NO743951L

NO743951L -

Info

Publication number: NO743951L
Application number: NO743951A
Authority: NO
Inventors: Crawford Brown Murton
Original assignee: Crawford Brown Murton
Priority date: 1973-11-05
Filing date: 1974-11-04
Publication date: 1975-06-02
Also published as: AR203661A1; ZA746415B; BE821264A; NL7413799A; US3904399A; FR2249956A1; ES431671A1; FR2249956B1; BR7408753A; CA1042215A; LU71234A1; JPS5075515A; DE2452158A1; AU7423074A; RO68039A; SE7413887L; IN140315B; GB1495723A; IT1025337B

Abstract

Fremgangsmåte for raffinering av råjern til stål.Procedure for refining pig iron to steel.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for raffinering av smeltet ferrometall, og er særlig anvendelig i forskjellige former for raffinering av smeltet ferrometall til raffinert stål. The present invention relates to a method for refining molten ferrous metal, and is particularly applicable in various forms for refining molten ferrous metal into refined steel.

Det er kjent å raffinere smeltet ferrometall, såsom stål, ved It is known to refine molten ferrous metal, such as steel, by wood

innføring av en blest av luft og/eller oksygen i det smeltete metall. introducing a blast of air and/or oxygen into the molten metal.

Slike fremgangsmåter er basert på oksydasjons-reaksjoner med elementer og urenheter i det smeltete metall for å minske eller eliminere dem. Dessuten er det blitt tilsatt andre forbindelser, såsom damp og/eller hydrokarboner til luften eller oksygenet av forskjellige årsaker, blant annet for å øke levetiden til blåserøret hvormed luften eller oksygenet innføres. ■ Such methods are based on oxidation reactions with elements and impurities in the molten metal to reduce or eliminate them. In addition, other compounds, such as steam and/or hydrocarbons, have been added to the air or oxygen for various reasons, including to increase the life of the blowpipe through which the air or oxygen is introduced. ■

De største ulemper med innføringen av forbindelser som inneholder hydrogen, i reaksjonssonen for metallet som raffineres, såsom stål, er at. det resulterende stål har et uønsket høyt hydrogen inn-hold. Dessuten innføres det i reaksjonssonen ved bruken av hydrokarboner også ytterligere karbon som ,til sist må oksyderes med oksygen for å fjerne karbon fra systemet. Dessuten innføres det i reaksjonssonen ved bruken av hydrokarboner som inneholder svovel, mer svovel som til sist må fjernes ved ytterligere smelting som krever mer raffineringstid. The main disadvantages of the introduction of compounds containing hydrogen into the reaction zone of the metal being refined, such as steel, are that. the resulting steel has an undesirably high hydrogen content. In addition, additional carbon is also introduced into the reaction zone by the use of hydrocarbons, which must finally be oxidized with oxygen to remove carbon from the system. Moreover, the use of sulphur-containing hydrocarbons introduces into the reaction zone more sulphur, which must ultimately be removed by further melting which requires more refining time.

I tillegg til det ovennevnte, hvor gasser eller væsker av hydrokarboner anvendes for å frembringe en kappe av gasser eller væsker om en oksygenstrøm for å beskytte blåserøret mot tidlig øde-leggelse, er det nødvendig med en innviklet blåserørkonstruksjon for å frembringe et ringformet rom om oksygenledningen. Forbundet med det ovennevnte er faren for eksplosjoner når svikt i blåserøret eller oksygenrøret muliggjør blanding av oksygen og■hydrokarboner før disse når reaksjonssonen. Oppbygging av karbonholdig materiale opptrer ved munningen av blåserøret, noe som skaper sikkerhetsrisiko eller minsker prosessens effektivitet. In addition to the above, where hydrocarbon gases or liquids are used to create a shroud of gases or liquids around an oxygen stream to protect the blowpipe from early destruction, an intricate blowpipe construction is required to create an annular space around the oxygen line . Related to the above is the danger of explosions when failure of the blow pipe or oxygen pipe enables mixing of oxygen and hydrocarbons before these reach the reaction zone. Build-up of carbonaceous material occurs at the mouth of the blow pipe, which creates a safety risk or reduces the efficiency of the process.

Dessuten må det anvendes overskuddsmengder av hydrokarbonerIn addition, surplus quantities of hydrocarbons must be used

for å bevare blåserørets levetid ved neddykket blåsing, og bevaring av hydrokarboner er meget nødvendig på bakgrunn av den nasjonale mangel på kapasitet til å tilfredsstille det generelle behov for denne klasse av materialer. to preserve the life of the blowpipe in submerged blowing, and conservation of hydrocarbons is very necessary against the background of the national lack of capacity to satisfy the general need for this class of materials.

