CS270404B2 - Method of steel production from solid metallic bearings - Google Patents

Abstract

A method of making steel from solid ferrous metal charges in a converter which is provided both with means for blowing oxygen onto the top of the melt surface and with means for injecting carbonaceous fuels beneath the surface of the melt, consists in producing in the converter from between 10% - 30% more molten steel than is required for a desired quantity of steel which is to be tapped from the converter and then, following such tapping of the desired steel quantity, the surplus amount of molten steel which has been produced in the converter is drained into another, separate vessel which acts as an auxiliary or holding ladle, and is subsequently re-introduced into the converter after the preheating of the next solid ferrous metal charge.

Description

Vynález ее týká způsobu výroby oceli z pevných kovových železných složek, zejména Šrotu, pevného surového Žslsza, pelet, Železné houby nebo Jejich libovolných směsi v kyslíkovém konvertoru se zařízením na dmychání kyslíku a přívodními tryskami mletého paliva, obsahujícího uhlík, pod hladinu ocelová lázně, и něhož ee vsázka železných složek, vložená do konvertoru, předehřeje a po ukončeném předehřátí ee přivede do styku s roztavenou oceli, kterážto ocelová veázke ee roztaví, zkujni a odpíchne.The invention also relates to a process for the production of steel from solid metal iron components, in particular Scrap, solid crude slag, pellets, Iron sponges or any mixtures thereof in an oxygen converter with an oxygen blowing device and carbon-containing ground fuel jet nozzles below the steel bath. wherein the charge of iron components introduced into the converter preheats and, upon completion of the preheating, ee contacts the molten steel, which is melted, tested and tapped.

V současné době ee dává přednost výrobě ocelí ze ěrotu v elektrických obloukových pecích bez přidáváni tekutého surového železe· Hospodárnost tohoto způsobu však závisí ve velké míře na ceně elektrické energie* Známé konvertorové způsoby výroby oceli, při nlohž ee kyslík dmyché bu3 no tavoninu, nebo do tavoniny, jsou vo srovnání o výrobou oceli v elektrických obloukových pooíoh osnově výhodnější o pracují rychleji· к výrobě * oceli v konvertoru jo vlek potřebná tekutě surová železo, k němuž se při zkujňovacím procesu přidává ěrot Jeko chladicí prostředek o přihlédnutím ke složeni tekutého surového železa· Podíl ěrotu Činí obvyklo eei 30 % ze hmotnosti oceli·Currently, it is preferable to produce scrap steels in electric arc furnaces without the addition of liquid pig iron. However, the economics of this process depend to a large extent on the cost of electricity * Known converter steel production processes where the oxygen is either blown or melted. The production of steel in the converter is followed by the necessary liquid pig iron, to which is added during the refining process Jeko coolant with regard to the composition of the liquid pig iron · The proportion of rubbing is usually eei 30% by weight of steel ·

Oále jsou známy způsoby výroby oooli v konvertoru, umožňující zvýšit podíl ěrotu až k výrobě oceli pouze z pevných nosičů železo· Potřebná teplo ee získává přédehřívánim šrotu a přiváděním paliva, obsahujícího uhlík, do taveniny· Hospodárnost tohoto procesu je v podstatě dána stupněm tepelně technické účinnosti přidávaného paliva·Methods for producing oooli in a converter are known which allow to increase the proportion of scrap to the production of steel only from solid iron carriers. · The required heat is obtained by preheating scrap and feeding the carbon-containing fuel into the melt. fuel addition ·

V německých patentových spisech 608 986 o 537 781 z let 1924 a 1929 ee popisuje způsob výroby oceli v konvertoru tavením rudy, přičemž oo tavonině přivádí uhelný prach a kyslík, případně kyslíkem obohacený vzduch· Přivádění paliva a přenos potřebného tepla na taveninu ee ukázal obtížným· Proto v závislém patentovém spise 537 781 ee navrhuje provádět způsob podle německého patentového spisu 508 966 v elektricky vytápěném konvertoru·In German patents 608 986 537 781 of 1924 and 1929 ee describes a process for producing steel in a converter by melting ore, supplying coal dust and oxygen or oxygen-enriched air to the flux · Supplying fuel and transferring the necessary heat to the melt proved difficult · Therefore, in the dependent patent publication 537 781 ee, it is proposed to carry out the method according to German patent specification 508 966 in an electrically heated converter.

