NO153860B - Fremgangsmaate for regulering av temperaturen i en smelte ved pneumatisk raffinering av staal. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt raffinering

av stål og mer spesielt pneumatisk intrabadraffinering ("sub-surface pneumatic refining") av karbon- og lavlegeringsstål, hvori temperaturen i smeiten reguleres under raffineringen slik at den ønskede tappetemperatur oppnås'ved slutten av raffineringsperioden.

Det er i teknikken kjent en rekke pneumatiske intrabad-stålraffineringsprosesser, f.eks. AOD-, CLE-, OBM-, Q-BOP-

og LWS-prosessene.. <

Illustrerende for disse prosesser er US-PS 3.252.790, 3.867.135, 3.706.549, 3.930.843 og 3.844.768.

Uttrykket "pneumatisk intrabadraffinering", slik det benyttes i beskrivelse og krav er ment å bety en prosess der dekarbonisering av smeiten oppnås ved injeksjon under over-flaten av oksygengass, alene eller kombinert med en eller flere gasser valgt blant argon, nitrogen, ammoniakk, damp, karbonmonoksyd, karbondioksyd, hydrogen, metan eller en gass av et høyere hydrokarbon. Gassene kan blånes inn i smeiten i henhold til diverse . blåseprogrammer avhengig av den kvalitet av stål som fremstilles og av de spesielle gasser som benyttes.i kombinasjon med oksygen. I tillegg til dekarburisering tillater denne intrabadraffinering også at smeiten blir avsvovlet, defosforisert og avgasset. Videre kan raffineringsperioden slutte med visse ferdiggjøringstrinn, slik som kalk- og legeringstilsetninger for å redusere de oksyderte legerende elementer og for å danne et basisk slagg, slik som tilsetning av legerende elementer for å justere smelte-sammensetningen i den hensikt å oppfylle visse smeltespesi-

fikasjoner.

Smeiten oppvarmes i og med den eksoterme oksydasjons-reaksjon som inntrer under dekarburiseringstrinnet i raffineringsperioden, men den avkjøles heller hurtig under sluttbehandlingstrinnet fordi tilsetningene av kalk og legeringselementer er endoterme og det faktum at det ikke lenger inntrer eksoterme reaksjoner.

Pneumatisk intrabadraffinering, vanligvis i denne teknikk kalt "blåsing", gir vanligvis et eller flere av de følgende resultater: dekarburisering, desoksydasjon, avsvovling og avgassing. For å oppnå disse resultater er det nødvendig å frembringe tilstrekkelig oksygen til å brenne ut karbon til det ønskede nivå (dekarburisering), og gi tilstrekkelig spylegass til grundig å blande de oksyderende tilsetninger til smeiten og for å oppnå god gjensidig påvirkning mellom slagg og metall (desoksydasjon), og oppnå et basisk slagg (for avsvovling) og å tilby tilstrekkelig spylegass til å sikre at de lave nivåer for hydrogen og nitrogen oppnås i smeiten (avgassing).

Pneumatisk raffinering har to motstridende tempera-turfaktorer. En faktor er at det må oppnås en tilstrekkelig høy temperatur ved den eksoterme reaksjon til å tillate at de endoterme skritt kan utføres mens man holder temperaturen i smeiten tilstrekkelig høy for uttapping. Den andre faktor er at topptemperaturen som oppnås i raffineringsbehblderen må holdes lavere enn en som vil forårsake utstrakt skade på beholderens ildfaste foring.

Alle de ovenfor angitte pneumatiske intrabadprosesser lider av den felles vanskelighet med å oppnå total raffinering av smeiten mens man holder tilstrekkelig høy temperatur til å tillate tapping av smeiten ved slutten av raffineringsperioden. For å overvinne dette problem er det vanlig prak-

sis i denne teknikk igjen å blåse smeiten med oksygen for derved å danne varme ved eksoterm oksydasjon av karbon og metalliske elementer i smeiten.