Forbundet med det ovennevnte har vært den vanlige praksis for oksydasjon av alle oksyderbare elementer i chargen. Noen av disse elementer, såsom mangan og krom er ønskelig og verdifulle. Dersom disse verdifulle metaller oksyderes i de kjente oksygenprosesser, Associated with the above has been the usual practice of oxidizing all oxidizable elements in the charge. Some of these elements, such as manganese and chromium are desirable and valuable. If these valuable metals are oxidized in the known oxygen processes,

går de tapt 'i slaggen og/eller av gassen.are they lost in the slag and/or by the gas.

Det er et formål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte for effektiv raffinering av et smeltet ferrometall. It is an object of the invention to produce a method for efficient refining of a molten ferrous metal.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det frembrakt en fremgangsmåte for raffinering av smeltet ferrometall som inneholder oksyderbare elementer i en metallurgisk beholder, og fremgangsmåten kjenne'tegnes ved at en oksygenstrøm ledes inn i det smeltete ferrometall slik at det dannes en oksygenrik sone i dette, at det i den oksygenrike sone innføres et oksyd av minst et av de oksyderbare elementer som er eller vil bli nærværende i det smeltete ferrometall i tilstrekkelige mengder til å frembringe høy konsentrasjon av oksydet i den oksygenrike sone, slik at det oksyderbare element holdes på ønsket analyse, samt at det fortsettes med å blåse oksygen og med å innføre oksydet inntil analysene av andre oksyderbare elementer har nådd ønskete analyser. According to the present invention, a method for refining molten ferrous metal containing oxidizable elements in a metallurgical container has been developed, and the method is characterized by the fact that an oxygen stream is led into the molten ferrous metal so that an oxygen-rich zone is formed in it, that the in the oxygen-rich zone, an oxide of at least one of the oxidizable elements which is or will be present in the molten ferrous metal is introduced in sufficient quantities to produce a high concentration of the oxide in the oxygen-rich zone, so that the oxidizable element is kept at the desired analysis, and that it is continued to blow oxygen and to introduce the oxide until the analyzes of other oxidizable elements have reached the desired analyses.

Med fordel fører innføringen av oksygen og oksyd av ett eller flere elementer i det smeltete metall'til oksydasjon av det spesielle oksyd som innføres, slik at ifølge massevirkningsloven oksydasjon av det innførte oksyd nedsettes betydelig. Advantageously, the introduction of oxygen and oxide of one or more elements in the molten metal leads to oxidation of the particular oxide that is introduced, so that according to the law of mass action, oxidation of the introduced oxide is significantly reduced.

Ifølge denne fremgangsmåte akselereres ikke bare raffineringen av det smeltete metall, men i tillegg bevares og bibeholdes slike, elementer som silisium, mangan og krom i det resulterende, raffinerte metall. Perrolegeringstilsetninger kan utelates i de fleste tilfeller. Som et resultat senkes omkostningene ved produksjon-av stål betydelig. According to this method, not only is the refining of the molten metal accelerated, but in addition such elements as silicon, manganese and chromium are preserved and retained in the resulting refined metal. Perroalloy additions can be omitted in most cases. As a result, the costs of steel production are significantly reduced.

Fremgangsmåten for raffinering av smeltet .ferrometall ifølgeThe process for refining molten .ferrous metal according to

den foreliggende oppfinnelse kan .anvendes for raffinering av ethvert smeltet ferrometall som vanligvis raffineres ved hjelp av oksygen, the present invention can be used for the refining of any molten ferrous metal which is usually refined with the aid of oxygen,

og oppfinnelsen vil bli beskrevet bare ved hjelp av et eksempel. Men fremgangsmåten er særlig egnet for raffinering av stål enten av råjern eller fra et raffineringsmellomtrinn til den endelige, ønskete stålanalyse. Råjern inneholder små mengder av forskjellige elementer, avhengig av varierende faktorer, såsom sammensetningen av den opprinnelige malm og disse elementer omfatter vanligvis fra ca. 3. til ca. 4,5$ karbon, fra ca. 0,15 til ca. 2, 5% mangan, fra ca. 0,5 til ca. 4, 0% silisium, fra ca. 0,8 til ca. 2, 0% .fosfor samt fra ca. 0,4 til ca. 1% svovel. Andre elementer kan også være inkludert, såsom krom, titan, molybden, nikkel etc. and the invention will be described by way of example only. But the method is particularly suitable for refining steel either from pig iron or from an intermediate refining stage to the final, desired steel analysis. Pig iron contains small amounts of different elements, depending on varying factors, such as the composition of the original ore and these elements usually comprise from approx. 3. to approx. 4.5$ carbon, from approx. 0.15 to approx. 2.5% manganese, from approx. 0.5 to approx. 4.0% silicon, from approx. 0.8 to approx. 2.0% phosphorus as well as from approx. 0.4 to approx. 1% sulfur. Other elements may also be included, such as chromium, titanium, molybdenum, nickel etc.

