NL8603117A - Werkwijze voor het verminderen van het gehalte aan verontreinigingen van heet metaal. - Google Patents

Description

< λ 86.3114/Ba/MW -1-

Werkwijze voor het verminderen van het gehalte aan verontreinigingen van heet metaal.

De uitvinding heeft betrekking op de werkwijze voor de vermindering van de hoeveelheid verontreinigingen 5 van heet metaal. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een continue fosforverwijderingswerkwijze, die wordt uitgevoerd terwijl het hete metaal wordt overgebracht van de hoogoven naar de torpedowagen. De moderne technologie vraagt om staalsoorten die naar wens van de klant 10 voor bepaalde toepassingen zijn vervaardigd, en in het bijzonder om staalsoorten met een laag of zeer laag gehalte aan verontreinigingen, in het bijzonder fosfor. De omzetter (BOF en dergelijke) verkrijgt echter meer en meer in hoofd-zaak de rol van een ontkolingsreactor, en dient te werken 15 onder omstandigheden die steeds meer gestandaardiseerd worden .

Het is derhalve duidelijk dat het hete metaal, dat het hoofdbestanddeel in de omzetterlading vertegenwoordigt een geregelde analyse dient te bezitten en een fosfor-20 gehalte dat beneden een gegeven, specifieke waarde ligt .

Men kan bijvoorbeeld zeggen dat het ijzer uit een hoogoven, die beladen is met een zorgvuldig gekozen belasting, een fosforgehalte bezit van ongeveer 600-750 delen/miljoen (dpm), terwijl het voor het verkrijgen van "schone staal-25 soorten", namelijk die met een fosforgehalte van minder dan 150 dpm, geschikt is om aan te vangen met ijzer dat niet meer dan 400 dpm fosfor bevat.

Van de diverse werkwijzen, die voorgesteld zijn om aan dit vereiste te voldoen, hebben slechts twee, beide 30 Japans, praktische toepassing gevonden, en beide voorzien in het inspuiten van een toevoegmiddel in het hete metaal in de torpedowagen. In één van de werkwijzen bestaat de toevoeging in hoofdzaak uit een mengsel van ijzeroxyde en kalk, terwijl in de andere het in hoofdzaak een mengsel is van 35 ijzeroxyde en natriumcarbonaat. Deze laatste methode heeft de vorming van een uitermate reactieve slak tengevolge die natriumoxyde bevat, wat, naast andere zaken, sterke slijtage van de hittebestendige bekleding van de torpedowagen veroor- 8603117 4- ri -2- zaakt. Dientengevolge heeft slechts de werkwijze die het gebruik van kalk met zich meebrengt, industriële toepassing in enige fabrieken gevonden, niettegenstaande het feit dat deze minder effectief is wat betreft de verwijdering van 5 fosfor. Toch wordt zelfs hier een meer algemene overneming van de werkwijze gehinderd door een aantal nadelen, waarvan de meest ernstige zijn: - lange behandelingstijden, wat leidt tot de noodzaak om het aantal in omloop zijnde torpedowagens te vergroten, 10 - hoge kosten van de installatie, aangezien de inspuiting moet worden uitgevoerd beneden een aanzienlijke kolom van heet metaal, zodat de gehele installatie op hoge druk verkeert (ongeveer 10 atmosfeer), - de vorming van een grote hoeveelheid schuimachtige slak, 15 welke morst uit de mond van de torpedowagen.

De werkwijze vraagt derhalve niet alleen om een groter aantal torpedowagens, ze leidt eveneens tot het morsen van slak uit de wagens, zodat ook voorzieningen moeten worden getroffen voor middelen voor het verzamelen en ver-20 wijderen van de slak, plus gereedschappen om de mond van de wagens te reinigen, die derhalve vaker in onderhoud moeten worden genomen. Al deze zaken verhogen uiteraard de kosten zeer aanzienlijk. Voorts kan de werkwijze wellicht zelfs niet van toepassing zijn voor sommige bestaande hoog-25 ovens waar wellicht het spoorwegnetwerk niet voldoende kan worden uitgebreid om de grote toename van het aantal torpedowagens dat in bedrijf is, aan te kunnen. Een behandeling, die dus om diverse redenen uiterst wenselijk blijkt te zijn, kan in feite betrekkelijk onaantrekkelijk zijn.