Selv om foreliggende oppfinnelse kan anvendes på alle

de ovenfor angitte pneumatiske intrabadraffineringsprosesser vil oppfinnelsen for hensiktsmessighetens skyld beskrives

og illustreres under henvisning til argon-oksygendekarburiser-ingsprosessen, den såkalte AOD-prosess. i

Den prinsipielle AOD-raffineringsprcjisess er beskrevet

i US-PS nr. 3.752.790. En forbedring av de'nne prosessen i forbindelse med en programmert blåsing av gassene er beskrevet i US-PS nr. 3.046.107. Bruken av nitrogen'i kombinasjon med argon og oksygen for å oppnå på forhånd bestemte nitrogen-innhold er beskrevet i US-PS nr. 3.754.894. En modifikasjon av AOD-prosessen er også vist i US-PS nr. 3.867.135 der man benytter damp eller ammoniakk kombinert med oksygen for å raffinere smeltet metall.

Ved bruken av "årgon-oksygendekarburisering" eller "AOD" i foreliggende beskrivelse og krav er det ment en prosess for raffinering av smeltede metaller og legeringer i en raffineringsbeholder utstyrt med minst et neddykket ut-blåsningsrør, omfattende (a) injisering til smeiten gjennom nevnte rør en oksygenholdig gass inneholdende opp til 90%

av en fortynningsgass, idet fortynningsgassen virker til å redusere partialtrykket for karbonmonoksyd i gassboblene som dannes under dekarburiseringen av smeiten og/eller å forandre matehastigheten for oksygen til smeiten uten vesentlig å forandre den totale injiserte gass-strømnings-mengde, og deretter (b) å injisere en spylegass til smeiten gjennom rørene, idet denne gass bevirker fjerning av uren-heter fra smeiten ved avgassing, desoksydering, flyktiggjøring eller ved flottering av urenhetene med etterfølgende inn-fanging eller reaksjon med slagget. Eventuelt kan prosessen benytte en oksygenholdig.gass-strøm omgitt av en ringstrøm av et beskyttende fluid som bevirker beskyttelse av slangene og den omgivende ildfaste utforing fra for stor slitasje.

De brukbare fortynningsgasser inkluderer argon, helium, hydrogen, nitrogen, karbonmonoksyd, karbondioksyd, damp eller en hydrokarbongass; argon er foretrukket. Brukbare spyle-gasser er argon, helium, nitrogen og damp, også her er argon foretrukket. Brukbare beskyttende fluider inkluderer argon, helium, hydrogen, nitrogen, karbonmonoksyd, karbondioksyd, damp eller et hydrokarbonfluid, og også her er argon foretrukket.

Under raffineringsperioden blir temperaturen i smeiten påvirket av de faktorer som utgjør varmetap og de som utgjør varmegevinster.

I raffineringsbeholderen er varmen nødvendig for å:

(1) å heve temperaturen i smeiten fra chargeringstempe-raturen til tappetemperaturen, (2) oppløsning av kalk så vel som legeringer, skrap eller andre tilsetninger under raffineringen, (3) erstatte varmetapet fra smeiten til omgivelsene under den totale raffineringsperiode (dvs. under inertgass-omrøring, blåsing, reduksjon og stans).

Varme tilføres under raffineringsperioden kun ved de eksoterme reaksjoner som inntrer under raffineringen. Disse inkluderer oksydasjon av karbonet (dekarburisering), silisiumi og andre metalliske bestanddeler i smeiten slik som f.eks. jern, krom, mangan osv.

Når en stålsmelte raffineres i en relativt stor beholder er varmetapet pr. tonn smelte relativt lite. Som et resul-tat vil varme som innvinnes fra de eksoterme oksydasjoner av karbon, metalliske bestanddeler og silisium kunne oppveie varmetapet. Hvis imidlertid stålet raffineres i en liten beholder, vil størrelsesorden for varmetapet pr. tonn smelte være så stort at varmeproduksjonen ved oksydasjon ikke vil oppveie varmetapene. Dette resulterer i raffinerte smelter hvis temperatur ligger under den ønskede tappetemperatur. Dette problem er generelt overvunnet i den kjente teknikk

ved å blåse smeiten igjen med en oksygenholdig gass for å oppnå mer varme og således for å heve temperaturen i smeiten til den ønskede tappetemperatur. En slik etterblåsing er imidlertid uønsket fordi den krever ytterligere tid, krever bruk av ytterligere oksygen og forårsaker uønsket oksydasjon av de metalliske elementer i smeiten, noe som gjør den totale raffinering ineffektiv og også ugunstig påvirker metallets kvalitet.