Selv om fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig anvend-Although the method according to the invention is particularly applicable

bar i de prosesser hvor oksygen innføres i eller på overflaten avbar in the processes where oxygen is introduced into or on the surface of

det smeltete, jernbaserte metall, såsom i forskjellige former av den såkalte basiske oksygenprosess (BOP), kan fremgangsmåten dessuten og-så benyttes for raffinering av stål i en elektrisk smelteovn eller en åpen herdovn ved innføring av oksyder gjennom taklanser eller ned-dykkete blåserør. the molten, iron-based metal, such as in various forms of the so-called basic oxygen process (BOP), the method can also be used for refining steel in an electric melting furnace or an open hearth by introducing oxides through roof lances or submerged blowpipes.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes for raffinering av råjern til forskjellige ståltyper, såsom stål som inneholder varierende mengder jern, karbon, mangan, silisium, fosfor, svovel, krom, titan, molybden, nikkel, vanadium, bor, niob,- kobber samt blandinger av disse. The method according to the invention is used for refining pig iron into different types of steel, such as steel containing varying amounts of iron, carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulphur, chromium, titanium, molybdenum, nickel, vanadium, boron, niobium, copper and mixtures of these .

Et utførelseseksempel av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter at det helles en ønsket mengde smeltet stål i en basisk oksygenkonverter, at man begynner å blåse minst en oksygenstrøm inn i det smeltete metall, at det tilsettes nødvendige mengder slagg-dannende stoffer, såsom brent kalk, flusspat (CaF2) eller andre slaggkondisjonerere, at det sammen med strømmen av oksygen innføres partikler av oksydet av ett eller flere av de oksyderbare elementer i det smeltete metall, i tilstrekkelige mengder til å minske eller eliminere oksydasjon av elementet som tilsvarer oksydet som innføres, slik at det tilførte oksygen fortrinnsvis oksyderer de andre elementer i metallet, såsom fosfor, svovel og karbon. An exemplary embodiment of the method according to the invention includes pouring a desired amount of molten steel into a basic oxygen converter, starting to blow at least one stream of oxygen into the molten metal, adding required amounts of slag-forming substances, such as burnt lime, fluorspar ( CaF2) or other slag conditioners, that together with the flow of oxygen, particles of the oxide of one or more of the oxidizable elements are introduced into the molten metal, in sufficient quantities to reduce or eliminate oxidation of the element corresponding to the oxide that is introduced, so that added oxygen preferentially oxidizes the other elements in the metal, such as phosphorus, sulfur and carbon.

Alle former for oksyder av de oksyderbare elementer i det smeltete metall er egnet for formålet ifølge oppfinnelsen. Når oksydene transporteres fra oksygenstrømmen har de en størrelse som er tilpasset de fysikalske faktorer som kreves for denne transport. Når det skal fremstilles et rent karbonstål, tilsettes vanligvis jernoksyd sammen med oksygenstrømmen for å minske oksydasjon av jern under raffineringen. Kilden for jernoksydet som skal anvendes er støv fra støvutfeilere og samlere av støv fra raffinering av stål i slike ovner som den åpne herd, og den basiske oksygenkonverter, som enten blåses ovenfra eller nedenfra. Støv av jernoksyd og manganoksyd fra samlersystemer er vesentlig materialer for innføring sammen med oksygen. Kjennetegnende har disse støv en partikkelstørr-else på ca. 1 mikron. Størrelsessortert jernmalm eller glødeskall er andre kilder for jernoksyd. Følgelig har metallindustrien mulig-heten til å anvende ubrukbare avfallsprodukter fra deres raffinerings-prosesser. for å bevare viktige råstoffer, såsom jern, mangan, krom og nikkel ved å senke den totalmengde som oksyderes av disse materialer og dessuten sterk minskning av dannelsen av disse avfallsprodukter. All forms of oxides of the oxidizable elements in the molten metal are suitable for the purpose according to the invention. When the oxides are transported from the oxygen stream, they have a size that is adapted to the physical factors required for this transport. When a pure carbon steel is to be produced, iron oxide is usually added together with the oxygen stream to reduce oxidation of iron during refining. The source of the iron oxide to be used is dust from dust deflators and collectors of dust from steel refining in such furnaces as the open hearth, and the basic oxygen converter, which is either blown from above or from below. Iron oxide and manganese oxide dust from collector systems are essential materials for introduction together with oxygen. Characteristically, these dusts have a particle size of approx. 1 micron. Size-sorted iron ore or slag are other sources of iron oxide. Consequently, the metal industry has the opportunity to use unusable waste products from their refining processes. in order to preserve important raw materials, such as iron, manganese, chromium and nickel by lowering the total amount that is oxidized by these materials and also greatly reducing the formation of these waste products.

