NL8801748A - Werkwijze voor het ladingsgewijs vervaardigen van staal in een oxystaalconverter met grote schrotinzet. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET LADINGSGEWIJS VERVAARDIGEN VAN STAAL IN EEN OXYSTAALCONVERTER MET GROTE SCHROTINZET

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Ir. Nico PLAZIER te CASTRICUM

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ladingsgewijs vervaardigen van staal in een oxystaalconverter, die een laadstand en een blaasstand kan innemen, waarbij men een lading omvattende schrot in de converter inzet, waarbij men vervolgens het schrot smelt en de lading raffineert met zuurstof die in hoofdzaak met behulp van een blaaslans, die door een opening in het boveneinde van de converter in de converter reikt, in de converter wordt gebracht, en waarbij men tenslotte het staal uit de converter tapt. Bij dit klassieke oxystaalproces, dat op grote schaal mondiaal wordt toegepast, is het procentuele gewichtsaandeel van het schrot in de lading aan nauwe grenzen gebonden en ligt in het gebied van 20% tot maximaal 30%. Bij deze octrooiaanvrage wordt van deze uit de praktijk bekende stand van de techniek uitgegaan.

Reeds lang bestaat de behoefte aan meer vrijheid in de toepassing van de grondstoffen schrot en ruwijzer bij het oxystaalproces, met name in de richting van een grotere schrotinzet, bijvoorbeeld in geval van een ruwijzertekort of bij lage schrot-prijzen.

Uit Stahl und Eisen 101 (1981) blz. 639 e.v. is het KS-proces bekend waarbij een grotere schrotinzet in een OBM converter wordt toegepast. Bij dit zeer speciale type converter worden brandstof en zuurstof door de bodem van de converter toegevoerd om het schrot te laten smelten. De meeste oxystaalconverters zijn echter niet uitgerust met voorzieningen om brandstof en zuurstof in de voor het schrotsmelten benodigde hoeveelheden door de bodem van de converter toe te voeren. Ook kunnen er bij een OBM converter problemen zijn om de brandstof en zuurstof in voldoende hoeveelheden door de tappen van de converter toe te voeren. Wanneer echter brandstof en zuurstof niet via de tappen worden toegevoerd dan wordt het kantelen van de converter belemmerd.

Uit EP 0 240 485 is het KVA proces bekend waarbij schrot in een schachtoven wordt gesmolten, daarna afgetapt en tenslotte in een converter geraffineerd. Dit proces vereist hoge investeringen voor de schachtoven en speciale voorzieningen voor de schrotaanvoer en voor het op temperatuur houden van het gesmolten schrot.

De uitvinding stelt zich ten doel een proces te verschaffen, waarbij in een normale oxystaalconverter, een grote, aan de behoefte aangepaste variabele schrotinzet mogelijk is zonder grote investeringen daarvoor.

Dit wordt bij de uitvinding bereikt door de combinatie van de stappen dat men - schrot inzet met een verhoogd procentueel gewichtsaandeel in de lading van meer dan 30% - extra brandstof in de converter brengt, en - het schrot smelt met de blaaslans in een positie, waarbij de blaaslans althans aanvankelijk tot onder het hoogste niveau van de lading en tot onder in de converter reikt en waarbij de door verbranding van brandstof gevormde verbrandingsgassen, alvorens door de opening in het boveneinde van de converter te ontwijken, in overwegend opwaartse richting door het schrot worden geleid, waarbij het schrot wordt voorverwarmd en gesmolten. Bij voorkeur zet men meer dan 35% schrot in.

Het voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is, dat in een normale oxystaalconverter volgens het LD/BOF proces hoge schrot-inzetpercentages kunnen worden toegepast die kunnen uiteenlopen van meer dan 30% schrot tot in principe 0% ruwijzer. Doordat de blaaslans in de lading reikt wordt de voor het voorwarmen en smelten benodigde warmte onder in de lading toegevoerd. De verbrandingsgassen doorstromen het zich in de converter bevindende schrot en .verwarmen dit op efficiënte wijze voor alvorens de smeltfase intreedt. De in de brandstof aanwezige koolstof voorkomt grotendeels de afbrand van ijzer. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een normale oxystaalconverter toegepast zonder dat daaraan aanpassingen noodzakelijk zijn. Bij enkele van de hierna te noemen voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding is een hulpmiddel nodig, dat het de blaaslans mogelijk maakt zonder belemmering in de met schrot gevulde converter op een voldoend lage stand te komen.

Samenvattend kunnen als voordelen van de uitvinding boven bekende processen worden genoemd: 1. De werkwijze volgens de uitvinding is in zeer korte tijd uitwisselbaar met het normale oxystaalproces.