Det ville ved første øyekast synes mulig å løse problemet med lav tappetemperatur ved å øke størrelsesorden av varmegevinst-faktorene og/eller å redusere størrelsesorden av varmetapfak-torene slik de er nevnt ovenfor for å bidra til den totale varme-balanse. En nærmere undersøkelse av dette problem viser imidlertid at dette ikke er praktisk for små beholdere.

Hvis karbon skulle tilsettes for å øke mengden som er tilgjengelig for oksydasjon ved konstant oksygenblåsehastighet, vil varmetapet også øke. Således vil nettovirkningen av å oksydere ytterligere karbon enten være ingen varmegevinst eller et varmetap. Fordi det er uønsket å miste de metalliske elementer fra smeiten er således en økning av den metalliske oksydasjon uønsket. Videre vil en tilstrekkelig økning i metall-oksydasjonen av karbonstål og lavlegeringsstål resultere i høye metalloksydnivåer i.slagget> noe som er ugunstig for levetiden for den ildfaste foring.

Hvis silisium tilsettes for å øke mengden som er tilgjengelig for oksydasjon, ville det bli en netto varmeøkning under raffineringen. Jo mer silisium som tilsettes til smeiten, medfører imidlertid en tilsvarende tilsetning av kalk for å nøytralisere silisiumdioksyd i slagget. Tilsetningen av ekstra kalk er endoterm og således er nettovirkningen liten og derfor upraktisk for økning av temperaturen i smeiten.

Det er kjent at tilsetning av aluminium til smeiten

vil danne varme ved oksydasjon. Videre har tilsetning av aluminium diverse fordeler i forhold til silisium for å oppnå varme i smeiten. Aluminium krever mindre oksygen enn silisium pr. frigjort varmeenhet og krever også mindre kalk enn sili-

sium gjør for å danne et basisk avsvovlende slagg. Hvis man således skulle erstatte silisium med aluminium i smeiten, ville man oppnå en større netto varmeøkning. Bruken av aluminium for å oppnå varme forårsaker imidlertid problemer med de ildfaste foringer fordi når en stålsmelte (som vanlig-

vis inneholder karbon, mangan, silisium, krom, nikkel og molybden) blåses med en oksygenrik gassblanding, vil oksygen alltid reagere først med aluminium. Hvis således tilstrekke-

lig aluminium tilsettes for å danne tilstrekkelig varme til å tillate etterfølgende raffinering, vil så å si alt oksyderes før noe karbon, silisium eller annet metall oksyderes, noe som resulterer i temperaturer langt over de som tillates for ikke å oppnå foringsnedbrytning. Når det gjelder typiske ildfaste materialer som benyttes i AOD-beholdere, er den tillatelige temperaturtopp ca. 1725°C.

Gjenstand for oppfinnelsen er å frembringe en fremgangsmåte for å regulere temperaturen i smeiten under pneumatisk intrabadraffinering av karbonstål eller lavlegeringsstål,

som vil tillate at den ønskede tappetemperatur oppnås uten behov for etterblåsing og uten temperaturer så høye at de vil forårsake utstrakt skade på ildfaste foringer.

En annen gjenstand for oppfinnelsen er å frembringe en fremgangsmåte for å regulere temperaturen i smeiten under AOD-raffinering av karbonstål eller lavlegert stål, som tillater at den ønskede tappetemperatur oppnås uten behov for etterblåsing og uten de tidligere nevnte forhøyede temperaturt _ for den ildfaste utforing.