V německém patentovém epiee 28 38 983 o názvut Způsob přivádění tepla při výrobě oceli v konvertoru* ee popisuje způsob zvyšování podílu šrotů vo vsázce až po výrobu oceli pouze z pevných nosičů železe· Podle tohoto způsobu ee do konvertoru vsadí šrot a předehřívá se po dobu eei 10 minut· Za této předohřívači fáze pracuji.přívodní kyslíkové trysky, uspořádané ve dně konvertoru, Jako hořáky· Po ukončeném přodohřivání ae do konvertoru bud přilojo surové železo, nebo oo pracuje dálo bez přídavku surového železa. Jakmile so v konvertoru nalézá tavonině, dmyohá so tryskami pod hladinou lázně mleté palivo, obsahující uhlík, zejména koko nebo koksový prach a kyslík obklopený pláštěm ochranného prostředí, obsahujícího uhlovodíky· Přibližně stojná množství kyslíku, které se při- . vádí pod hladinu lázně, oo současně přivádí do volného prostoru konvertoru nad hladinu lázně·In the German Patent EP 28 38 983 entitled Heat Transfer Process for Steel Production in the Converter * ee describes a method for increasing the proportion of scrap in the batch to produce steel only from solid iron carriers. 10 minutes · In this preheating phase I work. Inlet oxygen nozzles arranged in the bottom of the converter. Like burners. Once in the converter, ground fuel containing carbon, in particular coke or coke dust, and oxygen surrounded by the sheath of the hydrocarbon-containing environment, can reach the nozzles below the bath level. leads below the bath surface, oo at the same time brings into the free space of the converter above the bath surface ·

Při praktickém provádění tohoto způsobu oo ukázalo, že nelze v plném rozsahu dosáhnout účinky, popisované v patentovém oploo· Při značném snížení podílu tekutého železa ve vsázce, jakož i při tavení pouze tuhých nosičů železa, oo neúměrně prodlužuje doba tavby· Frpkvenco taveb klooá· Mimoto při přodohřivání spotřeba energie kolísá, v průměru poněkud etoupá· Proto lze uvedený způsob provozovat pouze při použití jistého minimálního množství tekutého železe vo vsázce· X tak oo doba tavení prodlužuje a tepelně technická účinnost proceeu značně kolísá·In the practice of this process, it has been shown that the effects described in the patent oploo cannot be fully achieved. With a considerable reduction in the liquid iron content of the feedstock as well as in the melting of only solid iron carriers. overheating energy consumption fluctuates, rises somewhat on average · Therefore, the method can only be operated using a certain minimum amount of liquid iron in the charge · X so that the melting time increases and the thermal efficiency of the process varies considerably ·

Ukázalo so, že u konvertoru 30 t může podíl pevných nosičů železa stoupnout ož na 30 % taveniny, и konvertoru 60 t ne eei 20%· и konvertoru 200 t až na 10 %, aniž ae tavba příliš prodlouží a aniž ee příliš zhorši topolně technická účinnost procesu·It has been shown that in the 30-ton converter, the proportion of solid iron supports can rise to as much as 30% of the melt, 60 to 30% converter, and up to 10% to 200% converter without melting too long and without compromising process efficiency ·

Při vsazení pouze pevné vsázky, například ěrotu, ee doba tavení, následující po předehřátí ěrotu, značně prodlužuje e rovněž využití paliva značně kolísá a jeho tepelně technické využiti je v průměru nižší, než při tavbě ze použiti tekuté vsázky· Vysvětleni je v tom, že vlivem značně ee případ od případu líčících provozních podmínek probíhá značně rozdílně přeměna přehřátého ěrotu v dostatečné množství počáteční tekuté láznš, v nížWhen only solid charge is charged, for example, that the melting time following the preheating of the charge also greatly increases the use of fuel and varies considerably and its thermal technical utilization is on average lower than that of liquid charge melting · The explanation is that Due to the fact that, on a case-by-case basis, the operating conditions vary considerably in the conversion of the superheated film into a sufficient amount of the initial liquid bath in which

