis von zugeführter Sauerstoffmenge [ zv der mit Kohlenstoff umgesetzten Sauerstofimenge,

Qo/t, \ für die Menge des insgesamt eingeblasenen Sauer-, Stoffs, i é tj für den Zeitpunkt des Abfalls des Werts von 0^ und t0 für den Zeitpunkt der Calciumcarbidzugabo • ✓ • stohen.

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Die erfindungsgemäß anzuwendende Zugabezeit kann sich bis zum Aquiva-lenzpunkt des zugeführten Sauerstoffs erstrecken. Dabei ist die Zuga-’ bedauer von der Zugabegeschwindigkeit abhängig. Der Zeitraum tj bis t2 (Erhöhung des Sauerstoffpotentials) entspricht der dem Integral HCoC, - K *°Cdt · <» • \ % » *

St, " * . ‘ ...· ·* ', ’’ * * - 7 - I - 0 • .1,, äquivalenten Sauorstoffmengo, dio definitionsgemäß Von der Schlacke aufgenommen worden ist, z.B, eine Erhöhung dos FeO-Gehaltes dor

Schlacke von 15 auf 25 % der Gesamtschlackenmenge· % « -o

Es hat sich Überraschenderweise gezeigt, daß während dieser erfindungsgemäß ausgewählten Zeitspanne durch Zugabe der angegebenen definierten Menge feinkörnigen Calciumcarbids im Ablauf des Frischprozesses dor Effekt des Entschäumens und gleichzeitig eine hohe Entphosphorung ** . .

der Metallschmelze erreicht werden, die folgende Gleichung (2) erfüllt M = f ( 2 Ä0c*· MCoC2 (2) \ *1 / , in dem Ab^ durch die Einstel- •--------l'Ung des-Abstandes der Sauerstof fdüse vom Bad beeinflußt und dieser Vor gang durch eine kontrollierte Zugabe des Mittels gesteuert wird»

Wird hingegen Calciumcarbid in überhöhter Menge zugeführt, ohne Berücksichtigung der erfindungsgemäß angewandten Steuermöglichkeiten, so wird nach vorliegenden Erfahrungen die Schaumschlacke vollständig zu-sammcnfallen, so daß die beabsichtigte metallurgische Behandlung in der darauffolgenden Blasezeit nicht mehr in ausreichendem Maß ausgeführt werden kann. Dabei ist die Bildung der Schaumschlacke bei dem LD-Verfahren aus metallurgischen Gründen besonders wichtig und auch besonders vorteilnaft zur Abbzndung scnüuxi.ciit;r nonexsen- oaer otanioe— gleiter wie Phosphor oder Schwefel»

Wenn die Calciumcarbidzugabe erst mit dem Beginn des (Jberschäumens erfolgt, kann nur mit überhöhter Zugabegeschwindigkeit und überhöhter Menge das Überschäumen rückgängig gemacht werden, da auch feinkörniges «, t .Calciumcarbid eine endliche Reaktionszeit hat. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahrensweise gelingt es jedoch ohne weiteres, die Sch aumschlacke aufrechtzuerhalten und gleichzeitig das Überschäumon dor Schlacke im Konverter bzw. Tiegel zu verhindern. Dabei überrascht weiterhin, daß der Zeitpunkt dor optimalen Carbidzugabe zur Unterdrük-kung des Schäumens mit dem optimalen Zeitpunkt dor Absenkung des Phos- «

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, ( . - 8 . .e * phorgchaltos bei höheren Kohlenstoffgehaltcn der Schmelze von ζ· Β· 1#0 - 0,3 % C auf bisher im Frischprozeß unerreicht niedrige Werte zusammenfällt.

Dies läßt sich aber nur mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichen, wenn die Calciumcarbidzugabe zum richtigen Zeitpunkt erfolgt und die zugegebene Menge nicht zu einem Zusammenfall der Schlacke führt, d. h. die zugegebene Calciumcarbidmenge der oben definierten •rfindungsgemäß eingesetzten Menge entspricht. Dabei ist es bekannt, daß man das Sauerstoffpotential durch Veränderung des Sauerstoffdüsen- · abstands von der Metallschmelze verändern kann, indem eine Vergrößerung dieses Abstandes zu einer Erniedrigung des Wertes von Öq führt.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Zugabe von feinkörnigem Calciumcarbid auch die Entschwefelung während des Prozesses verbessert werden kann.