De ovenfor nevnte og andre gjenstander slik de vil fremgå for fagmannen oppnås ved foreliggende oppfinnelse som omfatter: en fremgangsmåte for regulering av temperaturen i en karbonstål- eller lavlegeringsstålsmelte under pneumatisk intrabadraffinering ved tilsetning av et hurtigoksyderende element og et langsomt oksyderende element til smeiten, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at temperaturen i smeiten bringes til i det vesentlige tappetemperatur før oppstart av raffineringsperioden og holdes ved denne temperatur i raffineringsperioden, ved at det til smeiten før det er gjennomført noen vesentlig raffinering tilsettes både nevnte hurtigoksyderende element og nevnte langsomt oksyderende element, idet det hurtigoksyderende element er tilstede i en mengde som gir varme til smeiten i det vesentlige ekvivalent med det som tilveiebringes ved

vekt% Al = netto varmetap under raffineringen uttrykt i °C

157

og at det langsomt oksyderende element er tilstede i en mengde

som gir varme til smeiten i det vesentlige ekvivalent med det som tilveiebringes av vekt% Si der prosent Si er fra 0,5 til 0,75 av vekt% C,

og hvor C er karbonet.som skal fjernes fra smeiten under dekarburisering.

Den ønskede dekarburiseringstemperatur er den temperatur ved hvilken nedbrytningen eller slitasjen på ildfaste foringer er tolererbar og.over hvilken den er for stor. Uttrykket "hurtig oksyderende element", slik det benyttes i foreliggende beskrivelse og krav er ment å inkludere de elementer hvis oksydasjon er termodynamisk begunstiget i forhold til karbon ved stålfrémstillingstemperaturer, som har en høy varmefrigjøring pr. oksygenenhet (dvs. større enn 9790 kcal pr. normal m 3 oksygen), hvis oksyd ikke er sterkt surt i vanlige stålfremstillingsslagg (slik f.eks. silisiumdioksyd er) og hvis damptrykk ikke. er vesentlig større enn det for jern. Aluminium og zirkonium er illustrerende for hurtig oksyderende elementer. Aluminium er det foretrukne hurtig oksyderende element for bruk ifølge oppfinnelsen. Aluminium kan tilsettes som aluminiummetall, eller som en hvilken som helst jernholdig aluminiumslegering.

Ved.bruk av uttrykket "langsomt oksyderende element"

i beskrivelse og krav er ment de elementer: hvis oksydasjon termodynamisk er lik den for karbon ved stålfrémstillingstemperaturer og ved det partialtrykk for karbonmonoksyd man har under pneumatisk intrabadraffinering, og hvis varme som frigjøres ved oksydasjonen sammen med den for oksydasjonen av karbon i.det vesentlige er lik de stabile varmetap under dekarburiseringsperioden. Silisium og vanadium er illustrerende for slike elementer. Silisium er det foretrukne element for bruk ifølge oppfinnelsen. Silisium kan tilsettes som silisiummetall eller ferrosilisium, ferromangansilisium, ferrokrom-silisium eller en hvilken som helst ferrolegering-holdig silisiumforbindelse.

Den foretrukne pneumatiske prosess er argon-oksygen-dekarburiseringsprosessen, den såkalte AOD-prosess.

Figur 1 er et diagram som viser en typisk tid-tempera-turkurve for en stålsmelte opprettet ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen omfatter bruk av et hurtig oksyderende element kombinert med bruk av et langsomt oksyderende element. I den foretrukne gjennomføring av oppfinnelsen blir silisium og aluminium tilsatt før raffineringen begynner. Det er åpen-bart at silisium- og aluminiumbrennstoffer også kan tilsettes under de tidlige trinn i den raffinerende oksygenblåsing. De kan tilsettes separat eller i kombinasjon og enten før eller etter at det smeltede metall chargeres til raffineringsbeholderen. I enkelte tilfeller kan et eller begge av elementene allerede være tilstede i smeiten. I slike tilfeller må det eventuelt foretas tilsetninger for å bringe den totale mengde av hvert element opp til det som er nødvendig ifølge oppfinnelsen. Beregninger for bestemmelse av mengden av elementene som skal tilsettes, forklares nedenfor.