Når for eksempel en oksygenstrøm som inneholder partikler av jernoksyd og manganoksyd danner en reaksjonssone i en beholder med smeltet råjern absorberes på grunn av nærværet av disse partikler i reaksjonssonen varme ved deres omdannelse til smeltet tilstand og frembringer høye konsentrasjoner av smeltete oksyder av jern og mangan i reaksjonssoneh. Dette omdirigerer oksydasjonsreaksjonen mellom oksygenstrømmen og det smeltete råjern til andre elementer enn jern og mangan. Dersom partikler av silisiumoksyd og manganoksyd anvendes vil oksydasjonen av silisium og mangan minskes eller utelukkes. When, for example, an oxygen stream containing particles of iron oxide and manganese oxide forms a reaction zone in a container of molten pig iron, due to the presence of these particles in the reaction zone heat is absorbed by their conversion to the molten state and produces high concentrations of molten oxides of iron and manganese in reaction zone. This redirects the oxidation reaction between the oxygen stream and the molten pig iron to elements other than iron and manganese. If particles of silicon oxide and manganese oxide are used, the oxidation of silicon and manganese will be reduced or excluded.

Dersom dessuten det smeltete bad før innføringen av oksygen-strømmen inneholder et overskudd av et element, såsom mangan, sammen-liknet med den ønskete analyse av stålet som skal fremstilles, sinkes innføringen av manganoksydet inntil overskuddsmengden av mangan i det smeltete bad er blitt oksydert og overført til slaggen. If, moreover, the molten bath prior to the introduction of the oxygen stream contains an excess of an element, such as manganese, compared to the desired analysis of the steel to be produced, the introduction of the manganese oxide is slowed down until the excess amount of manganese in the molten bath has been oxidized and transferred to the slag.

Metalloksyder har høy varmekapasitet og absorberer varme fra reaksjonssonen ved deres omforming til den smeltete tilstand. Den effektive temperatur i reaksjonssonen senkes under fordampningstem-peraturene for jern og mangan. Følgelig minskes eller elimineres avgivelsen av fordampet jern og mangan fra badet ved å regulere meng-dene av partikkelformet oksyd som tilføres sammen med oksygenstrøm-men. Metal oxides have a high heat capacity and absorb heat from the reaction zone when they transform into the molten state. The effective temperature in the reaction zone is lowered below the evaporation temperatures for iron and manganese. Consequently, the emission of vaporized iron and manganese from the bath is reduced or eliminated by regulating the amounts of particulate oxide that is supplied together with the oxygen flow.

Ved å sørge for høye jernoksyd- og manganoksydkonsentrasjonerBy providing high iron oxide and manganese oxide concentrations

i reaksjonssonen bevirkes i tillegg oksydasjon av andre oksyderbare elementer, såsom karbon, og de opprinnelige mengder av jern og mangan i det smeltete metall bevares. Det skal bemerkes at bevaringen av mangan er meget viktig som følge av den stadig økende mangel på dette metall. in the reaction zone, oxidation of other oxidizable elements, such as carbon, is also effected, and the original amounts of iron and manganese in the molten metal are preserved. It should be noted that the conservation of manganese is very important as a result of the ever-increasing shortage of this metal.

Når andre elementer enn mangan skal beholdes i det smeltete bad, kan oksydene av disse elementer innføres i oksygenstrømmen enten med eller uten jernoksyd. Oksyder av slike elementer som silisium, fosfor og svovel kan således tilsettes i partikkelform hvor-ved elementene bibeholdes under raffineringen og i det resulterende raffinerte stål. When elements other than manganese are to be retained in the molten bath, the oxides of these elements can be introduced into the oxygen stream either with or without iron oxide. Oxides of such elements as silicon, phosphorus and sulfur can thus be added in particulate form whereby the elements are retained during refining and in the resulting refined steel.