CS 270 404 B2 эе rozpouštějí paliva obsahující uhlík a spalují se na CO za vývinu tepla. Proměnlivost provozních podmínek může být způsobována například různými druhy šrotu, různým rozmístěním šrotu v konvertoru, různým stupněm oxidace při předehřívání šrotu· Rovněž s ohledem na uspořádání trysek mohou být značné rozdíly v průběhu natavovéni šrotu a v počáteční poloze tekuté lázně.CS 270 404 B2 эе dissolve carbon-containing fuels and burn to CO with heat generation. Variability of operating conditions can be caused, for example, by various types of scrap, different distribution of scrap in the converter, different degrees of oxidation during preheating of scrap. Also, with regard to the arrangement of the nozzles, there may be considerable differences during melting of scrap and in the initial position of the liquid bath.

Další případná možnost, ponechávat v konvertoru určitou část tekuté lázně pro příští tavbu je rovněž nevýhodná· Záetana-li totiž v konvertoru část tekutá oceli, nelze předehřát šrot hořáky, upravenými ve dně konvertoru· Pak by v konvertoru musela zůstat značná část tekutá oceli, nejméně 20 %₉ v některých případech až 60 %· Mimoto je vždy pochybné vsázet šrot do ocelové taveniny, zvláště je-li množetví taveniny značné.| Dále lze předpokládat, že vzniknou přídavné reakce mezi šrotem a taveninou, jež by byly nekontrolovatelné a tudíž nežádoucí·Another possible possibility of leaving a certain portion of the liquid bath for the next melting is also disadvantageous. 20% ₉ in some cases up to 60% · In addition, it is always doubtful to charge scrap in steel melt, especially when the amount of melt is significant. Furthermore, it can be assumed that there will be additional reactions between scrap and melt that would be uncontrollable and therefore undesirable ·

Úkolem vynálezu je odstranění uvedených nedostatků·SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome these drawbacks.

Úloha je řešena vytvořením způsobu výroby oceli z pevných kovových železných složek, zvláště šrotu, pevného surového železa, pelet, žolezné houby nebo jejich libovolných směsí v kyslíkovém konvertoru se zařízením na dmychání kyslíku a mletého paliva, případně uhlovodíků, jehož podetata Je podle vynálezu v tom, že z celkového odpíchnutého množství oceli se odděleně uchová 10 % až 30 % hmot· taveniny, které se jako tekutá ocelová lázeň přidá к příští vsázce pevných kovových složek po Jejích předehřátí·SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a process for the production of steel from solid metallic iron constituents, in particular scrap, solid pig iron, pellets, mushroom sponge or any mixtures thereof in an oxygen converter with oxygen blower and ground fuel or hydrocarbons. that 10% to 30% by weight of the total tapped amount of steel is stored separately, which is added as a liquid steel bath to the next charge of solid metal components after its preheating;

Výhodo způeobu podle vynálezu je v tom, že umožňuje spolehlivou výrobu oceli z pevných železných složek. Jako šrot nebo podobně, bez přidání tekutého surového železa při příznivé spotřebě tepla a poměrně rychlém rytmu taveb a tím 1 hospodárněji, než dosud známými způsoby·An advantage of the process according to the invention is that it enables reliable production of steel from solid iron constituents. Like scrap or the like, without the addition of molten pig iron with favorable heat consumption and relatively rapid melting rhythm and thus 1 more economically than previously known methods.