2. Er is een grote flexibiliteit in de te kiezen schrot/ruwijzer-verhouding.

3. De uitvinding kan worden toegepast bij elk bedrijf dat over een normale oxystaalconverter beschikt.

4. Er zijn geen noemenswaardige investeringen vereist.

5. Er is een grote flexibiliteit in de brandstofkeuze; er is geen kolenvoorbereiding voor poederkool zoals bij het KS proces nodig.

Bij een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat het hulpmiddel een schermpijp die men, alvorens althans het schrot in de converter te laden, eerst in de converter plaatst, welke schermpijp zich uitstrekt van nabij de bodem van de converter tot nabij het boveneinde van de converter op een zodanige plaats in de converter dat, na het laden van het schrot in de converter met de converter in de blaasstand, de lans met enige speling in de converter kan worden neergelaten.

Bij deze voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding kan de gang van zaken bijvoorbeeld als volgt zijn: . Eerst wordt, in geval vaste brandstof wordt gebruikt, de brandstof geladen.

. Daarna wordt een schermpijp in de converter geplaatst, bijvoorbeeld als deze met de mond in de richting van het laadbordes staat. De schermbuis is/wordt aan de bovenzijde met een afsluit-prop afgesloten.

. Daarna wordt het schrot geladen.

. Nadat de afsluitprop is verwijderd» bijvoorbeeld weggebrand, daalt de lans in de smeltpositie, waarna de vaste brandstof onder toediening van zuurstof ontsteekt, de lading verwarmt en doet smelten. De schermpijp kan daarbij samensmelten met het schrot en deel gaan uitmaken van de lading.

Een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat derhalve de stappen dat: - men eerst een schermpijp in de converter plaatst op een zodanige plaats, dat met de converter in de blaasstand, de blaaslans met enige speling in de schermpijp in de converter kan worden neergelaten, - men vervolgens met de converter in de laadstand althans ruwijzer en schrot in de converter inzet met een verhoogd procentueel gewichtsaandeel schrot in de lading van meer dan 30%, maar bij voorkeur van meer dan 35%, - men vervolgens de converter in de blaasstand brengt en de blaaslans in de schermpijp neerlaat tot onder het hoogste niveau van het schrot in de converter, - men vervolgens het schrot smelt onder verbranding van extra brandstof waarbij de gevormde verbrandingsgassen, alvorens door de opening in het boveneinde van de converter te ontwijken, in overwegend opwaartse richting door het schrot worden geleid, waarbij het schrot wordt voorverwarmd en gesmolten.

Over de schermpijp kan onder meer het volgende worden gezegd: de schermpijp heeft een lengte, die ongeveer overeenkomt met de hoogte van de converter. De binnendiameter van de pijp is iets groter dan de buitendiameter van de lans. De schermpijp wordt in de juiste stand gehouden door afsteuning op bijvoorbeeld de bovenrand van de converterbemetseling. Deze afsteuning kan zijn uitgevoerd als het open- en sluitmechanisme van een paraplu. De schermbuis kan in een vrij horizontale stand van de converter worden geplaatst. Via een vergrendeling kan het openen van de "paraplu" met behulp van de zwaartekracht plaatsvinden. De schermpijp kan met de schrotkranen in de converter geplaatst worden. Bij voorkeur laat men de schermpijp op de bodem van de converter rusten en wordt de schermpijp bijvoorbeeld door centreringsmiddelen op de bodem van de converter gepositioneerd.

Alternatief kan men de schermpijp na het schrotladen, nadat de lans is neergelaten, maar voordat de lans wordt ontstoken, uit de converter verwijderen door hem op te halen, zodat de schermpijp opnieuw gebruikt kan worden. Hiervoor, maar ook om voortijdig smelten van de schermpijp te voorkomen, kan de schermpijp met vuurvast materiaal zijn bekleed bijvoorbeeld in de vorm van een opgespoten laag of in de vorm van ringstenen zoals bij een stop-stang.

Een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat hierin, dat men alvorens althans het schrot in de converter te laden eerst met de converter in de blaasstand de blaaslans in de converter neerlaat en dat men vervolgens met de converter in de blaasstand althans het schrot in de converter laadt. Het schrot-laden kan via een beschikbaar bunkersysteem of via de spleet tussen de converteropening en de afzuigkap plaatsvinden.Hierbij is er, daar de blaaslans bij het laden van meet af aan in de converter is neergelaten, geen schermpijp nodig. De bij het laden te volgen procedure wijkt echter af van de normale procedure.