Reaksjonssonen for det smeltete ferrometall opptar partikler av oksydene av elementene som skal bibeholdes i det raffinerte metall, og oksygenet i oksygenstrømmen oksyderer de andre elementer. Oksydpartiklene innføres i reaksjonssonen eller sonene i mengder The reaction zone for the molten ferrous metal takes up particles of the oxides of the elements to be retained in the refined metal, and the oxygen in the oxygen stream oxidizes the other elements. The oxide particles are introduced into the reaction zone or zones in quantities

fra konsentrasjoner som er tilstrekkelig til å inhibere oksydasjon av de elementer det er ønskelig å bibeholde til i noen tilfeller from concentrations that are sufficient to inhibit oxidation of the elements it is desirable to retain in some cases

mengder som er tilstrekkelig til å danne metning eller overmetning i sonen(e). De elementer som skal bibeholdes eller fjernes omfatter et eller flere av de oksyderbare elementer som vanligvis finnes i smeltet råjern og eventuelle andre mellomkvaliteter for raffinert stål. De innførte oksyder kan bestå av minst ett av elementene, inklusiv jern, karbon, mangan, silisium, fosfor, svovel, krom,titan, molybden, nikkel, vanadium, bor, niob, kobber og liknende. Når for eksempel krom finnes i metallet som skal raffineres, innføres det kromoksyd i oksygenstrømmen for å hindre oksydasjon av krommet i det smeltete metall. amounts sufficient to form saturation or supersaturation in the zone(s). The elements to be retained or removed include one or more of the oxidizable elements that are usually found in molten pig iron and any other intermediate qualities for refined steel. The introduced oxides can consist of at least one of the elements, including iron, carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulphur, chromium, titanium, molybdenum, nickel, vanadium, boron, niobium, copper and the like. When, for example, chromium is present in the metal to be refined, chromium oxide is introduced into the oxygen stream to prevent oxidation of the chromium in the molten metal.

Det etterfølgende eksempel er illustrerende for den foreliggende oppfinnelse. The following example is illustrative of the present invention.

Eksempel.Example.

En metallcharge som bestod av 71,5 tonn ulegert karbonstål-skrap og 167 tonn glødende metall ble chargert i en basisk oksygen-ovn. Det glødende metall hadde en typisk sammensetning av 354$ karbon, 1,0$ mangan, 0,8$ silisium, 1,2$ fosfor, 0,55$ svovel, mens resten var jern. En lanse ble innført øverst i konverteren, og en oksygenstrøm på ca. 12,7 kg/cm 2 ble innført øverst i den smeltete charge. Oksydpartikler av silisium og mangan med en partikkelstørr-else på fra 0,5 til 30 mikron, fortrinnsvis 1 mikron, ble innført sammen med oksygenstrømmen. Det var ønskelig å bibeholde ca. 0,35$ silisium og ca. 0',4$ mangan i det raffinerte metall. Por å oppnå dette ble det etter 6 minutters blåsetid innført og brakt til reaksjonssonen 90,7 kg/min. silisiumdioksyd for å undertrykke oksydasjon av silisium i den smeltete charge. Etter 8 minutter i tillegg til tilsetningen av silisiumdioksydet til oksygenstrømmen ble 90,7 kg/min. manganoksyd tilsatt til oksygenstrømmen, eller 0,54 kg/min./ tonn manganoksyd til det chargerte råjern. Blåsingen fortsatte å transportere sammen med oksygenstrømmen de angitte mengder av oksydene av silisium og mangan til reaksjonssonen som hadde en temperatur på ca. 3315°C inntil slutten av raffineringsperioden, eller ca. 20 min. fra begynnelsen av den opprinnelige blåsing. Sammensetningen av det resulterende stål var ca. 0,1$ karbon, 0,4$ mangan, 0,34$ silisium, 0,022$ svovel og 0,18$ fosfor. A metal charge consisting of 71.5 tonnes of unalloyed carbon steel scrap and 167 tonnes of red-hot metal was charged in a basic oxygen furnace. The glowing metal had a typical composition of 354$ carbon, 1.0$ manganese, 0.8$ silicon, 1.2$ phosphorus, 0.55$ sulfur, with the remainder being iron. A lance was introduced at the top of the converter, and an oxygen flow of approx. 12.7 kg/cm 2 was introduced at the top of the molten charge. Oxide particles of silicon and manganese with a particle size of from 0.5 to 30 microns, preferably 1 micron, were introduced together with the oxygen stream. It was desirable to retain approx. 0.35$ silicon and approx. 0'.4$ manganese in the refined metal. In order to achieve this, after 6 minutes of blowing time, 90.7 kg/min was introduced and brought to the reaction zone. silicon dioxide to suppress oxidation of silicon in the molten charge. After 8 minutes in addition to the addition of the silica to the oxygen stream was 90.7 kg/min. manganese oxide added to the oxygen stream, or 0.54 kg/min./tonne manganese oxide to the charged pig iron. The blowing continued to transport together with the oxygen flow the specified amounts of the oxides of silicon and manganese to the reaction zone which had a temperature of approx. 3315°C until the end of the refining period, or approx. 20 min. from the beginning of the original blowing. The composition of the resulting steel was approx. 0.1$ carbon, 0.4$ manganese, 0.34$ silicon, 0.022$ sulfur and 0.18$ phosphorus.

