SE424559B - Sett vid avkolning av smelt stal - Google Patents

Description

6914sos-4 i 2 Föreliggande uppfinning hänför sig till ett sätt vid avkolning av smält stål, varvid syre införes i det smälta stålet för att reagera med kol däri och uppnå avlägsnande av kolet såsom avgas bestående av. kol-syre-föreningar och varvid man för undvikande av förlust av me- ftall 1) reglerar mängden syre, som införes, genom blandning därav med en utspädningsgas, som kan utgöras av en inert gas, och/eller 2) reg- lerar det omgivande trycket, under vilket syret och kolet reagerar, vilket sätt kännetecknas av att man kontinuerligt i avgaserna bestäm- mer mängden kol däri, kontinuerligt övervakar och reglerar den inför- da mängden syre och/eller temperaturen tills den kolavlägsnande effek- tiviteten uppnår ett förutbestämt värde, såsom åtminstone 75%, varvid den kolavlägsnande mängden syre som förbrukas av kol _ _ . = x 100. eflx*t1vlteten mängd totalt infört syre Vid tillämpning av uppfinningen är det exempelvis möjligt att reglera syretíllförseln så att den normalt föredragna oxidationen av kol kan genomföras utan förlust av värdefulla metaller såsom krom och andra legeringselement. Detta uppnås genom att den kolavlägsnande effekten är 100% eller mer. Om en del metallförluster kan tolereras, kan detta värde förutbestämmas till ett lägre värde, såsom 75-85%.

Mängden av avlägsnat kol kan fastställas genom att man låter avgaser- na från reaktionsbehâllaren gå genom en monitor, som mäter den tota- la strömningen och mängderna.av kolmonoxid.och koldioxid i avgasström- men medelst nedan beskrivna teknik. Analyser av avgaskompositionen och mätning av strömningen kan användas för att bestämma mängden av avlägs- nat kol i det närmaste omedelbart. Denna mängd av avlägsnat kol, som kan bekvämt uttryckas som kg per minut, är lika med volymen av kolmon- oxid och koldioxid som lämnar ugnen vid varje givet moment multiplice- rat med en omvandlingsfaktor. I en ekvation kan denna relation uttryc- kas som följer: 0,4536 x kg kol avlägsnat/min. = (volym-% CO + volym-% Cüà i avgasen) - X strömningsmängd av avgas x 0,02832 (m3/min.) x åšg -+(12 = atomvikt för kol, 359 = omvandlingsfaktor baserat på det faktum att 359 x 0,02832 m3 av en gas innehåller 1 kgmol gas).

Pâ liknande sätt kan volymen ekvivalent syre, som har reagerat med detta kol vid varje tidpunkt under processen, erhållas genom efterföl- jande ekvation, som ger mängden syre, som förbrukas av kolet. För prak- tiska syften uttryckes denna förbrukningsmängd som 0,02832 m3/min. för att svara mot strömningsmängden av avgaserna. 6914sosš4 s syremänga som förbrukat; av kolet x o,o2ss2 (m han.) = 0,5 [Ivar-s CO i avgas) + vol.-% C02 i avgas]_X strömningsmängd avgas x 0,02832 (m3/min.).

Om syret tillfört behållaren för avkolning förbrukats av kolet i smäl- tan eller om metalliska element oxideras, kan fastställas genom att iakttaga om mängden syre förbrukad av kolet är större, lika eller mind- re än mängden infört syre. Reglering av syretillförseln eller tempera- turen göres kontinuerligt för erhållande av det förutbestämda värdet för den kolavlägsnande effektiviteten.

Mängden tillfört syre och/eller mängden avlägsnat kol kan varieras ge- nom variation av syreeffekten som hänför sig till ändring av omfatt- ningen av kol-syre-reaktionen. Denna kan varieras på ett flertal sätt, såsom: 1) Ändring av mängden tillfört syre, exempelvis genom inbegripande av en utspädningsgas eller ökande av andelen av utspädningsgas blandad med syre infört till reaktionsbehållaren, 2) 3) ändring av trycket i behållaren och ändring av temperaturen hos reaktionen.

Mängden tillfört syre varieras genom att inbegripa en utspädningsgas med syre, men med upprätthållande av samma totala gasströmningsmängd, utan att reducera omfattningen av syrereaktionen med kol. Utspädnings~ gaser som kan användas andra än inertgaser är exempelvis väte och kol- monoxid samt även ånga eller koldioxid. Koldioxid och kolmonoxid för- skjuter ej jämvikten hos kol-syre-reaktionen på något sätt.