Es ist dem Fachmann geläufig, daß eine ungenügende Durchmischung von Bad und Schlacke am Blasende zu UngMchgewichten und zu einer nicht ausgeschöpften Schlacke-Metallschmelze-Reaktion führt. Nimmt man den Phosphorgehalt der Metallschmelze als kennzeichnend für diesen Vorgang so ist festzusteilen, daß unterhalb eines Kohlenstoffgeholtes von 0,08 % C im Metall keine wesentliche weitere Entphosphorung mehr stattfindet, auch dann nicht, wenn in kalkgesättigten Schlacken die FeO-Gehalte stark weiter gesteigert werden.

Überraschenderweise gelingt es durch Einblasen von feinkörnigem Calciumcarbid in solche Schlacken mit steigendem FeO-Gehalt, den Reak-.tionsumsatz zwischen Metallschmelze und Schlacke in Richtung auf eine weitere Entphosphorung durch Verbrennung des Kohlenstoffanteils des Calciumcarbids bei gleichzeitiger Zuführung von Sauerstoff sowie durch Zuführung des beim Umsatz mit Sauerstoff aus dem Calciumcarbid entstehenden Calciumoxids die Entphosphorung weiterzuführen und dabei Endphosphorgehalto von wenigor als 0,005 % P zu orreichon. Offensicht- k * · · * • I ·*·.·*··.· . . . · * ·. .··.··.*· * * • . - ? ** lieh gelingt es bei dieser Arbeitsweise, mit dem beim Umsatz entstehenden Kohlenmonoxid die für den Schlacken-Metallschmelze-Umsatz notwendige Badbewegung zu erreichen. Erfindungsgemäß ist dieser Effekt aber nur dann erzielbar, wenn die im Verhältnis zu dem in der Schlacke in Form von Eisenoxid vorhandenen und umsetzbaren Sauerstoffmengen in Verbindung mit der gleichzeitig eingeblasenen Sauerstoffmenge größer oder gleich sind der zur Umsetzung mit Calciumcadid benötigten Sauerstoffmenge und die sich danach ergebenden (FeOj^-Gehalte in der kalkgesättigten Schlacke dem Wert sehr nahe kommen, mit dem diq gewünschten Phosphor-Endgehalte im Gleichgewicht stehen und des funktionalen Zusammenhangs gemäß Gleichung 2 gehorchen. Auch die Endschwefelgehalte können dabei abgesenkt werden· . Erfindungsgemäß erfordert dieses Verfahren eine Zugabegeschwindigkeit des Calciumcarbids, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens einer Umsetzungsrate des Kohlenstoffs in dem Konverter von wenigstens 0,3, vorzugsweise 0,5 kg C/t · min entspricht, und führt somit auch bei bereits sehr tiefen Kohlenstoffge-hqlten in der Metallschmelze zu einer erneuten Lbsetzung des Kohlenstoffs mit Sauerstoff, wodurch die für die Entphosphorungsreaktion notv/endiae Bewegung zwischen Bad und Schlacke sichergestellt wird-

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ögs erfindungsgemäße Verfahren bei einer Umsetzungsrate des Kohlenstoffs von 0,5 bis 1,0.oder auch bis 2,0 kg C/t · min in dem Konverter durchgeführt. Die Einhal-. tung dieser Bedingung kann durch eine Überwachung der Entkohlungsgeschwindigkeit überprüft werden. Vorzugsweise muß bei an sich ausreichender Zuführungsgeschwindigkeit von Calciumcarbid die gleichzeitige Zufuhr von Sauerstoff soweit erhöht werden, bis ein Mindestumsatz von etwa 0,6 bis 0,8 kg C/t · min erreicht ist.

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·# Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht somit darin, daß man nach der Absenkung des Kohlenstoffgehalts des Metalls auf Werte von weniger als 0,08 # C eine weitere Entphosphorung durchführt, indem man Calciumcarbid und Sauerstoff in einer solchen

Menge und einer solchen Geschwindigkeit einbläst, daß die dC/dt-Messung v einen KohlenstoffUmsatz von wenigstens 0,3 kg C/t · min anzeigt und die Leitfähigkeitsmessung und/oder die Blasgeräuschmessung "schäumende Schlacke" anzeigen. Dabei bewirkt man die Zugabe von Calciumcarbid und Sauerstoff vorzugsweise in einer solchen Menge, daß sich ein Kohlenstoff Umsatz von wenigstens 2 kg · C/t · min ergibt. ,