Det angitte eksempel antyder en bevaring av ca. 907 kg mangan og ca. 817 kg silisium. Det vil si at det var unødvendig å er-statte silisium eller mangan som ellers ville ha blitt fjernet fra badet ved oksydasjon ifølge vanlig praksis med basisk oksygenkon verter. Dessuten ble avgivelsen av findelt, partikkelformet materiale fra konverteren'minsket med 38$ som følge av at temperaturen i reaksjonssonen ble senket.av tilsetningen av oksydet. The given example suggests a preservation of approx. 907 kg of manganese and approx. 817 kg of silicon. That is to say, it was unnecessary to replace silicon or manganese which would otherwise have been removed from the bath by oxidation according to common practice with basic oxygen converters. Also, the output of finely divided particulate material from the converter was reduced by 38% as a result of the temperature in the reaction zone being lowered by the addition of the oxide.

Ytterligere minskning av partikkelavgivelse kan oppnås ved innføring av jernoksyd, noe som ville ha begynt etter de 8 minutters blåsing. Et brukbart område for tilsetning er fra 4,5 til 907 kg pr. min. av jernoksyd, eller fra 0,027 til 5,4 kg/min./tonn chargert råjern, med et foretrukket område på fra 34 til 136 kg pr. min, eller fra 0,20 til 0,8l kg/min./tonn. De vide områder som er angitt gir uttrykk for den kumulative virkning av at mer enn ett spesielt oksyd innføres, både fra et kjemisk og et temperaturmessig standpunkt. Men jernoksyd kan tilsettes på tidligere trinn av oksygenblåsingen, enten med eller uten oksyder for å oppnå ønsket sluttanalyse. Further reduction of particulate emission can be achieved by introducing iron oxide, which would have started after the 8 minute blowing. A usable range for addition is from 4.5 to 907 kg per my. of iron oxide, or from 0.027 to 5.4 kg/min./tonne of pig iron charged, with a preferred range of from 34 to 136 kg per min, or from 0.20 to 0.8l kg/min./tonne. The wide ranges indicated express the cumulative effect of more than one particular oxide being introduced, both from a chemical and a temperature point of view. But iron oxide can be added at earlier stages of the oxygen blast, either with or without oxides to achieve the desired final analysis.

Ifølge det ovennevnte eksempel er det brukbare området for tilsetning av silisiumdioksyd fra 4,54 til 272 kg/min., 0,027 til 1,42 kg/min./tonn chargert råjern, idet- det foretrukne området er på fra 45,4 til 227 kg/min., 0,27 til 1,35 kg/min./tonn. Likeledes er det brukbare området for manganoksyd.på fra 9,07 til 454 kg/min., eller fra 0,054 til 2,7 kg/min./tpnn, idet et foretrukket område er på fra 80 til 363 kg/min., fra 0,475. til 2,l6 kg/min./tonn. Om-rådene for tilsetningene av oksydene av .silisium og mangan er avhengig av slike faktorer som begynnelses- og sluttanalysene av silisium og mangan, driftstemperaturen, antallet og fordelingen av lan-sene eller andre typer av oksygeninntak, såsom blåserør. According to the above example, the usable range for addition of silicon dioxide is from 4.54 to 272 kg/min., 0.027 to 1.42 kg/min./ton of pig iron charged, the preferred range being from 45.4 to 227 kg/min., 0.27 to 1.35 kg/min./ton. Likewise, the usable range for manganese oxide is from 9.07 to 454 kg/min., or from 0.054 to 2.7 kg/min./tpnn, a preferred range being from 80 to 363 kg/min., from 0.475. to 2.16 kg/min./ton. The ranges for the additions of the oxides of silicon and manganese depend on such factors as the initial and final analyzes of silicon and manganese, the operating temperature, the number and distribution of the lances or other types of oxygen intake, such as blowpipes.