Een derde voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat hieruit, dat men althans eerst schrot in de converter laadt, dat men vervolgens met behulp van een brander een kanaal in het in de converter geladen schrot aanbrengt van een zodanige grootte en diepte en op een zodanige plaats, dat daarin de blaaslans tot op de gewenste diepte in de lading in de converter kan reiken. De brander kan bijvoorbeeld een zuurstof/aardgasbrander of een thermietlans zijn, maar is bij voorkeur een plasmabrander. Het is gebleken dat men in schrot met behulp van een plasmabrander snel een kanaal kan smelten. De brander kan met een aparte lans in de converter gebracht worden, maar ook met behulp van een aangepaste blaaslans. Zelfs is het denkbaar dat de plasmabrander van onderen door de bodem van de converter wordt ingébracht, dit heeft echter nogal wat consequenties voor de constructie van de converterbodem. Verder is het mogelijk het kanaal met de normale blaaslans aan te brengen, waarbij voor de ontsteking een ontstekingshulpmiddel moet worden gebruikt.

De bij de uitvinding te gebruiken brandstof kan vast, vloedbaar of gasvormig zijn. Bij vaste brandstof in de vorm van stukgoed wordt deze deeluitmakend van de lading in de converter ingezet. Als vaste brandstof kan bijvoorbeeld kooks gebruikt worden van een stukgrootte zoals bijvoorbeeld parelkooks, die niet geschikt is voor ruwijzerfabricage en in een hoeveelheid van ongeveer K = 0,25 S - 0,04 RY, waarin K, S en RY de hoeveelheid kooks, schrot en ruwijzer in tonnen, die in de converter wordt ingezet. De kooks wordt bij voorkeur voor het schrot in de converter geladen en de blaaslans wordt eveneens bij voorkeur tot het niveau van de kooks in de converter neergelaten.

Bij gebruik van poedervormige, vloeibare of gasvormige brandstof wordt deze bij voorkeur tijdens het blazen met behulp van de blaaslans in een speciale uitvoering van een type bekend onder oxyfuel-lans in de converter gebracht.

Bij voorkeur wordt tevens eerst een beperkte hoeveelheid rüwijzer geladen meer hij voorkeur in een hoeveelheid van ten minste 10% om de ontsteking van de brandstof en het smelten van het eerste schrot te bevorderen.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 toont schematisch de processtappen hij een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. ·

Fig. 2 toont schematisch de processtappen bij een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. 3 toont schematisch de processtappen bij een derde voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. IA toont de inzetfase waarin een converter 1 in de laadstand met een schrotbak 2 geladen worden. 3 is een inrichting voor het af voeren van het gas dat tijdens het blazen uit de converter 1 ontwijkt. In fig. IA is de converter reeds bijna geheel gevuld met rüwijzer (niet getoond), kooks (niet getoond) en schrot 4. In de converter is een schermpijp 5 geplaatst, die rust op de bodem van de converter en die zich tot nabij het boveneinde van de converter uitstrekt.

In fig. 1B staat de converter 1 in de blaasstand en is de blaaslans 6 in de schermpijp 5 tot onder in de converter neergelaten.

Fig. 1C toont de smeltfase waarin het schrot 4 door verbrandingsgassen wordt opgewarmd en gesmolten. Onder in de converter heeft zich gesmolten schrot 7 vermengd met rüwijzer verzameld. De schermpijp is reeds in het schrot opgegaan.

In fig. 1B wordt de lading geraffineerd en oververhit met de blaaslans 6.

In fig. IE wordt de converter getapt.

Fig. 2A toont de eerste fase van de tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij de blaaslans 6 met de converter 1 in de blaasstand in de lege converter is neergelaten.

Vervolgens wordt volgens fig. 2B de converter met behulp van een speciale schrotlaadinrichting omvattende een goot 8 en mobiele elektromagneet 9 geladen met schrot 4. De overige stappen van deze voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze komen overeen met de figuren 1C, D en E.

Fig. 3A toont de eerste fase van de derde voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de converter 1 in de laadstand met schrotbak 2 met schrot 4 wordt geladen.

Vervolgens wordt met behulp van een brander (niet getoond) in Fig. 3B een met 10 aangegeven kanaal in het in de converter geladen schrot 4 aangebracht, waarin de blaaslans 6 tot op de gewenste diepte in de lading van de converter kan reiken. De overige stappen van deze voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze komen overeen met de figuren 1C, D en E.