Způsob výroby ocelí podle vynálezu eo výhodně provádí v kyslíkovém konvertoru, vytvořeném podle německého patentu 28 38 983* Tento konvertor Je opetřen přívodními tryskami pro kyslík, uspořádanými pod hladinou ocelové lázně· Tryskami sa přivádí buň vzduch obohacený kyslíkem, nebo kyelík a to v obalu uhlovodíků к ochraně trysek přímo do taveniny· Současně Je konvertor opatřen zařízením pro přívod kyslíku, uspořádaným nad hladinou lázně. Jímž se kyslík dmychá na hladinu lázně* Toto zařízení může být tvořeno tryskami, umístěnými v žáruvzdorné vyzdívce v horní čáeti konvertoru, nebo Jako vodou chlazená dmyěna* Při zkujňovacím poohodu ее přivádí na hladinu lázně 20 % až 80 % z celkového množství přiváděného kyslíku, přičemž proudy kyslíku působí jeko volné paprsky plynu, Jek známo z německého patentového opisu č* 27 56 165· Mimoto Je konvertor opatřen přívodními tryskami paliva, obsahujícího uhlík* 3ako palivo se používá koke, hnědouhelný koko, grefit, Jakož i uhlí různýoh kvalit, případně směsi těchto paliv· □ednotlivé vsazené pevné složky železe, zejména šrot, pevné surové železo, pelety, železné houba, nebo jejich libovolné aměsi, eo v konvertoru nejprve předehřívají· Při předehřívání pracují trysky, umístěné ve spodní čáeti konvertoru, zejména v jeho dně, jako hořáky. Jak známo z německého patentového spiau č· 28 16 543· Deko palivo se používají kapalné nebo plynné uhlovodíky, zejména zemní plyn, nebo olej·The process of producing the steels according to the invention is preferably carried out in an oxygen converter formed according to German patent 28 38 983 * This converter is provided with oxygen supply nozzles arranged below the surface of the steel bath. to protect the nozzles directly into the melt At the same time The converter is equipped with an oxygen supply device arranged above the surface of the bath. Oxygen is blown to the bath level * This device may consist of nozzles located in the refractory lining in the upper part of the converter, or as a water-cooled fume * In the ejection process, ее supplies 20% to 80% of the total oxygen supply to the bath level. Oxygen streams act as free gas jets, as is known from German Patent Specification No. 27 56 165 · In addition, the converter is provided with fuel nozzles containing carbon * 3. · the individual solid iron constituents, especially scrap, solid pig iron, pellets, sponge iron, or any of their admixtures, which preheat in the converter at first. burners. As known from German Patent Specification · 28 16 543 · Deco fuel is used for liquid or gaseous hydrocarbons, especially natural gas or oil ·

Podle vynálezu ae ve zmíněném konvertoru vyrobí o 10 % až 30 % hmot· oceli více, než Je potřebné pro odpich, to Je pro další zpracování v ocelárně· Tak například ve stotunovém konvertoru se zkujní cca 120 t oceli, z čehož se pro další zpracování v ocelárně odpíchne 100 t·According to the invention and in said converter, it produces 10% to 30% by weight of steel more than is necessary for tapping, i.e. for further processing in a steel mill. For example, about 120 t of steel is tested in a 100 tonne converter. in the steel plant taps 100 t ·

Zbytek ocelí se po odpichu podle vynálezu odleje do zásobní nádoby, nepříkled do pomocné pánve, kde se uchová a po předehřátí šrotu pro nejblíže následující tavbu se naleje zpět do konvertoru·After the tapping according to the invention, the remainder of the steels is poured into a storage vessel, not into an auxiliary ladle, where it is stored and after preheating the scrap for the next melting is poured back into the converter.

Ukázalo se výhodným nauhličit zbytek oceli po odpichu na obsah uhlíku, převyšujícíIt has proven advantageous to carbonize the remainder of the steel after tapping to a carbon content exceeding

CS 270 404 B2 % hmot., výhodně na 2 % až 3 % hmot· Nauhličenía se ocel v pomocné pánvi poněkud ochladí, avěak tavenine a vyšším obsahem uhlíku má nižší bod tuhnutí, takže se snižuje nebezpečí, že tavenina ztuhne z části při styku so vsszsným šrotem· Konečně dmychánim. kyslíku se opaluje uhlík, oboažoný v tavoníně, čímž os zláká energie přispívající к rychlému zahřátí obeahu konvertoru · tím к rychlejší tvorbě taveniny·Carbonation and the steel in the auxiliary ladle is somewhat cooled, but due to the melt and higher carbon content, it has a lower freezing point, so that the risk of the melt solidifying partially in contact with all scrap · Finally blowing. Oxygen burns the carbon in the melonine, thereby attracting energy contributing to the rapid heating of the converter circuit · the faster melt formation ·