Figur 1 viser en typisk temperaturprofil for en smelte av karbonstål raffinert i en 4,5 tonn beholder i henhold til oppfinnelsen, hvori karbonnivået i smeiten er redusert 0,40% ved AOD-prosessen under anvendelse av et argon-oksygenforhold på 1:3, ved blåsing og den totale mengde på 4,2 normal m 3/min. Under slike omstendigheter er 30 kg aluminium og 14 kg silisium nødvendig for å danne den nødvendige varme i henhold til oppfinnelsen. Den del av kurven som er merket med A viser at hvis temperaturen i smeiten etter chargering til, raffineringsbeholderen er 1550°C, vil den øke i temperatur til omtrent 1725°C i løpet av ca. 6 minutter i løpet av hvilken tid oksydasjonen av aluminium gir den varme som er nødvendig . for å heve temperaturen i smeiten til toppen eller den ønskede dekarburiseringstemperatur. Den del av kurven som er merket B viser den del av raffineringsperioden der dekarburisering inntrer. Dvs. den periode under hvilken karbon- og silisium-oksydasjon så vel som oksydasjon av små mengder metaller,

gir varme ved oksydasjon i et tidsrom i løpet av ca. 9 minutter. Den siste del av kurven merket C og som representerer sluttbehandlingstrinnet av raffineringsperioden tar ca.

16 minutter. Dette er den periode i løpet av hvilken reduksjonsblandingen (inkludert kalk hvis ikke tilsatt tidligere) legerende elementer eller andre tilsetninger til smeiten foretas. Avsvovling og avgassing kan også skje i denne periode av raffineringen. Det skal bemerkes at ved slutten av dette tidsrom er temperaturen ca. 1620°C, noe som er tilstrekkelig høyt for tapping. Vanlige tappetemperaturer som er ønskelige for karbon- og lavlegeringsstål ligger innen området 1540 - 1680°C, avhengig av type stål så vel som det neste trinn i stålfremstillingsprosessen, noe som igjen avhenger av sluttanvendelsen for stålet så vel som fabrikk-praksis.

For å oppnå de optimale resultater ved gjennomføring

av oppfinnelsen er det nødvendig å bestemme så nøyaktig som mulig mengden av langsomt oksyderende element som er nødvendig for å holde driftstopptemperaturen. Mengden silisium, det foretrukne langsomt oksyderende element, som er nødvendig for å holde temperaturen under dekarburiseringen avhenger av mengden karbon som skal fjernes. Hvis det slik det vanligvis er tilfellet, skal fjernes 0,40 - 0,60% karbon er det funnet at 0,30% Si i det vesentlige vil holde temperaturen. Denne mengde er brukt i eksemplene som følger. Hvis mer karbon skal fjernes, økes mengden silisium proporsjonalt.

Den følgende forklaring av varmebalanseberegningene vil lette forståelsen av oppfinnelsen så vel som eksemplene som følger. For hensiktsmessighetens skyld er alle varmebalanse-uttrykk beregnet som forskjeller i smeltetemperaturen.

De følgende fem faktorer tas med i betraktningen for å beregne varmetilførselen som er nødvendig for å erstatte varmetapet i smeiten: (1) Den varme som er nødvendig for å heve temperaturen i smeiten fra chargeringstempératuren til >tappetemperaturen angitt A(°C) (2) Den varme som er nødvendig for ,å oppløse kalken angitt som B(°C)

Mengden % Si representerer den totale vekt-% andel silisium, det silisium som er chargert til beholderen, det som tilsettes for brenning og det som tilsettes for reduksjon. Mengden silisium som chargeres, justeres ved den silisiummengde som tilsettes som brennstoff til å være det som er nødvendig som langsomt oksyderende element, f.eks. 0,30% Si for en dekarburisering på 0,40 - 0,60%.

Faktoren 112 °C/% Si beregnes fra metallurgisk termodynamikk og den ønskede slaggkjemi. Med dette menes at man på erfaringsbasis i beregningen innfører kjente faktorer, avveiet for å beregne den mengde varme som f.eks.

(1) trenges for å oppløse kalk i nærvær av silisium,

(2) trenges for å oppløse legerende additiver,

(3) frigis når karbon oksyderes, eller

(4) frigis når metalliske komponenter oppløses.

En 1% kalktilsetning vil avkjøle et stålbad 26°C. For å oppnå et basis avsvovlingsslagg må 4,3% kalk tilsettes for hver prosent silisium som oksyderes.

(3) Den varme som er nødvendig for å erstatte varmetapet under dekarburisering, angitt C(°).