Claims (21)

1. Werkwijze voor het ladingsgewijs vervaardigen van staal in een oxystaalconverter, die een laadstand en een blaasstand kan innemen, waarbij men een lading omvattende schrot in de converter inzet waarbij men vervolgens het schrot smelt en de lading raffineert met zuurstof die in hoofdzaak met behulp van een blaaslans, die door een opening in het boveneinde van de converter in de converter reikt, in de converter wordt gebracht, en waarbij men tenslotte het staal uit de converter tapt, gekenmerkt door de combinatie van de stappen: - dat men schrot inzet met een verhoogd procentueel gewichts-aandeel in de lading van meer dan 30% - dat men extra brandstof in de converter brengt, en - dat men het schrot smelt met de blaaslans in een positie, waarbij de blaaslans althans aanvankelijk tot onder het hoogste niveau van de lading en tot onder in de converter reikt en waarbij door verbranding van de brandstof gevormde verbrandingsgassen, alvorens door de opening in het boveneinde van de converter te ontwijken, in overwegend opwaartse richting door het schrot worden geleid, waarbij het schrot wordt voorverwarmd en gesmolten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men meer dan 35% schrot inzet.

3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men alvorens althans het schrot in de converter te laden eerst een schermpijp in de converter plaatst, die zich uitstrekt van nabij de bodem van de converter tot nabij het boveneinde van de converter op een zodanige plaats in de converter dat na het laden van het schrot in de converter, met de converter in de blaasstand, de lans met enige speling in de schermpijp in de converter kan worden neergelaten.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men althans tijdens het schrotladen de bovenzijde van de schermpijp afdekt.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat men middelen toepast om de sehermpijp althans bij het schrotladen op zijn plaats te houden.

6. Werkwijze volgens een van de conclusies 3 t/m 5, met het kenmerk, dat men alvorens het schrot te smelten de sehermpijp uit de converter verwijdert.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 3 t/m 6, met het kenmerk, dat men een sehermpijp toepast, die met vuurvast materiaal is bekleed.

8. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men alvorens althans het schrot in de converter te laden eerst met de converter in de blaasstand de blaaslans in de converter neerlaat en dat men vervolgens met de converter in de blaasstand althans het schrot in de converter laadt.

9. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men althans eerst schrot in de converter laadt, dat men vervolgens met behulp van een brander een kanaal in het in de converter geladen schrot aanbrengt van een zodanige grootte en diepte en op een zodanige plaats, dat daarin de blaaslans tot op de gewenste diepte in de lading in de converter kan reiken.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat met een kanaal in het in de converter geladen schrot aanbrengt met behulp van een plasmabrander.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat men een kanaal in het in de converter geladen schrot aanbrengt met behulp van de blaaslans, die van de brander is voorzien.

12. Werkwijze volgens een van de de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de extra brandstof, die in de converter wordt gebracht, deel uitmaakt van de lading die in de converter wordt ingezet.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de extra brandstof kooks is.

14. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men v66r het laden van het schrot eerst kooks in de converter laadt.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat althans aanvankelijk de blaaslans tot het niveau van de kooks in de converter reikt.

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 — 11, met het kenmerk, dat men de extra brandstof met behulp van de blaaslans toevoert met behulp van een blaaslans van een type oxyfuel-lans.

17. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men tevens een beperkte hoeveelheid ruwijzer laadt.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat men eerst ruwijzer laadt.

19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat men ruwijzer laadt met een procentueel gewichtsaandeel in de lading van ten minste 10%.

20. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men voorverwarmd schrot in de converter inzet.

21. Werkwijze voor het ladingsgewijs vervaardigen van staal in een oxystaalconverter, die een laadstand en een blaasstand kan innemen, waarbij men een lading omvattende schrot in de converter inzet waarbij men vervolgens het schrot smelt en de lading raffineert met zuurstof die in hoofdzaak met behulp van een blaaslans, die door een opening in het boveneinde van de converter in de converter reikt, in de converter wordt gebracht, en waarbij men tenslotte het staal uit de converter tapt, met het kenmerk, dat - men eerst een schermpijp in de converter plaatst op een zodanige plaats, dat met de converter in de blaasstand, de blaaslans met enige speling in de schermpijp in de converter kan worden neergelaten, - men vervolgens met de converter in de laadstand althans schrot in de converter inzet met een verhoogd procentueel gewichtsaandeel schrot in de lading van meer dan 30%, maar bij voorkeur van meer dan 35%, - men vervolgens de converter in de blaasstand brengt en de blaaslans in de schermpijp neerlaat tot onder het hoogste niveau van het schrot in de converter, - men vervolgens het schrot smelt onder verbranding van extra brandstof waarbij de gevormde verbrandingsgassen, alvorens door de opening in het boveneinde van de converter te ontwijken, in overwegend opwaartse richting door het schrot worden geleid, waarbij het schrot wordt voorverwarmd en gesmolten.