Mängden oxideringsmedel som erfordras för kolavlägsnande i en tillförd gasström kan beräknas med användande av gassammansättningen, ström- ningshastigheten och.stökiometrin hos reaktionerna inuti stâlsmältan.

Reaktionen för dessa oxiderande gaser med kol i smältan kan skrivas: 2 g + o2(g) = 2 com; E + H20(g) H2 + CO(g) E + C02(g) 2 CO(g)u Det framgår av det ovannämnda att samma volym av koldioxid och ånga kan binda med endast hälften så mycket kol som rent syre, Sålunda kan totalt oxiderande material, dvs den gasformiga tillförseln, uttryckt såsom syreekvivalenter, beräknas genom följande ekvation: 6914805-4 volymetrisk strömningsmängd av oxideringsmedel (uttryckt som volymer 02 per tidsenhet) = volymetrisk strömningsmängd av syre i tillförd gas + 0,5 (summan av de volymetriska strömningsmängderna av koldioxid och ånga i tillförd gas). ' Mängden avlägsnat kol måste korrigeras för kol infört i systemet.Den- na korrigering kan erhållas genom mätning av de volymetriska mängder- na med vilka kol matas in i systemet som kolmonoxid eller koldixoid.

Koltillförseln kan uttryckas såsom syreekvivalenter som följer: Koltillförsel (volymetrisk mängd i ekvivalenta syreenheter) = 0,5 (summan av volymetrisk strömningsmängd av kolmonoxid och koldi- oxid i tillförd gaà.

För att göra beräkningen fullständig måste man även fastställa reak- tionsprodukterna, speciellt mängden oxideringsmedel bundet med kol i smältan. En teknik av många som kan användas är att bestämma samman- sättningen hos avgaserna och deras strömningsmängd. Det kan antagas att avgaserna innehåller hela mängden inertgaser eller utspädnings- gaser och de gasformiga produkterna från smältans reaktion. Dessutom kommer avgaserna även att inbegripa icke-regerade portioner av till- förd gas eller andra gaser som inträder i systemet. Reaktionsprodukter- na kan betraktas vara följande: g + 02 = 2 CO C02 + Q ; 2 CO H20 + Q = CO + H2 C02 + Fe = Feo + co H20 + Fe = F60 + H2.

(Observera: i stället för järn kan varje annat metalliskt element binda med ånga eller koldioxid för att bilda H2 eller C0.å Mängden syre som erfordras för avkolningen kan beräknas från samman- sättningen och strömningshastigheten hos avgasen. Strömningshastighe- ten från avgasen kan antingen bestämmas medelst en kalibrerad mun- stycksplatta eller beräknas med användning av spårgasteknik. I det senare fallet kan en spârgas med-en känd strömningshastighet blandas helt med avgasen och strömningshastigheten hos avgasen kan beräknas.

Närhelst en inertgas, såsom argon, användes i gasblandningar med syre kan inertgasen, exempelvis argon, användas som spårgas och den voly- metriska strömningsmängden erhållas enligt följande: 6914805-4 5 100 x volymetrisk strömningsmängd av _ . _ tillförd argon V°lymetrisk strömnlngsmàngd ' volym% argon 1 utgående strömning av avgas Närvaron av luftläckor kommer att påverka bestämningen av den voly- metriska strömningsmängden när argon användes, eftersom luft innehål- ler 0,94 volymprocent argon. En korrektion kan göras där argonkoncent- rationerna tillförda genom luft avdrages.

Korrigerad bestämning av volymetrisk strömningsmängd av avgas: 100 x volymetrisk strömningsmängd av tillfört syre volymprocent argon i avgas ~ [gÉ%%§ x (volym-% N2 i avgasfl När blandningar av ånga och syre användes, kan vätedelen hos ångan användas som spårgas och denïvolymetriska strömningsmängden av av- gasen kan bestämmas som följer: Volymetrisk strömningsmängd Volymetrisk strömningsmängd av ånga x 100 av avgas Summan av procenthalter av väte och ånga i avgaser.