30 De onderhavige uitvinding is ontworpen om deze nadelen te overwinnen, waarbij de betrokken werkwijze voor de behandeling van heet metaal eenvoudig en goedkoop is, terwijl deze geen enkele verdere behandeling of bewerking vereist. De uitvinding stamt van de waarneming, dat, 35 alhoewel heet metaal door de hoofdgiettrechter uit de hoogoven betrekkelijk langzaam en zonder turbulentie vloeit, de val uit het aftapgat naar de hoofdgiettrechter en dan van dat niveau in de torpedowagen, zeer intentieve menging veroorzaakt, die kan worden gebruikt om een innige aanraking 40 tussen het hete metaal en bijvoorbeeld een toevoegmiddel 8603117 -<v -3- te waarborgen, waardoor een redelijk effectieve behandeling wordt gegarandeerd. Verwijdering van fosfor kan derhalve op deze wijze gemakkelijk worden uitgevoerd; aangegeven dient echter te worden dat dit niet mogelijk is als de hoe-5 veelheid silicium in het hete metaal hoger is dan 0,25 gew.%.

De uitvinding is derhalve gekenmerkt door de combinatie van de volgende bewerkingen, die achtereenvolgens worden uitgevoerd; a) meting van de silicium en fosforgehalten - met behulp 10 van bekende werkwijzen - van het hete metaalzoals het uit de hoogoven wordt afgetapt, b) indien het siliciumgehalte groter is dan 0,25 gew.%, toevoegen van een siliciumverminderingsmiddel in de hoofd-giettrechter, zo dicht mogelijk bij de stroom, die het af- 15 tapgat verlaat, c) toevoegen van een fosforverminderingsmiddel aan het van slak ontdane hete metaal als de stroom in de torpedowagen valt.

De toevoegmiddelen voor de vermindering van sili-20 cium en fosfor worden uiteraard continu toegevoerd, gedurende de gehele aftapbewerking, waarbij de toegepaste hoeveelheden in overeenstemming zijn met het effect dat men wenst te bereiken. De toevoegmiddelen bestaan in hoofdzaak uit een mengsel van ijzeroxyde en calciumoxyde. Meer nauwkeurig 25 bevat het toevoegmiddel voor de siliciumvermindering tussen 80 en 100 procent ijzeroxyden, waarbij de resterende hoeveelheid in hoofdzaak uit calciumoxyde bestaat. Dit wordt toegevoerd aan het hete metaal in de hoofdgiettrechter met een snelheid bij voorkeur tussen 10 en 50 kg/ton.

30 Het fosforverwijderingsmiddel bevat tussen 40 en 70 gew.% ijzeroxyden en tussen 30 en 40 procent calciumoxyde, terwijl het eveneens tot 20 procent fluoriet en cal-ciumchloride kan bevatten. Dit middel wordt in het algemeen toegevoegd op het punt waar het hete metaal in de 35 torpedowagen valt, de hoeveelheid ligt tussen 30 en 70 kg/ton heet metaal.

Zoals reeds aangegeven wordt de hoeveelheid middel die benodigd is voor elke silicium en/of fosforvermin-deringsbewerking fundamenteel berekend als funktie van de 40 hoeveelheid te verwijderen element en ondergeschikt als een 860 31 1 7 ♦Γ % -4- funktie van de algemene kenmerken van de inrichting, die de turbulentie van het hete metaal beïnvloeden, zoals bijvoorbeeld de hoogte waarover het hete metaal valt, de dwarsdoorsnede van de hoofdgiettrechter en van de giettrechter 5 etc.