Av det ovennevnte eksempel forståes det at for en tilsvarende charge av skrap eller glødende metall kan det fremstilles en sats rustfritt stål istedenfor ulegert karbonstål. For det formål vil den opprinnelige charge som omfatter skrap inneholde høyere pro-sentandeler av nikkel og krom. Deretter tilsettes det under oksygenblåsingen oksyder av krom, nikkel og/eller andre elementer i par-tikkelf orm. sammen med oksygenstrømmen. From the above example, it is understood that for a corresponding charge of scrap or glowing metal, a batch of stainless steel can be produced instead of unalloyed carbon steel. For that purpose, the original charge comprising scrap will contain higher percentages of nickel and chromium. Oxides of chromium, nickel and/or other elements in particulate form are then added during the oxygen blasting. along with the oxygen flow.

Selv om den foretrukne fremgangsmåte for innføring av oksyder av de ovenfor angitte elementer er å innføre disse oksyder som partikler eller som pulver igjennom en lanse sammen med oksygenstrømmen, kan oksydene innføres i reaksjonssonen mellom oksygenstrømmen og det smeltete bad separat gjennom andre ledninger eller lanser. Dessuten kan oksygenet når det innføres et antall lanser eller oksygenstrømmer og oksyder innføre.s aksialt eller sentralt i forhold til oksydene med oksydene perifert av oksygenet. På den annen side kan oksydene være anbrakt sentralt eller aksialt i forhold til oksygenet. Although the preferred method for introducing oxides of the above elements is to introduce these oxides as particles or as powder through a lance together with the oxygen flow, the oxides can be introduced into the reaction zone between the oxygen flow and the molten bath separately through other lines or lances. Furthermore, when the oxygen is introduced a number of lances or streams of oxygen and oxides can be introduced axially or centrally in relation to the oxides with the oxides peripheral to the oxygen. On the other hand, the oxides can be placed centrally or axially in relation to the oxygen.

Det vil forståes at transporten av partikkelformet oksyd eller oksyder ved hjelp av bærestrømmer til reaksjonssonen kan oppnås ifølge forskjellige fremgangsmåter. I tillegg til bruken av oksygen representerer bruken av relativt inerte gasser, såsom karbondioksyd, argon eller komprimert luft, for transport av partiklene av oksydet eller oksydene og relativt inerte gasser pluss kontrollerte mengder av oksygen i en perifer stilling i forhold til en sentral oksygen-strøm, optimum for innføringen, men anbringelse' av partiklene av det ønskete oksyd eller de ønskete oksyder i reaksjonssonen kan oppnås på forskjellige måter eller ved forskjellige kombinasjoner. Dessuten kan oksygenstrømmen innføres ved å la denne støte an mot det smeltete metall fra toppen av den vertikale akse, fra siden av den vertikale akse eller fra bunnen av den vertikale akse (neddykket). It will be understood that the transport of particulate oxide or oxides by means of carrier currents to the reaction zone can be achieved according to different methods. In addition to the use of oxygen, the use of relatively inert gases, such as carbon dioxide, argon or compressed air, represents the transport of the particles of the oxide or oxides and relatively inert gases plus controlled amounts of oxygen in a peripheral position in relation to a central oxygen flow , optimum for the introduction, but placement of the particles of the desired oxide or the desired oxides in the reaction zone can be achieved in different ways or by different combinations. Furthermore, the oxygen flow can be introduced by letting it impinge on the molten metal from the top of the vertical axis, from the side of the vertical axis or from the bottom of the vertical axis (submerged).

Følgelig sørges det ved fremgangsmåten for raffinering av smeltet ferrometall og stål ifølge den foreliggende oppfinnelse for eliminering av uvedkommende kilder for hydrogen i det smeltete metall, unngåelse av utilsiktet innføring av svovel, samt minskning av forurensning av atmosfæren med SO^når jernoksyd og/eller manganoksyd innføres, økning av utbyttet av jern fra råjern med fra 1,0 til 1,5$ ved metning av reaksjonssonen med oksydpartikler, økning av utbyttet av metallisk mangan, unngåelse av bruken av kritisk energi som produserer hydrokarboner, og minskning av oksygenfor-bruk idet overdrevet oksydasjon av jern hindres og ønskelige elementer oksyderes bare i ønsket utstrekning. Accordingly, the method for refining molten ferrous metal and steel according to the present invention provides for the elimination of extraneous sources of hydrogen in the molten metal, the avoidance of accidental introduction of sulphur, as well as the reduction of pollution of the atmosphere with SO^when iron oxide and/or manganese oxide is introduced, increasing the yield of iron from pig iron by from 1.0 to 1.5$ by saturating the reaction zone with oxide particles, increasing the yield of metallic manganese, avoiding the use of critical energy that produces hydrocarbons, and reducing oxygen consumption while excessive oxidation of iron is prevented and desirable elements are oxidized only to the desired extent.