Efter bestämning av strömningsmängden av avgaserna kan mängden avlägs- nat kol uppmätas. Detta kan göras på basis av syreekvivalent genom följande ekvation: Avlägsnad kolmängd (i volymetrisk strömningsmângd i ekvivelent 02 enheter) = 0,5 x volymetrisk strömningsmängd av avgaser x (summan av volymprocentsav CO och C02) - tillfört kol.

För att färdigställa och korrigera beräkningen av syre som erfordras för kolavlägsnande, kan.det vara nödvändigt.att taga i betraktande små mängder av icke-reagerat syre eller ånga som kan lämna systemet tillsammans med andra reaktionsprodukter som ej gått till fullständig- het. För att åstadkomma en sådan korrigering kan följande relation användas: I Korrigerad mängd av syre som erfordras för kolets avlägsnande = avlägsnad mängd kol + avgasens volymetriska strömningsmängd x (0,5 volymprocent H20 + 0,5 volymprocent C02 + volymprocent 02 i avgaserna).

Den dynamiska balansen mellan den aktuella totala införda syremäng- den och den korrigerade mängden av syre som erfordras för kolavlägs- nande kan genomföras genom jämförelse mellan de införda och utförda 691040805-4 mängderna. Den införda mängden kan bestämmas enligt följande uttryck: Total mängd infört syre (volymetriska strömningsenheter) = volymet- risk strömning av infört oxidermedel + áavgasernas strömningsmängd X (20,95 X volymetrisk % N: i avgas)7 (78,08 100,0 P Som det framgår, bör mängden infört syre ge uttryck för såväl det av- siktligt införda syret som för oväsentliga och tillfälliga källor för syre såsom luft- eller vattenläckor.Endast de två variablerna, den totalt införda mängden av oxideringsmedel och den korrigerade mängden av syre erforderliga för kolavlägsnande fastställes.

Vid avkolningaw rostfritt stål måste sådana element som kisel och alu- minium, om de är närvarande, oxideras innan kolnivân kan reduceras till låga värden. I sådana fall kan omfattningen av kislets, alumi- niumets etc. oxidering mätas och inbegripas vid fastställande av mängd infört syre så att tillräckligt med syre åstadkommas för att genomföra såväl avkolningen till önskad nivå som även oxidationen av de element, t.ex. kisel, aluminium, som även avses att avlägsnas. I en sådan pro- cess kan mängden av kiselminskning bestämmas genom att man noterar skillnaden mellan mängden infört oxideringsmedel och den korrigerade ysyremängden som erfordras för kolavlägsnande. För att fastställa hu- ruvida metalliskh oxidation uppträder, kan den totalt införda mängden oxideringsmaterial jämföras med den fastställda syremängden erforder- lig för kolavlägsnande. Om mängden infört syre är större än den som er- fordras för kolavlägsnandet, kan slutsatsen dragas att metallisk oxi- dation uppträder. För attåuuupprätta.den dynamiska jämvikten och und- vika metallisk oxidation kan en eller en kombination av i det efter- följande uppräknade möjligheter användas. 1) Sänka halten av oxideringsmedel i den införda strömningen under upprätthållande av dess totala strömning genom ökning av volymen av utspädningsmedel (utspädningsmedlet kan vara en eller flera av inert- gaserna såsom argon, ånga, kolmonoxid eller koldioxid), 2) öka mängden av avlägsnat kol genom att öka systemets temperatur, Återställande av jämvikten vid avkolning av rena kolstål kan även ge- nomföras som ovan beskrivits. Den väsentliga skillnaden mellan avkol- ning av legerade stål och avkolning av mjuka kolstål är den att järn- oxidbildningen i slaggen i rena kolstål är önskvärd för fosfors av- lägsnande. Effektiviteten av kolavlägsnande kan vara önskvärt låg vid 6914805-4 starten och sedan förbättras allt eftersom kolhalten sänkes, Det är endast nära slutet av processen som eliminerandet av järnförlust skulle vara speciellt önskvärd. Effektiviteten hos kolavlägsnandet kan regleras genom att variera lanshöjden eller genom reglering av mäng- derna av tillsatser av kalk, malm, etc. Nära slutet av avkolningen kan föredragas användande av kolmonoxid och syre eller även koldioxid och syre.