Men kan de toevoegmiddelen eenvoudigweg in het hete metaal laten vallen van toevoerbanden, toevoerschroe-ven of dergelijke. Men heeft echter opgemerkt dat, als gevolg van het vochtgehalte van calciumoxyde, toevoermiddelen, 10 die in wezen op zwaartekracht werken, geblokkeerd kunnen raken of tenminste het middel niet regelmatig toevoegen. Dientengevolge is het ook mogelijk om pneumatische inrichtingen voor het verplaatsen en invoeren van de toevoegmiddelen te gebruiken; hoge drukken kunnen echter vermeden 15 worden.

De werkwijze voor de continue behandeling van heet metaal volgens de uitvinding is derhalve uitermate simpel en past technische inrichtingen toe die eveneens simpel en goedkoop zijn, wat het mogelijk maakt, dat de bewerkingen 20 verlopen zonder ingrijpende en vaak onmogelijke akties, die moeten worden ondernomen aangaande de algemene inrich-tingsopstelling en bedrijfsvoering.

De uitvinding zal nu meer in detail worden beschreven onder verwijzing naar een uitvoeringsvorm die uit-25 sluitend de voorbeeldstelling ten doel heeft en die op geen enkele wijze de uitvinding of de daarbij behorende conclusies beperkt. De uitleg wordt vereenvoudig door verwijzing naar een schematische opstelling van een mogelijke inrichting.

30 Heet metaal, dat getapt wordt uit het hart 2 van de hoogoven 1, valt als een stroom 4 in de hoofdgiettrechter 3, die breed, diep en betrekkelijk kort is en die licht naar beneden helt, en die uitmondt in een slakafschuimer of verdieping, om slak van het metaal te verwijderen. De 35 slak wordtverwijderd uit verdieping 5 door trechter 9, terwijl het hete metaal verder loopt door giettrechter 8, dat een kleinere dwarsdoorsnede heeft dan de hoofdgiettrechter 3.

Bij het eind van de giettrechter valt het hete metaal als een stroom 10 in een wervelinrichting 11, die het hete metaal 40 naar een torpedowagen 15 bij het ene of het andere einde 8603117 -5- van inrichting 11 richt. In de uitgevoerde proeven was een van de aftapgaten van een hoogoven, die 9400 ton heet me-taal/dag produceerde, uitgevoerd zoals is aangegeven in de schets.

5 Opgemerkt moet worden dat het hete metaal min of meer continu uit de in de proeven gebruikte hoogoven werd gegoten, zodat er geen grote variaties in de samenstelling gedurende de aftapbewerkingen uit een enkel aftapgat bestaan, alhoewel er uiteraard van de ene aftapping tot de volgende 10 veranderingen zijn.

In de praktijk wordt de samenstelling van het hete metaal bij het begin van het aftappen bepaald, en wordt, dientengevolge de hoeveelheid siliciumverminderingsmiddel, dat moet worden toegevoegd, vastgesteld. Het toevoegmiddel 15 wordt uit bunker 6 via een transportinrichting 7 in het hoofdgietkanaal 3 in de nabijheid van de stroom 4 toegevoerd. De hoeveelheid fosforverwijderingsmiddel wordt op dezelfde wijze bepaald en dit wordt uit bunker 12, via een transportinrichting 13 in stroom 14 toegevoerd.

20 In een van de proeven waren de silicium- en fos- forgehalten van het hete metaal van 0,40 tot 0,20?ί en van 0,070 tot 0,065 % (op gewichtsbasis) resp. De volgende tabellen geven de gemiddelde silicium- en fosforverminderin-gen, die kunnen worden verkregen met verschillende hoeveel-25 heden toevoegmiddelenjaan.

Tabel 1

Hoeveelheid siliciumverminderingsmiddel (kq/t heet metaal)__ 30 12 25 45 dSi 0,11 0,15 _0,18

Tabel 2 tc Hoeveelheid fosforverminderingsmiddel (kg/t heet metaal) 35 45 50 65 ΔΡ 0,028 0,033 0,043 0,053 40 --—--- 8603117 J» -6-

Heet metaal dat 0,28 gew.ft Si bevatte en 0,070 gew./ó P werd behandeld met een mengsel dat 10 % CaO en 90¾ Fe2Ü^ als siliciumverminderingsmiddel bevatte, waarbij de gebruikte hoeveelheid 25 kg/ton heet metaal bedroeg en de 5 toevoeging werd uitgevoerd in de hoofdgiettrechter nabij de stroom, die uit het aftapgat kwam met een mengsel dat 40¾ CaO, 55¾ en 5¾ CaC^ + alsfosforverminderingsmiddel bevatte, waarbij de gebruikte hoeveelheid 50 kg/ton heet metaal bedroeg en de toevoeging plaats vond aan de in de 10 torpedowagen binnenkomende stroom.