Tiden t representerer lengden av oksygenblasingen som er nødvendig for å oksydere den ønskede mengde karbon pluss den for silisiumbrennstoffet pluss de forventede metaller. Denne beregnes fra smeltekjemien og blåsehastigheten. Faktoren 7°C/min. bestemmes empirisk for den spesielle beholder, her en 4,5 tonn AOD-beholder. Den empiriske bestemmelse skjer ved å måle temperaturen i smeiten før og etter en inertgassblåsing med målt tid og samme totale strømningshastighet som under dekarburisering. (4) Den varme som er nødvendig for å erstatte varmetap under inertgassomrøring og stans D (°C) bestemmes empirisk for hver beholder. Denne bestemmelse skjer fra tidligere forsøk med en spesiell beholder som arbeider under samme betingelser. Det er temperaturtapet fra begynnelsen av reduksjons-omrøringen til slutten av raffineringen, idet man antar at det ikke skjer ytterligere større tilsetninger.

D = 95°C.

Mengden 95°C representerer den 4,5 tonn AOD-beholder som benyttes i dette eksempel.

(5) Den varme som er nødvendig for å oppløse legerings- og skraptilsetninger, her angitt E(°C).

Mengden (% Z) angir prosentandelen av smeltet vekt tilsatt som additiver under raffineringen (f.eks. ferromangan). Faktoren 19°C/% tilsetning oppnås fra metallurgisk termodynamikk (se ovenfor).

Individuelle kjøleeffekter av forskjellige ferroleger-inger og skraptilsetninger er beregnet (f.eks. FeNi 18°C/%, HCFeMn 22°C/%, skrap 19°C/%). En representativ verdi for vanlig tilsetning på 20°C/% er valgt.

Varmen som tilføres ved eksoterme oksydasjoner av karbon, silisium og andre metaller beregnes som følger:

der Sc (°C) er den varme som oppnås ved oksydasjon av karbon.

Mengden (A % C) representerer den ønskede forandring

i karboninnholdet. Faktoren 100°C/%C er oppnådd fra den metallurgiske termodynamikk, (se ovenfor),,og representerer den varme som frigis ved oksydasjon av karbon oppløst i et stålbad ved hjelp av gassformig oksygen til karbonmonoksyd.

der Sm (°C) er den varme som oppnås ved oksydasjon av metallene og %M representerer den forventede mengde metaller som oksyderes under blåsingen og som bestemmes empirisk for den angjeldende kvalitet. Faktoren 82°C/% metaller er oppnådd ved metallurgisk termodynamikk (se ovenfor), og representerer den gjennomsnittlige varmemengde som frigis ved oksydasjon ved hjelp av gassformig oksygen til det mest stabile metalloksyd ved oksydasjon av Fe, Mn og Cr.

hvor Sc. ( C) representerer varme som produseres ved oksydasjon av silisium.

Mengden (% Si) representerer den kombinerte mengde av silisium som omdannes og som tilsettes som brensel. Denne mengde bestemmes slik at den tilfredsstiller oppfinnelsens kriterier. Faktoren 300°C/% Si er oppnådd ved metallurgisk termodynamikk, (se ovenfor), og representerer varmen som frigis ved oksydasjon av silisium oppløst i stålbadetved gassformig oksygen til silisium.

De følgende eksempler skal belyse oppfinnelsen nærmere.

Eksempel 1

En smelte av AISI (American Iron and Steel Institute) 1025 stål ble laget ved å chargere 4625 kg smeltet stål ved 1585°C til en 5 ("short") tonn AOD-beholder. Den ønskede tappetemperatur er 1620°C. Den eneste ikke-brenseltilsetning som er nødvendig under blåsingen er 36 kg ferromangan med høyt karboninnhold som ble tilsatt til smeiten for å tilfredsstille mangankravene. Dermed ble det også tilsatt 0,05% C til badet. Analysen av den chargerte smelte var 0,60% C, 0,12% Si,0,32% Cr. Karbonmålet var 0,20%. Tatt i betraktning legeringstilsetningene er A %c lik 0,45%. Fordi 0,30% Si som brennstoff er nødvendig, tilsettes 11 kg 75% ferrosilisium. For dette kromnivået forventes 0,25% metallisk oksydasjon. Varmebalansen beregnes derfor som følger: Varme_tagt^

Tallet 11 minutter beregnes fra den støkiometriske mengde oksygen som er nødvendig for å oksydere karbonet, silisiumbrennstoffet og metaller antatt etter 7°C/min. stabilt varmetap under blåsingen og en oksygentilførsel på 3,1 normal

3

m /min.