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man vorzugsweise technisches Calciumcarbid mit einem Gehalt von 60-83 Gew.-#, vorzugsweise 75 - 80 Gew.-# oder man setzt ein Gemisch aus 60 - 90 Gew.-# techni-. schem Calciumcarbid, 40 - 10 Gew.-# einer Mischung aus Calciumcarbonat und Kohlenstoff ein, deren Kohlenstoffgehalt 5-20 Gew.-# beträgt.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Mittel zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus feinkörnigem Calciumcarbid besteht. Vorzugsweise besteht das erfindungsgemäße Mittel aus technischem Calciumcarbid mit einem Gehalt von 60 - 83 Gew.-# CaC2« Ein weiteres bevorzugtes Mittel der vorliegenden Erfindung besteht aus 60 - 90 Gew.-# technischem Calciumcarbid und aus 40-10 Gew.-# einer Mischung aus Calciumcarbonat und Kohlenstoff wobei der Kohlenstoffgehalt der Mischung 5-20 Gew.-# beträgt.

Ein weiteres vorteilhaftes erfindungsgemäßes Mittel besteht aus 40 - 90 •Gew.-Teilen ‘technischen Calciumcarbids und 60 - 10.Gew.-Teilen technischen Calciumoxids, dem gegebenenfalls durch Zugabe von Siliconöl eine besonders gute Fließfähigkeit verliehen wurde. Das erfindungsgemäße Mittel besitzt vorzugsweise eine Körnung im Bereich von 0,001 bis 20 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 1,0 mm.

Bei der Durchführung dos erfindungsgemäßen Verfahrens wird das feinkörnige Calciumcarbid entweder mit Hilfe von Düsen, die im Boden des Konverters angeordnot sind, in die mit Sauerstoff gefrischte Schmelze · ' - 11- » ' «ingeblasen, die in gleicher Weise mit einer kalkbasischen Schlacke behandelt wird, oder mit Hilfe einor Sauerstofflanzc von oben auf dio Schmelze aufgeblasen.

Vorzugsweise führt man jedoch das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch, bei der es sich um eine an sich bekannte Zweikreislanze mit zentrisch in der Sauerstoffzuführung * angeordneter Calciumcarbidzuführung handelt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mündung der Calciumcarbidzuführung wenigstens 10 mm, vorzugsweise wenigstens 40 mm hinter die Mündung der Sauerstoffleitung zurückgezogen ist.

Die Erfindung sei im folgenden näher anhand der nachfolgenden Beispiele * unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Zeitabhängigkeit der Leitfähigkeit der Schlacke, die Ent- „ v I ^ · kohlungsgeschwindigkeit und die Änderung des Wertes .von 0ç. bei einer Calciumcarbidzugabe und

Fig. 2 die an sich bekannte Abhängigkeit der Kohlenstoffkonzentration und Phosphorkonzentration von dem Eisen(II)-oxidgehalt calciumgesättigter Schlacken.

Die Fig. 1 stellt einen Schreibstreifen dar, der im Querformat zu betrachten ist, wobei die Beschriftung "Skalenteile" oben zu liegen kommt.

Die dicke Linie unterhalb der Beschriftung "Skalenteile" stellt den Nullpunkt der Kurven dar. Auf der y-Achse ist die Zeit aufgetragen, wobei t^ der Ausgangspunkt der Kurven ist. Auf der x-Achse ist die Skalenteilung in einem geeigneten MaUstab aufgotragen.

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Dor Verlauf der strichpunktierten Linie stellt das Verhältnis (ός) des als Kohlenmonoxid abgeführten Sauerstoffs zu der eingebJteenen gesamten Sauerstoffmenge dar. Das Integral über den Zeitraum tj - tg* dessen Fläche ausgezogen dargestellt ist, ist ein Maß für den nicht mit Kohlenstoff umgesetzton Sauerstoff und stellt somit den Wert für die zuzuführende Calciumcarbidmenge dar.

Die Kurve dC/dt stellt den Verlauf der Entkohlungsgeschwindigkeit dar. Diese nimmt entsprechend dem abnehmenden Wert von ebenfalls ständig. ab und erreicht entsprechend hohe Werte im Moment der Carbidzugabe.

Die Kurve "Leitfähigkeitsmesung" läßt das starke Aufblähen der Schlacke Λ etwa zu dem Zeitpunkt tg und die stetige Abnahme der Leitfähigkeit, d. h. . das Zusammenfallen des Schlackenschaumes nach der Carbidzugabe erkennen.

