DE1059483B - Verfahren zur Herstellung von Stahl im Konverterverfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Stahl im Konverterverfahren

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DE1059483B
DE1059483B DEW15842A DEW0015842A DE1059483B DE 1059483 B DE1059483 B DE 1059483B DE W15842 A DEW15842 A DE W15842A DE W0015842 A DEW0015842 A DE W0015842A DE 1059483 B DE1059483 B DE 1059483B
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Germany
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converter
blowing
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steel
stage
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DEW15842A
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English (en)
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Dipl-Chem Wilhelm Vor De Esche
Dr-Ing Hubert Hoff
Dipl-Ing Oskar Peter
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HOESCH WESTFALENHUETTE AG
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HOESCH WESTFALENHUETTE AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Stahl im Konverterverfahren Die normalen Windfrischstähle unterscheiden sich im wesentlichen von den SM-Stählen durch ihre höheren Gehalte an Stickstoff, Sauerstoff und Phosphor. Es sind vielerlei Verfahren bekanntgeworden, die Gehalte dieser für viele Verwendungszwecke schädlichen Elemente zu erniedrigen. Die Verwendung von Sauerstoff bzw. sauerstoffangereichertem Wind in verschiedenartigster Weise spielt hierbei eine bevorzugte Rolle. Beim bodenblasenden Konverter wird hierzu Thomasroheisen unter Umständen vorgefrischt und unter Kalk- und Kühlmittelzugabe verblasen. Der metallur#gische Ablauf des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Phase des Prozesses im wesentlichen Silizium und Mangan mit einem kleinen Anteil Eisen verschlacken. Dann verbrennt Kohlenstoff, und zuletzt, nach dem sogenannten Übergang in der Nachblaseperiode, wird erst der größte Teil des Phosphorgehaltes vorn Roheisen verschlackt. Wenngleich auch durch bestimmte metallurgische Abänderungen des Verfahrens schon ein Teil des Roheisenphosphors in der Kohlenstoffperiode verschlackt werden kann, so ließ sich bisher technisch die Nachblaseperiode zum Herausfrischen des Phosphors nicht umgehen. Auch beim Verblasen von Roheisen mit niedrigeren Phosphorgehalten, z. B. Stahleisen, im bodenblasenden Konverter wird der Phosphorgehalt erst in der Schlußphase des Prozesses verschlackt. In dieser Tatsache liegt der wesentliche Grund dafür, daß das Bad überfrischt werden muß, da sonst der Stahl zu phosphorreich anfällt. Da in der Nachblaseperiode praktisch kein Reaktionsgas entsteht und der Sauerstoff der Luft bzw. der sauerstoffangereicherten Luft vom Bad sofort aufgenommen wird, kann die Sauerstoffanreicherung des Gebläsewindes nur in relativ geringem Umfang vorgenommen werden. Der Stickstoffgehalt als das badtragende Gas wird schon z. B. bei Anreicherung auf 35% Sauerstoff um etwa 50% verringert. Daher ist bei diesem Verfahren bei etwa 351/o Sauerstoff im Wind die technisch wirtschaftliche Grenze gegeben. Abgesehen davon, daß das sich am Reaktionsort bei Sauerstoffanreicherung in verstärktem Umfang bildende Fe0 zu rascher Zerstörung des Konverterbodens führt, ist auch nicht mehr genügend Gas zur Durchwirbelung des Gefäßinhaltes und damit zum möglichst vollständigen Ab- lauf der Frischreaktion vorhanden. Eine Erhöhung des Eisengehaltes der Schlacke und eine Erhöhung des Sauerstoffgehaltes des Bades oder zu hohe Phosphorgehalte des Stahles bei gleichzeitig in der Nachblaseperiode ansteigenden Stickstoffgehalten des Eisenbades sind die Folgen.