Na toevoeging aan de hoofdgiettrechter nam het siliciumgehalte af tot 0,16¾ terwijl analyse van het hete metaal in de torpedowagen 0,028¾ fosfor aangaf. Bij het binnenkomen in de staalfabriek was het fosforgehalte van het 15 hete metaal verder afgenomen tot 0,024“ó, wat een goede mate van menging van het toevoegmiddel aangaf, dat doorging met reageren, zelfs in de volle torpedowagen.

Het is derhalve duidelijk hoe op een zeer eenvoudige, goedkope manier, het mogelijk is om grote, zorg-20 vuldig geregelde verminderingen in silicium en fosfor te verkrijgen, die tot nu toe uitsluitend door zeer kostbare maatregelen te bereiken was, zoals aangegeven in het begin van de beschrijving, die echter in bepaalde bestaande staalfabrieken zelfs niet kunnen worden toegepast.

25 De gebruikte materialen, die uiteraard bekend zijn voor gelijke toepassingen, zijn zeer economisch en gemakkelijk beschikbaar in grote hoeveelheden in staalfabrieken; bijvoorbeeld kunnen de ijzeroxyden bestaan uit wals-huid, rode convertor ?ook en andere dergelijke materialen.

-conclusies- 860 31 17

Claims (7)

1. Continue werkwijze voor het verminderen van het gehalte aan verontreinigingen van heet metaal, g e k e n- 5 merkt door de combinatie van de volgende bewerkingen, die achtereenvolgens worden uitgevoerd; - meting van de silicium en fosforgehalten - met behulp van bekende werkwijzen - van het hete metaal zoals het uit de hoogoven wordt afgetapt, 10. indien het siliciumgehalte groter is dan 0,25 gew.%, toe voegen van een siliciumverminderingsmiddel in de hoofd-giettrechter, zo dicht mogelijk bij de stroom, die het af-tapgat verlaat, - toevoegen van een fosforverminderingsmiddel aan het hete 15 metaal als het in de torpedowagen valt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, g e kenmerkt door het feit dat de silicium en de fosforver- minderingsmiddelen continu worden toegevoerd, in hoofdzaak gedurende de volledige gietbewerking, waarbij de betrokken 20 hoeveelheid gekozen wordt om het gewenste effect te bereiken .

3. Werkwijze volgens conclusie 1, g e kenmerkt door het feit dat de toevoegmiddelen voor sili cium en fosforvermindering ijzeroxyden en calciumoxyden om- 25 vatten.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, g e kenmerkt door het feit dat het toevoegmiddel voor silicium-vermindering tussen 80 en 100 gew.% ijzeroxyden bevat, waarbij de resterende hoeveelheid in hoofdzaak calciumoxyde is.

5. Werkwijze volgens conclusie 3, geken merkt door het feit dat het toevoegmiddel voor de fos-forvermindering tussen 40 en 70 gew.% ijzeroxyden bevat, tussen 30 en 60 gew.% calciumoxyden en eveneens tot 20 gew.% calciumfluoride en chloride kan bevatten.

6. Werkwijze volgens conclusie 4, g e k e n- m e r k door het feit dat genoemd toevoegmiddel voor de si-liciumvermindering wordt toegevoerd met een snelheid van tussen 10 en 50 kg per ton heet metaal.

7. Werkwijze volgens conclusie 5, g e k e n- 40 merkt door het feit dat genoemd toevoegmiddel voor fos- 860 31 1 7 -8- forvermindering wordt toegevoegd aan het in de torpedowagen vallende hete metaal met een snelheid van tussen 30 en 70 kg per ton van genoemd heet metaal. 860 3 1 1 7