Aby ee dosáhlo co nsjvyěěí tepelně technické účinnosti při vsázce z pevných železných složek, zejména šrotu, je třeba před vsázením odětronit z konvertoru pokud možno veškerou tekutou ocel· Při úplném vypuštění ocelové taveniny z konvertoru nelze zabránit tomu, aby část tekutá etrusky nebyle strženo e tebou. Mezi touto etruskou, bohatou na kysličníky železa a nsuhličenou tavoninou může dojit к nežádoucím reakcím. Proto so přidávají do zbytku ocelí doooxidační prostředky, například křemík až do obeahu od 0,1 až' do 1,5 % hmot· Tím lze nežádoucí reakce mezi etruskou a odstaveným zbytkem oceli potlačit ve značné míře·In order to achieve the maximum thermal efficiency of the solid iron constituents, especially scrap, it is necessary to wipe away all the liquid steel from the converter before charging. When the steel melt is completely drained from the converter, it is impossible to prevent part of the liquid . Between this Etruscan, rich in iron oxides and the carbohydrate, it can cause undesirable reactions. Doooxidizing agents such as silicon up to a circulation of 0.1 to 1.5% by weight are therefore added to the remainder of the steels.

Ukázalo se jako zvléěf hospodárné přidávat část, nebo celé potřebné množství uhlíku do oceli po odpichu ještě před jejím vypuštěním do pomocné pánve· Nauhličenl ee provádí dmycháním mletého paliva, obsahujícího uhlík, například koksu, tryskami uspořádanými ve dnu konvertoru· .It has proved to be economical to add some or all of the necessary carbon to the steel after tapping before it is discharged into the auxiliary ladle. The carburizing is carried out by blowing ground carbon-containing fuel, such as coke, through nozzles arranged in the bottom of the converter.

Nauhličenl zbytku oceli přímo v konvertoru je zvláště výhodné při zkujňování oceli pomocí tak zvaného postupu dvojí etrusky· Při technice dvojí etrusky, so po hlavní fázi zkujňování stáhne pokud možno veškerá tak zvaná první etruská· První struska obsahuje podstatně podíly složek, odstraňovaných při zkujňování, zejména foeforu a síry· Při takzvaném dodayohávání, neboli konečném, dmyohání ss v konvertoru vytvoří druhá struska s oboahem kysličníku železa obvykle 1β X až 20 % hmot· Osetlíže es do taveniny, jež zbyde po odpichu v konvertoru, dmychá yhll, snižuje ee současně obsah kysličníku železa ve druhé etrueco, jež zůstala v konvertoru· Struska ee tím etane viekózní až drobtovitou· V tomto Otavu oo při odpichu zbytku tavby do pomocné pánve tato druhá etrudka snadno zadrží v konvertoru· Zadržená druhá etruská ee ponechá v konvertoru jako zdroj vápna pro další tavbu· Tím ee eníži celková spotřebo'vápna a současně ee zlepší tepelná bilance procesu, protože so zahřívá menši množství vápna· Dálo oo ukázalo, že tato drobtovitá struktura druhé etrusky zlepšuje tepelně technickou účinnost při přodohřívání šrotu ve srovnání o přede· hříváním za přítomnosti tekuté etrusky· Příčina je nejspíše v toa, že tekutá etruská na pevné vsázce snáze ztuhne a zhoršuje přeotup tepla· Za přítomnosti tekutá etrusky je zcela nemožné odpíchnout z konvertoru veškerou tavoninu· Každý zbytek tekutá oceli v konvertoru však výrazně zhoršuje tepelnou účinnost při přodohřivění šrotu·The carbonization of the remainder of the steel directly in the converter is particularly advantageous when refining steel using the so-called double-trumpet process. Phosphorus and Sulfur · In the so-called doday swelling, or ultimate blowing of DC in the converter, a second slag with an iron oxide content typically produces 1β X to 20% by weight · More es es into the melt iron in the second etrueco, which remains in the converter · Slag is thus very viscous to crumbly · In this Otav oo, when the remainder of the melting into the auxiliary ladle is tapped, the second etruska is easily retained in the converter. · This does not reduce overall Consumption and at the same time improve the heat balance of the process, since less lime is heated. the fact that liquid etruscan on the solid charge more easily solidifies and worsens the heat transfer · In the presence of liquid etruscan it is completely impossible to tap out all the flux from the converter · However, any remaining liquid steel in the converter significantly deteriorates the thermal efficiency of overheating scrap ·

V dalším jo popsěn příklad prakťickěho provedení .výroby oceli ze šrotu způsobem podle vynálezu· 'In the following, an example of a practical embodiment of the production of scrap steel by the method according to the invention is described.