En annan teknik för att fastställa om metallisk oxidation uppträder är möjlig genom förhållandet av inertgaser till kolhaltiga gaser i awfišströmmen. När exempelvis blandningar av argon och syre användes för avkolning, kan det antagas att allt infört syre kommer att reage- ra med kolet och det väntade förhållandet argon till kolhaltiga gaser kommer att bli följande: % Ar i införd gas 2 (100% Ar i införd gas) Förväntat Ar/(CO + C02)-förhållande _ % Ar i avgasström Aktuellt förhållande - % CO + 2 X % C02 i avgasström Om det förväntade förhållandet är större än det aktuella förhållandet, uppträder metallisk oxidation. Korrigeringar för luftläckor kan även göras till förhållandet och om koldioxid eller kolmonoxid användes i -den införda strömmen, kan korrigeringar för dessa komponenter även in- pegripas i förhållandet..Ett lihæufie program kan upprättas fim;b¿amæfing_ ar av ånga och syre eller väte och ånga.

I många_patentskrifter från senare tid diskuteras användandet av en blandning av inertgas och syre, speciellt med hänvisning till fram- ställning av rostfritt stål. Bland dessa kan.nämnas amerikanska patent- skrifter 3 003 865, som beskriver användandet av inertgas och syre för avkolning av rostfritt stål, och amerikanska patentskrifterna 3 046 107 och 3 252 790, vilka beskriver hur argon eller andra inertgaser kan användas för att utöva en viss grad av reglering av avkolningsproces- sen. Dessa patentskrifter beskriver vissa teoretiska relationer, ba- serade på termodynamiska jämvikter, vilka är tillämpliga på reglerad avkolning av rostfria och legerade stål med användning av syre och inertgasblandningar. I den amerikanska patentskriften 3 046 107 ges den maximala syrehalten hos en blandning som kan användas för avkol~ ning, med negligerbar kromförlust av: 6914805-4 8 g 13 000 . . 0.5 Procent syre = (13 800 P_____*=_C_ ___-__.. _ _ Pgggggt Cr antnog T 8,46) j j ldär Cr och C är koncentrationerna i smältan av krom respektive kol och T är smälttemperaturen i Kelvin. En renodling av ovannämnda rela- tion ges i amerikanska patentskriften 3 252 790, nämligen: 1 3 0,25 Procent kol = Kt (% cr) P där Kt är den termodynamiska jämviktskonstanten härledd från aktivi- teterna av kol och krom vid smälttemperaturen, och P är trycket som omger smältan.

Genom tillämpning av ovan visade relationer, kan härledas en teore- tisk gastillförselskala och avkolningsschema, inbegripande stegvis, eller där så är möjligt, kontinuerlig reduktion av andelen av syre i den insprutade gasströmmen när kolhalten hos badet sänkes. En illust- ration av tillämpning av denna teknik utgör följande exempel på en 15 tons smälta behandlad under användning av de förutnämnda relatio- nerna. Den kemiska kompositionen hos smältan före avkolning var föl- jande:~ C = 0,95%; Mn = 0,93%, S = 0,012%; Si = 0,82%; Cr = 18,42%; Ni = 12,17%.

En syre- (68,1 volymprocent) och argonblandning insprutades via under ytan nedsänkta organ i smältan under 40 minuter, och vid slutet av detta steg var kolhalterna och kromhalterna.0,179% resp. 17,32%. Där- efter insprutades en 38,5% syre-argon-blandning under ytterligare 17 minuter, och vid slutet av denna period hade kol- och kromnivåerna sjunkit till o,o4s% resp. 1s,ss%.

Under denna process steg smältemperaturen från ett begynnelsevärde av 1550°C till 1725°C och 1,77% krom förlorades genom oxidation.

Pet bör observeras, att enligt villkoren_hos de tidigare presenterade ekvationerna är kolhalten_i jämvikt med den inledande kromhalten i badet (under antagande av en medelsmälttemperatur av 165000), när en 68,1% syre-argon-blandning användes, 0,259%. Under avkolning från den inledande nivån av 0,95% till detta jämviktsvärde, oxiderades kol med företräde.'.Men eftersom gasinsprutningen med 68,1% syrebland- ningen fortskred bortom denna punkt, oxiderades kol och krom samtidigt så snart som kol föll till under 0,259% och följaktligen iakttogs en kromförlust (till 17,32%). Enligt den amerikanska patentskriften 6914805-4 9 3 046 107 är för en 38,5% syre-inertgas-blandning och för en 17,32% kromhalt jämvikten för kol vid 1650°C 0,105%. Följaktligen började på nytt företräde_för oxidation av kol under detta andra steg. När emellertid avkolningen fortskred bortom 0,105%, satte återigen krom- oxidation in och vid slutet av denna process, hade detta element re- ducerats till 16,65%. Detta innebär sålunda att tillämpning av former- na enligt dessa tidigare citerade patentskrifter ej garanterar “neg- ligerbar" kromförlust. Detta är till en del beroende på oförmågan att iakttaga igångsättning av kromoxidationen och att reglera gasblåsnin- gen därefter.