Die Fig. 2 stellt die dem Metallurgen geläufige Abhängigkeit der Kohlenstof fkonzentration und der Phosphorkonzentration von dem Eisen(II)-oxidgehalt von mit Calciumoxid gesättigten Schlacken dar. Es ist zu erkennen, daß bei Behandlung der Schmelze mit Calciumcarbid ein Absenken des Phosphorgehaltes und des Kohlenstoffgehaltes auf sehr niedrige Wßrfo mnnlirh > st < uriKronH nhno rton ZüS^tZ ν/ΟΠ Calciumcarbid di© PhoS— phorgehalte des Metalls auch bei steigenden FeO-Gehalten in der kalkgesättigten Schlacke nicht wesentlich unter den Wert sinken, der bei einem Kohlenstoffgehalt in Metall von 0,1 % erreicht worden ist.

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* . Beispiel 1

In dem Konverter werden 2,2 t Roheisen folgender Zusammenr ' Setzung eingesetzt: 4,4 % Kohlenstoff 0,8 % Silicium 0,7 % Mangan 0,1 % Phosphor 0,04 % Schwefel

Rest Eisen.

Zusätzlich werden 8C0 kg Schrott zur Kühlung und 120 kg ‘Kalk zu Schlackenbildung eingesetzt.

Züfc Verfolgung der Entkohlungsgeschwindigkeit ist eine Meßvorrichtung installiert, die die CO- und C02~Gehalte ' des Abgases und die Abgasmenge kontinuierlich erfaßt.

; Ferner wird der Mengenstrom des zugeführten Sauerstoffs kontinuierlich gemessen. Aus diesen Werten wird mit Hilfe eines Rechners in an sich bekannter Weise die Entkohlungsgeschwindigkeit dC/dt und das Verhältnis des insgesamt zugeführten Sauerstoffs zu dem für die KohlenstoffUmsetzung benötigten Sauerstoff ermittelt.

Weiterhin wird in an sich bekannter Weise die Leitfähigkeit eines elektrischen Kreises gemessen, der über die

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elektrisch isoliert aufgehängte Lanze geschlossen wird, wenn diese in die Schlacke im Konverter eintaucht. Die Leitfähigkeit des elektrischen Kreises steigt, je höher die Schlacke aüfschäumt.

t ' Calciumcarbid wird über eine konzentrische Leitung in der Sauerstoffleitung der Blaslanze dem Prozeß pneumatisch zugeführt.

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Der zur Schlackenbildung notwendige Kalk wird in den ersten fünf Blasminuton zugegeben.

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Zunächst wird der Sauerstoff mit einem Düsenabstand von iiGG mm so auf die Schmelze aufgeblasen, daji eine gleichmäßige Entkohlung der Schmelze ablaufen kann. Die Sauer-Stoffzufuhr erfolgt dabei in einer Menge von 6 Nm /min.

Etwa in der fünften Blasminute fällt die Entkohlungsgeschwindigkeit gleichmäßig ab, wobei die ός-Messung ein abnehmendes Verhältnis des für die Kohlenstoffverbrennung umgesetzten Sauerstoffs zeigt. In dieser Zeit wird die Schlacke übermäßig mit Sauerstoff angereichert.

•Aus dem Verlauf der ôç-Messung kann abgeschätzt werden, daß die in den nächsten Minuten zusätzliche in der Schlacke gespeicherte Sauerstoffmenge etwa durch 15 kg

Calciumcarbid stöchiometrisch abgebunden werden kann.

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Die Fig. 1 zeigt den in dieser Schmelze gemessenen Verlauf von dC/dt, ôç und der Leitfähigkeitsmessung.

Der .nach den oben angegebenen Beziehungen in die Berechnung eingehende Wert aör zur Zeit t ist in der Fig. 1 dargestellt. Die Zugabezeit des Calciumcarbids ist in der Fig. 1 ebenfalls angegeben.

Zum Beginn des Schäumens, das mit Hilfe der Leitfähigkeitsmessung festgestellt wird, steigt zugleich die Entkohlungsgeschwindigkeit an. Die gleichzeitige Zugabe von 15 kg Calciumcarbid zum Abbau der überschüssig von der Schlacke aufgenommenen Sauerstoffmenge in Verbin-• düng mit einem Absenken der Lanze auf einen Badabstand . der Sauerstoffdüse von 400 mm führt zu einem ruhigen auswurffreien weiteren Verlauf des Blasprozesses. Das durch die Leitfähigkeitsmessung angezeigte Schäumen der Schlacke geht leicht zurück. Bei Vergleichsschmelzen 2eigt sich in derselben Situation nachfolgend eine erhebliches überschäumen der Schlacke, wenn kein Calciumcarbid zugesetzt wird.