Claims

1. ■ Process for refining .of molten ferrous metal which

contains oxidizable elements in a metallurgical container, characterized in that an oxygen stream is led into the molten ferrous metal so that an oxygen-rich zone is formed therein, that an oxide of at least one of the oxidizable elements which is or will be present in the molten ferrous metal in sufficient quantities is introduced into the oxygen-rich zone to produce a high concentration of the oxide in the oxygen-rich zone so that the oxidizable element is kept at the desired analysis, as well as to continue blowing oxygen and introducing the oxide until the analysis of other oxidizable elements has reached the desired analyses.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that oxygen is blown into the molten ferrous metal until the content of at least one of the oxidizable elements has reached the desired analysis.

3. Method in accordance with claim 2, characterized in that at least one oxygen flow is introduced through at least one injector in the molten ferrous metal to form at least one oxygen-rich zone, and that at least one oxide of the oxidizable elements that are or will be is introduced present in the molten ferrous metal in the reaction zone in quantities sufficient to produce a high concentration of the oxide so that the desired analysis of the element or elements present in the molten ferrous metal is maintained at the desired analysis, and that the time for introduction is regulated by the weight percentage of the element or elements in the original molten ferrous metal relative to the desired percentage of the element or elements in a refined end product.

4. Method in accordance with one of claims 1-3, characterized in that the oxide or oxides are introduced into the molten ferrous metal together with the oxygen stream.

5- Method in accordance with one of claims 1-3, characterized in that the oxide or oxides are introduced through at least one separate lance.

6. Method in accordance with claim 4 or 5, characterized in that the oxide or oxides introduced comprise at least one of the elements iron, carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulphur, chromium, titanium, molybdenum, nickel, vanadium, boron, niobium, copper and mixtures of these.

7. Method in accordance with claim 6, characterized in that the oxide or oxides are introduced as particles in a carrier stream of oxygen, air, inert gas or mixtures thereof.

8. Method in accordance with claim 7, characterized in that the carrier current and the oxide or oxides are introduced in currents which run axially and peripherally in relation to_the central axis of the container.

9. Procedure in accordance with claim 8. characterized in that one of the carrier currents and the oxide or oxides runs axially while the other of the carrier currents runs peripherally.

10. Method according to claim 9, characterized in that the particulate oxide is introduced into the carrier flow of an inert gas peripherally in relation to an oxygen flow.

11. Method according to claim 9 or 10, characterized in that the axial stream is an inert gas with oxide or oxides while the peripheral stream is oxygen.

12. Method, in accordance with claim 11, characterized in that the axial flow also includes oxygen.

13- Method in accordance with one of claims 1-12, characterized in that the molten ferrous metal essentially consists of pig iron into which silicon dioxide particles are introduced in an amount from 0.027 to 1.42 kg/min./tonne of charged pig iron.

14. Method in accordance with claim 13, characterized in that the silicon dioxide particles are introduced approx. 6 min. after the beginning of the introduction of the oxygen.

15» Method in accordance with claim 14, characterized in that the silicon dioxide particles are introduced in an amount of from 0.27 to 1.35 kg/min./tonne.

16. Method in accordance with claim 15, characterized in that the silicon dioxide particles are introduced in an amount of approx. 0.54 kg/min./ton.

17- Method in accordance with one of claims 1-16, characterized in that the manganese oxide is introduced approx. 8 min., after the beginning of the introduction of the oxygen together with the oxygen stream or separately in one of the carrier streams.

18. Method according to one of claims 1-17, characterized in that - the manganese oxide particles are introduced in an amount of from 2.7 to 10 kg/min./tonne, separately or together with the silicon oxide.

19- Method in accordance with claim 18, characterized in that the manganese oxide is introduced in an amount of from 0.475 to 2.16 kg/min./ton.

20. Method in accordance with claim 19, characterized in that the manganese oxide is introduced in an amount of approx. 0.54 kg/min./ton.

21. Method in accordance with one of claims 1-20, characterized in that the oxide introduced is iron oxide in particulate form in one of the carrier streams or together with the oxygen stream.

22. Method in accordance with claim 21, characterized in that the iron oxide is introduced in an amount of from 0.027 to 5^.4 kg/min./tonne.

23. Method in accordance with claim 22, characterized in that the iron oxide is introduced in an amount of from 0.20 to 0.81 kg/min./ton.

24. Method in accordance with claim 21, 22 or 23, characterized in that the iron oxide is introduced approx. 8 min. after the beginning of the oxygen blast.