Föreliggande uppfinning baseras på upprätthållande av en dynamisk jäm- vikt mellan infört syre och avgaserna från avkolningsprocessen, vari- genom avkolning genomföres utan kromförlust. Tillämpning av uppfinnin- gen erfordrar noggrann reglering av bl.a. följande parametrar: (a) komposition hos införd och medsläpad gas, (b) omgivningens tryck kring smältan, (c) smältans temperatur..

Dessutom bör organ vara tillgängliga för mätning och ändring av var och en av ovan angivna kvantiteter. Flera medel för uppnående av des- sa objekt diskuteras i det efterföljande med tillhöriga exempel. I samtliga fall är organ anordnade för insprutning och mätning av ström- ningsmängden av den avkolade gasen (gaserna) i reaktionsbehàllaren.

Lämpliga gasinsprutningsanordningar är munstycken, ytlansar, neddoppa- de lansar etc. Strömningsmängden av införd gas kan fastställas medelst sådana organ som strömningsmätare, munstycksplattor etc. Sammansättp ningen av de införda.gaserna kan generellt erhållas med gasanalysanord- ningar, såsom en masspektrometer. På liknande sätt finns lämplig tek- nik för bestämning av avgassammansättning. En sådan teknik, som åstad- kommer en kontinuerlig analys, är objektet för flera franska patent- skriften (1 309 212 och 1 325 024). Metoden har publicerats i Journal of Metals, juni 1964, p. 508, och är allmänt känd. Den inbegriper kontinuerlig bestämning av halterna för kolmonoxid och koldioxid hos utströmningsgaserna från raffineringsbehållaren. Sådana bestämningar tjänar sedan som en indikator på kolhalten och mängden avkolning hos smältan. Analysvärdena för införd gas och för avgas, använda som in- matningsdata för en lämplig kalibrerad dator, ger en ögonblicklig in- dikation på de processer som uppträder i smältan. Provtagning av av- gaserna är besvärlig, eftersom atmosfärluft medsläpad vid munnen hos 6914805-4 10 reaktionsbehållaren resulterar i omedelbar förbränning av avgaserna.

Emellertid kan tillfredsställande prover erhållas genom förebyggande åtgärder, såsom de beskrivna av M. Allard et al i Journal of Metals, juni 1961, p. 421. Genom att reglera trycket mellan avgashuven och munnen hos reaktionsbehållaren skapas en stationär förbränningszon för avgaserna, och eftersom trycktillståndet förhindrar en luftindrag- ning i området för behållaremunnen kan i själva verket samtliga utveck- lade gaser avgå i sina rena former in i huven där de kan provtagas och analyseras.

Vid sättet enligt uppfinningen användes kontinuerliga analyser för in- förd gas och för avgas för syftet att indikera effekten av syrekonsum- tion genom smältans kol. Kol-syre-reaktionen uppträder med företräde före metallisk oxidation om badets kol är lika med eller över jämvikts- nivån för systemet i fråga, och om kolet tillgängligt för oxidation är åtminstone stökiometriskt balanserat av insprutade oxideringsmedel.