D = 95°C

Tallet 95°C er basert på empiriske data for denne spesielle beholder, slik det er forklart ovenfor.

Summen av varmetapet er 2 6 6°C.

Varme_op_p_nådd^

Forskjellen mellom summen av varme som er tapt og varme som er oppnådd er 266 - 155°C = 111°C, noe som må oppnås ved oksydasjon av aluminium. For å oppnå den mengde aluminium som gir de nødvendige 111°C varme, blir 111 dividert med 157,

I oooou noe som representerer temperaturen som dannes når 1% aluminium oksyderes, tatt i betraktning stabile varmetap under aluminium-oksydasjonen og den kalktilsetning som er nødvendig for å danne et basisk slagg med den dannede aluminiumoksyd. Denne beregning antyder at 111 dividert med 157 = 0,72% aluminium eller 33 kg skal tilsettes.

For å gjennomføre prosessen ifølge oppfinnelsen ble

33 kg aluminium tilsatt til beholderen for å danne varme for å oppnå den ønskede topptemperatur i området 1700° - 1725°C,

og det ble tilsatt 11 kg FeSi for å holde denne temperatur under dekarburiseringen. Det ble oppnådd en raffinert smelte med en tappetemperatur på 1620°C.

Eksemp_el_2

En 4300 kg smelte av WC6 (ASTM (American Society for Testing and Materials) A217-75) stål ble chargert til AOD-beholderen ved 1580°C. Den ønskede tappetemperatur var 1630°C. Analysen av chargen var: 0,60 C, 0,18% Mn, 0,11% Si, 0,44% Cr, 0,44% Mo. De følgende tilsetninger ble foretatt under blåsingen for å bringe analysen til spesifikasjonskrav: 28 kg ferromangan med høyt karboninnhold, 23 kg kromcharge, 4 kg molybdenoksyd. Tatt i betraktning det ønskede karbonmål på 0,20% og legeringstilsetningene var A % C 0,47. Basert på denne mengde er 0,30% Si nødvendig og således ble 8 kg silisiummetall tilsatt. For dette kromnivå, var 0,40% metallisk oksydasjon å forvente. Varmebalansen er som følger: Y5£ me._£ap_t^

Forskjellen mellom summen av varme tapt og varme inn-tjent er 296 - 170°C = 126°C. Den nødvendige mengde aluminium for å gi denne varme er således 126 t 157 = 0,80% Al. Dette representerer den temperatur som oppnås når 1% Al oksyderes tatt i betraktning stabile varmetap og kalktilsetning. Denne beregning antyder at 0,80% Al eller 34 kg bør tilsettes. 34 kg aluminium ble tilsatt til chargen før oksydasjonsblåsingen for å heve badtemperaturen til 1725°C og 37 kg metallisk silisium ble tilsatt for å holde temperaturen under dekarburiseringen. Smeiten som var innenfor spesifikasjonene ble tappet ved 1630°C og krevet ingen fornyet blåsing.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for regulering av temperaturen i en karbonstål- eller lavlegeringsstålsmelte under pneumatisk intrabadraffinering ved tilsetning av et hurtigoksyderende element og et langsomt oksyderende element til smeiten, karakterisert ved at temperaturen i smeiten bringes til i det vesentlige tappetemperatur før oppstart av raffineringsperioden og holdes ved denne temperatur i raffineringsperioden, ved at det til smeiten før det er gjennomført noen vesentlig raffinering tilsettes både nevnte hurtigoksyderende element og nevnte langsomt oksyderende element, idet det hurtigoksyderende element er tilstede i en mengde som gir varme til smeiten i det vesentlige ekvivalent med det som tilveiebringes ved

   og at det langsomt oksyderende element er tilstede i en mengde som gir varme til smeiten i det vesentlige ekvivalent med det som tilveiebringes av vekt% Si der prosent Si er fra 0,5 til 0,75 av vekt% C,

   og hvor C er karbonet som skal fjernes fra smeiten under dekarburisering.