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Beispiel 2 * · ο ί

Bei einer weiteren Schmelze mit gleichem Einsatz soll <ört Ende ein Phosphorgehalt vont0,003 % eingestellt werden. Eine nach dem Umlegen des Konverters genommene Probe zeigt bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,06 % einen Phosphorgehalt von 0,025 %. Unter normalen Umständen ist bei entsprechend tiefen Kohlenstoffgehalten eine weitere

Entphosphorung auch bei weiterer Kalkzuführung nicht mehr erzielbar, da die bei diesen geringen Kohlenstöff-gehalten im Metall möglichen Entkohlungsgeschwindigkeiten nicht mehr für eine hinreichende Durchmischung von Schlacke und Metall ausreichen.

: Im vorliegenden Fall wird der Konverter erneut aufgerichtet, die Lanze wird auf einen Abstand von 600 mm 3 eingefahren und es wird eine Sauerstoffmenge von 4 Nm /nun erneut aufgeblasen. Gleichzeitig wird 12 kg Calciumcarbid pro Minute durch das mittlere Rohr der Sauerstofflanze zugeführt. Die über die dC/dt-Messung ermittelte Entkohlungsgeschwindigkeit steigt bis auf etwa 3,5 kg C/min an. Die Leitfähigkeitsmessung zeigt ein intensives Schäumen der Schlacke im Konverter an. Nach der Zuführung von 30 kg Calciumcarbid wird der Konverter erneut umgelegt und es wird eine Probe entnommen. Der Kohlenstoffgehalt beträgt weiterhin 0,06 %, während der Phosphorgehalt jedoch auf 0,002 % abgesenkt worden ist.

i •Beispiel 3 '

Unter. Anwendung der gleichen Metallschmelze und unter Aufrechterhaltung gleicher Bedingungen, wie sie in Beispiel 1 angegeben sind, wird die Entkohlungsgeschwindigkeit nach dem Erreichen eines Kohlenstoffgehaltes von 0,8 % in der . ·

Metallschmelze bewußt durch Erhöhen des Lanzenabstandes zurückgenommen. In dieser Weise kann ein erhöhter Eisen-oxidgchalt der Schmelze eingestellt werden, der unter herkömmlichen Bedingungen in dem weiteren Prozeßverlauf zu einer erhöhten Auswurftütigkeit geführt hätte.

♦ *· « · „ 4* * I * ' ' ' - 16 - Λ - » * * « · ^ Im vorliegenden Anwondungsboispiel wurden 24 kg Calciumcarbid cinge-blasen. Dadurch gelang es, nach dom Einblascn dos 0α1οίυΓηοαιΊ>ίϋα bei . ' einem Kohlenstoffgeiial't von 0,5 % einen Phosphorgohalt von 0,02 % ©inzustollen. Der Endschwefelgehalt lag bei 0,015 %.

Beispiel 4 < Bei einer weiteren Schmelze mit einem Einsatz entsprechend Beispiel 1 zeigt ach bei.’Verwendung von 20 kg eines Gemisches bestehend aus 65 Gew«-Teilen technischem Calciumcarbid und 35 Gew.-Teilen Calciumoxid, wobei dieses Gemisch kurz nach Beginn des Schäumens der Schlacke eingeblasen wird, daß sowohl das Überschäumen des Konverterinhalts sicher verhindert als auch ein Phosphorgehalt <0,03 % erreicht wird.