Med en kontinuerlig gasanalysator, som ovan nämnts, jämföres syreek- vivalenten hos avgaserna (där syreekvivalenten ges av summan av icke- -reagerat syre och syrehalterna hos utvecklad CO och C02) med det in- förda och medsläpade gasformiga syret. Ett lägre värde i avgsström- men (och därför en effektiàitet av mindre än 100%) visar att en del av de tillförda oxideringsmedlen förbrukas för metallisk oxidation, varvid endast en del reagerarámed smältans kol för att ge de analyse- rade koloxiderna..Vid varje steg av avkolningen upptäckes omedelbart varje obalans och kan korrigeras genom ändring av en eller flera av de tidigare angivna*faktorerna på ett sätt som skall diskuteras i det efterföljande. (a).Dynamisk reglering med användning av blandade gaser Eftersom den kolhalt som kan erhållas utan metallisk oxidation (exem- pelvis av krom) under avkolningen vid en given temperatur är en funk- tion av partialtrycket hos kolmonoxid i de utvecklade gasbubblorna, är det tydligt att CO-partialtrycket kan varieras genom införlivande i den insprutade gasströmmen av en inert komponent som ej inträder i någon kemisk reaktion. Inertgaserna såväl som väte och kväve kan lämp- ligen tjäna detta syfte under avkolning. Aktivt oxiderande gaser, som ' generellt användes för kolavlägsnande, är syre, ånga och koldioxid.

Genom lämplig reglering av proportionerna av dessa gaser i den inför- da strömningen kan CO alstras vid ett förutbestämt partialtryck. 6914805-4 11 Sättet att avkola stål medelst dynamiskt-reglerad gasblandning kan lämpligen genomföras i en reaktionsbehållare såsom en basisk syre-ugn eller annan behållare försedd med ett organ för mätningar av införd gas och för avgas. Det smälta stålet tappas in i behållaren och hålles vid en känd temperatur. Fig. 1 visar ett typiskt sätt med användande av blandade gaser. Före dess inträde i behållaren mätes gasen med av- seende på strömningsmängd och analyseras för erhållande av en ögon- blicklig avläsning av dess sammansättning. Samtidigt analyseras ett prov av den gasformiga reaktionsprodukten på sätt som förut beskrivits, och dess syreekvivalent fastställes. Under antagande av 100% kol-syre reaktionseffektivitet, såväl som en konstant smälttemperatur 1650°C, erhålles resultaten enligt fig. 1 för syre-argon avkolning hos ett stâlbad med 18% krom. Om exempelvis, vid tid t, införd gas analyseras till mer än 40% syre, kommer avkolningen att fortsätta som visas på diagrammet, men dessutomnkommer överskottssyre att verka i riktning mot metallisk oxidation. Detta tillstånd kommer omedelbart att indike- ras av ett fall i kol-syre reaktionseffektivitet till ett värde under 100%, och detta i sin tur kommer att fordra en ökning av andelen av inertkomponent hos den införda gasströmmen. När jämvikten har åter- upprättats, kommer processeffektiviteten att återvända till 100%.

Vid den visade processen.antages en konstant total gasströmningsmängd och konstant temperatur. Avvikelse från dessa ideala tillstånd ändrar ej de beskrivna grundläggande idéerna. I varje fall tjänar analyserna av införd gas och av avgas som en fiuükauu' för effektiviteten hos reaktionen. w Exemplet visat i fig. 1 är en process som inbegriper stegvisa reduk- tioner i syrehalten hos den insprutade gasströmmen. Genom att välja nära nog oändligt små steg erhålles en kontinuerlig kurva. En sådan kurva är tillämpbar för lämpliga regleringsanordningar för att till- föra blandade gaser enligt den specificerade skalan. Processen enligt denna skala är den mest effektfirn eftersom den inbegriper användandet av minimumkvantitet av inertgaser för mängden avlägsnat kol, och re- sulterar även i den minsta behandlingstiden. (b) Dynamisk reglering genom variationer i omgivningens tryck Kolmonoxidens partialtryckri de utvecklade gasbubblorna och följakt- ligen, den erhållbara kolnivån i jämvikt med en given kromhalt i badet och temperatur, kan varieras med hjälp av omgivningens tryck kring smältan. En tryckreglerad process erfordrar de ovannämnda under (a) beskrivna mät- och analysanordningarna för gasinsprutningen. Dessutom 6914805-4 d 12 är reaktionsbehâllaren försedd med ett lock för att underlätta dess evakuering. Evakueringsorganen kan vara pumpar, ejektorer eller nâgra andra vakuumalstrande utrustningar.

En tryckreduktions-sekvens tillsammans med avkolningsförloppet vid 1650°C visas i fig. 2 för ett 1 tons bad av 18% krom-stål med en in- sprutning av 0,85 m3/min. syre. Det visade diagrammet antar att gas- pumpningskapaciteten hos evakueringsutrustningen är obegränsad vid alla tryckområden. Om pumpkapaciteten hos systemet sjunker när tryc- ket inuti vakuumkammaren sjunker, erfordras en kontinuerlig minskning av den avkolande gasens strömningsmängd i överensstämmelse med kapaci- teten hos pumparna.