V konvertoru pro kombinovaný provoz o kapacitě výroby 100 t ocelí je ve dnu uspořádáno doset trysek pro přívod kyslíku, z nichž do pěti lze volitelně podle potřeb přivádět suspenzi dusíku a uhelného prachu· Ve etěnáoh konvertoru jsou do jeho žáruvzdorná vyzdívky zabudovány dvě trysky pro přívod kyslíku·In the 100 ton steel combined heat exchanger, there are a plurality of oxygen supply nozzles in the bottom, of which up to five nitrogen and coal dust slurry can be optionally fed to five as required · Two oxygen supply nozzles are built into the converter's refractory lining ·

Oo tohoto konvsrtoru so voadí 110 t šrotu obohodní kvality· Tato vsázka oo v dmychací poloze předohřívá po dobu šesti minut· Přitom proudí prstencovým otvorem trysek ve dnu konvertoru zemní plyn a středním otvorem kyslík·O this convector with 110 t of scrap of commercial quality · This charge oo preheats for 6 minutes in the blowing position · Natural gas flows through the annular orifice in the bottom of the converter and oxygen through the central orifice ·

Po předehřátí oo do konvertoru nálojo ze zásobní pánve 27 t ocelí z předcházející tavby o teplotě 1500 °C· Nato ee pěti tryskami ve dnu konvertoru vofukuje uhelný prach, kdežto ostatními tryskami ee dmychá kyslík, obklopený pláštěm zemního plynu· Pak se všechny trysky přepnou na kyslík e vsázka ee zkujňujo· Při společném dmychání kyslíku os asi 30 % z celkového množství přiváděného kyslíku dmychá horními tryskami·After preheating to the converter charge from 27 tons of steel from the previous melting point of 1500 ° C · Coal dust is blown through five nozzles in the bottom of the converter, while oxygen is blown by other nozzles surrounded by a natural gas jacket · Then all nozzles switch to · When the oxygen is blown together, about 30% of the total oxygen is blown through the upper nozzles.

Po skončeni zkujňovecího procesu ee 100 t odpíchno do pánve pro dalěí zpracování, zbývajících 27 t ee odloje do pomocné pánve pro dalěí tavbu·After completion of the refining process, ee 100 t is tapped into the pan for further processing, the remaining 27 tee is put into the auxiliary pan for further melting ·

Claims (1)

Způsob výroby oceli z pevných kovových železných složek, zvláště šrotu, pevného surového železa, pelet, železné houby nebo Jejich libovolných eměeí, v kyslíkovém konvertoru ae zařízením na dmycháni kyslíku a přívodními tryskami mletého paliva obsahujícího uhlík pod hladinu ocelové láznš, u něhož ee vaézka železných aložek, vložená do konvertoru, předehřeje a po ukončeném předehřátí ee přivede do styku 8 roztavenou ocelí, kterážto celková vsázka ae roztaví, zkujni a odpichne, vyznačený tím, že se z celkově odpíchnutého množství uchová odděleně 10 % až 30 % hmot· taveniny, která se jako tekutá oce_3ová lázeň přidá к příští vaázce pevných kovových složek po jejich předehřátí· .Process for producing steel from solid metallic iron constituents, in particular scrap, solid pig iron, pellets, sponge iron or any of their mixtures, in an oxygen converter and with an oxygen blowing apparatus and carbon-containing ground fuel feed nozzles below a steel bath surface in which iron is bound. of the components inserted into the converter preheats and, after the completion of preheating, ee contacts 8 with molten steel, the total charge being melted, ground and tapped, characterized in that 10% to 30% of the total tapped amount is stored separately fluid-like, and the bath _3ov OCE added к next vaázce solid metal components after preheating ·.