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Claims (13)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Beginn des Schäumens über eine Leitfchigkeitsmessung der Schlacke und/oder über den durch Messung des Blasgeräusches ermittelten Füllgrad des Tiegels in an sich bekannter Weise feststellt.
2. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Verlauf der Entkohlungsgeschwindigkeit dC/dt im Prozeßablauf in an • sich bekannter Weise durch Bestimmen der Kohlenmonoxid- und Kohlen-, dioxidanteile im Abgas überwacht und das Ansteigen der Entkohlungs geschwindigkeit feststellt. « · 1 , ♦ » 1 1 , • · .. ... . » · - - V . ·. - 1'9- ψ m Ä
3. 4. Vorfohren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sauerstoffpotential aus der dem Prozeß zugeführten Sauerstoffmenge und dem abgegebenen Kohlenstoff über das Verhältnis (Ος) der zugeführten Sauerstoffmenge zu der mit Kohlenstoff umgesetzten Sauer-etoffmenge laufend in an sich bekannter Weise errechnet und das Ansteigen des Sauerstoffpotentials feststellt.
4. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Calciumcarbid in einer der Gleichung 1 1 MCoC2 - Ki|' f’-VVlas)]dt M entsprechenden Menge zusetzt, worin ο Μ- λ für die Calciumcarbidmenge, Çgl>2 K für einen Proportionalitätsfaktor mit einem Viert im Bereich von 0,2 bis 2, Ος für das Verhältnis von zugeführter Sauerstoffmenge zu der mit Kohlenstoff'umgesetzten Sauerstoffmenge, 02(blr.s) für die Menge des insgesamt eingeblasenen Sauer-_ . storfs, t.j für den Zeitpunkt des Abfalls des Werts von 0^ und : t,j für den Zeitpunkt der Calciumcarbidzugabe stehen. ♦ '
5. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Calciumcarbid mit einer solchen Geschwindigkeit zuführt, daß sich eine Umsetzungsrate des Kohlenstoffs in dom Konverter von wenigstens 0,3 - 3,0 kg C/t’min ergibt. • s « 1 · Λ .· - ' · » 1 -.- ' N • - * - -20- . * . . * · · * « • · * . 7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß [P] = \ · (2) \Jt. ' *1 t* 2 . _ ols Grundlage für die Einstellung von I A0r dt zur Erzielung . .......... J?i : ... einer vorgezogenen Entphosphorung verwendet wird, in dem 40ς durch die Einstellung des Abstandes der Sauerstoffdüse vom Bad beeinflußt und dieser Vorgang durch eine kontrollierte Zugabe des Mittels gesteuert wird.
6. 8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Absenkung des Kohlenstoffgehalts des Metalls auf Werte von <0,08 % C eine weitere Entphosphorung durchführt, indem man - Calciumcarbid und Sauerstoff in einer solchen Menge und in einer solchen Geschwindigkeit einbläst, daß die dC/dt-Messung einen Kohlenstoff Umsatz von wenigstens 0,3 kg C/t * min anzeigt und die Leitfähigkeitsmessung und/oder die Blasgeräuschmessung "schäumende Schlacke" anzeigen.
7. 9. Verfahren nach Anspruch 8# dadurch gekennzeichnet, daß man die Zugabe von Calciumcarbid und Sauerstoff in einer solchen Menge bewirkt, daß die dC/dt-Messung einen KohlenstoffUmsatz von 0,5 bis Z kg C/t · min anzeigt. ...
8. 10. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß man i* technisches Calciumcarbid mit einem Gehalt von 60 - 83 Gew.-$ CaC2 . auf die Schmelze aufbläst und/oder durch eine Düse unterhalb des Badniveaus in die Metallschmelze dnbläst. • · , 1 · * * · * ·· ♦ *. · " ♦· · · • * * · » V \ * · * • . - 21-*4 ‘ · ' ·
9. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gëkennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 60 - 90 Gew.-# technischem Calciumcarbid, 40 - 10 Gew.-# Calciumcarbonat und Kohlenstoff, wobei der Kohlenstoffgehalt v der Mischung 5-20 Gew.-# betragt, verwendet. *12. Mittel zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 -Π, dadurch gekennzeichnet, daß es aus feinkörnigem Calcium-earbid besteht. «
10. 13. Mittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es aus tech- nischem Calciumcarbid mit einem Gehalt von 60 - 83 Gew·-# CaC2 besteht.
11. 14. Mittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Mischung von 60 - 90 Gew.-# technischem Calciumcarbid, 40 - 10 Gew.-# Calciumcarbonat und Kohlenstoff, wobei der Kohlenstoffgehalt der Mischung 5-20 Gew.-# der Mischung beträgt, besteht.
12. 15. Mittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 40 bis 90 Gewichtsteilen technischen Calciumcarbids und 60 bis 10 Gewichtsteilen technischen Calciumoxids und gegebenenfalls zugesetztem Siliconöl besteht.
13. 16. Mittel nach Anspruch 12 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Körnung im Bereich von 0,001 - 20 mm, vorzugsweise 0,01 - 1,0 mm ' aufweist.' 1 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-11 in Form einer an sich bekannten Zweikreislanze mit zentrisch in der Sauerstoffzuführung angeordneter Calciumcarbidzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Calciumcarbidzuführung wenigstens 10 mm, vorzugsweise 40 mm hinter die Mündung der Sauerstoffleitung zurückgezogen ist.