Som i exempel (a) resulterar en ökning hos.det smältan omgivande tryc- ket i sâväl kromoxidation som minskning av reaktionseffektivitet. En sådan situation.avkännes omedelbart av avgasanalysen och kompenseras genom en sammanfallande mängd av tryckminskning till dess optimal ef- 'fektivitet på nytt återupprättats.» Även som i exempel (a) kommer tryckminskning när den göres nästan helt kontinuerlig, snarare än stegvis, att ytterligare öka effektiviteten hos processen och sålunda minska behandlingstiden. (c) Dynamisk reglering medelst temperaturvariation Tillämpning av denna teknik grundar sig på det faktum, att vidaett givet partialtryck för kolmonoxid och en¿given halt krom i badet, en lägrelkelhalt kan uppnås i ett bad vid högre temperaturer. Den dyna- miska variationen av temperaturer använder samma anordningar för gas- insprutning, mätning och analysering som förut beskrivits. Antingen kan användas syre eller syre-utspädningsgas-blandningar. Temperatur- variationer uppnås medelst ett eller flera av följande medel: Induk- tionsvärmning av badet, gasvärmning med kolhaltiga bränslen såsom användes i martinugn, plasmavärmning, elektronstrålevärmning, insprut- ning av syre i badet för att reagera exotermiskt med ett element såsom kisel, som är lättare att oxidera än kol, eller medelst andra lämpli- ga medel. Badtemperaturen kan kontinuerligt styras med hjälp av såda- na anordningar som termokors eller optiska pyrometrar via en monitor.

I sådana fall där kolhaltiga bränslen användes, inbegriper avgasana- lysen de extra koldioxider som tillkommit genom värmekällan. Andelen av denna komponent i avgaserna beräknas från en kännedom av förbrän- ningshastigheten på badet. 6914805-4 13 Pig. 3 visar en avkolningsprocess, för en 1 tons smälta av stål med 18% krom, avkolad med en syrematning av 0,85 m3/min. och som tilläm- par dynamisk kontroll via temperaturvariationer. Som i de föregående illustrationerna indikeras en obalans mellan infört och utfört syre av gasanalysanordningarna. En sådan obalans, som noteras genom en syreeffektivitet av mindre än 100%, undanröjes sedan medelst en ök- ning i smälttemperatur åstadkommen av en eller flera av de tidigare nämnda medlen.

Tillämpning av temperaturreglerad dynamisk balans i avkolning, som i fig. 3, erfordrar en reaktionsbehållare som har en infodring i stånd att motstå de angivna relativt höga temperaturerna. I praktiken före- kommer emellertid det lägre området av temperaturer, varvid en mera ekonomisk process och lägre temperaturer är möjliga genom användning av en kombination av regleringarna medelst temperatur, omgivningens tryck och gasblandningens sammansättning.

Det framgår av det ovanstående att många förändringar och modifika- tioner är möjliga vid tillämpning av uppfinningen. Exempelvis kan det ibland vara önskvärt, vanligtvis vid framställning av rena kolstål, att tillåta en viss metalloxidation. Vid framställning av legerat stål är det generellt önskvärt att undvika oxidation av dyra legeringsele- ment.

Claims (1)

1. 6914805-4 li» Patentkrav Sätt vid avkolning av smält stål, varvid syre ínföres i det smälta stålet för att reagera med kol däri och uppnå avlägsnande av kolet såsom avgas bestående av kol-syreföreningar och varvid man för undvikande av förlust av metall 1) reglerar mängden syre, som införes, genom blandning därav med en utspädningsgas, som kan utgöras av en inert gas, och/eller 2) reglerar det omgivande trycket, under vilket syret och kolet reagerar, k ä n n e t e c k- n a t av att man kontinuerligt i avgaserna bestämmer mängden kol däri, kontinuerligt övervakar och reglerar den införda mängden syre och/eller temperaturen tills den kolavlägsnande effektivi- teten uppnår ett förutbestämt värde, såsom åtminstone 75 %, var- vid den kolavlägsnande mängden syre som förörukas av kol effektiviteten X 100 mängd totalt infört syre ANFURDÅ PUBLIKATIONER: US 3 046 107, 3 252 790