  • Im Aufblasekonverter gelingt es leichter, Phosphor vor bzw. mit dem Kohlenstoff aus dein Eisenbad herauszufrischen. Beim »LD-Verfahren« wird so der Frischprozeß normalerweise mit der Kohlenstoffverbrennung beendet. Es konnte gezeigt werden, daß der Schmelzverlauf auch bei höher phosphorhaltigen Roheisensorten genauso zu führen ist. Man hat insbesondere, und eben dieses gelingt beim Aufblaseprozeß leicht, dafür zu sorgen, daß zu jedem Zeitpunkt des Blaseprozesses eine flüssige, basisch oxydierende Schlacke vorhanden ist. Das Fehlen der Nachblaseperiode ist also der wesentliche Grund dafür, daß der Stahl aus dem Aufblasekonverter im Sauerstoff- und Stickstoffgehalt niedriger als der Stahl aus dem bodenblasenden Konverter sein kann. Nun gelingt es nicht immer, den Aufblaseprozeß genau so zu lenken, daß z. B. mit beendeter Entkohlung der Phosphorgehalt im Stahl sehr niedrig, z. B. unter 0,035%, liegt. Ist der Kohlenstoff herausgefrischt, so ist praktisch der Prozeß beendet, oder aber man muß ihn zumindest durch neue Aufkohlung erneut in Gang bringen. Insbesondere ist der Aufblasekonverter weniger zu großen Blasquerschnitten als der bodenblasende Konverter geeignet, d. h., es ist nicht möglich, wie mit dem modernen bodenblasenden Konverter, 40 bis 60 t Roheisen innerhalb von etwa 12 bis 15 Minuten zu Stahl zu frischen. Die Treffsicherheit in niedrigen Phosphor-, Sauerstoff- und Stickstoffgehalten ist nicht sehr groß.
  • Gegenstand nachfolgend beschriebener Erfindung ist es, die Vorteile des Aufblasekonverters mit den Vorteilen des bodenblasenden Konverters zu verbinden. Es gelingt nämlich, im bodenblasenden Konverter eine Nachblaseperiode zur Entphosphorung dann zu vermeiden, wenn das phosphorhaltige Roheisen zunächst unter Vorhandensein einer flüssigen, basisch oxydierenden Schlacke bei vergleichweise niedriger Temperatur zum Zwecke einer teilweisen, möglichst weitgehenden Entphosphorung durch Aufblasen vorgefrischt wird. Hierbei brennt auch je nach Temperaturführung ein mehr oder minder großer Anteil Mangan und Silizium ab. Es ist zweckmäßig, diesen Vorfrischprozeß temperaturmäßig so zu führen, daß gleichzeitig mit der Entphosphorung eine gewisse Entkohlung des Roheisens zur Erzielung einer Baddurchwirbelung erfolgt. Dieses vorgefrischte Roheisen wird nunmehr, zweckmäßigerweise nach vorheriger Entschlackung, im bodenblasenden IZonverter verblasen. Da im bodenblasenden Konverter im wesentlichen nur noch der Kohlenstoff herausgeblasen wird, kann die Sauerstoffanreicherung des Gebläsewindes erheblich höher als bisher üblich getrieben werden, da die C-'%,-erbrennting für genügende Badbewegung und damit auch Wegführung von Fe0 in das Bad hinein sorgt. Auch kann eine den normalen Verhältnissen gegenüber größere Badhöhe ohne Gefahr des Aus-ZD el wurfes oder einer zu starken Stickstoffaufnahme durchgeführt werden. Dadurch, daß während des ganzen Prozesses Kohlenstoff verbrennt, und infolge der hochgradigen Sauerstoffanreicherung im Gebläsewind stellen sieh zwangläufig niedrige Stickstoffgehalte im Endprodukt ein, da einmal die Blasezeiten kurz und sowohl im Blasmittel wie im Abgas ein niedriger Stickstoffpartialdruck herrscht. Niedrige Sauerstoff-Z, Crehalte des Stahles ergeben sich dadurch, daß der Frischprozeß mit der Entkohlung beendet wird. Geht man von Roheisen mit an sich schon niedrigen Phosphorgehalten (Stahleisen) aus, so lassen sich auch besonders niedrige Posphorgehalte auf diese Weise im Stahl erzielen.
  • An einem Ausführungsbeispiel sei das erfindungsgemäße Verfahren noch einmal im einzelnen erörtert. Als Ausgangsroheisen dient ein Stahleisen mit 4,21/o C, 0161/o Si, 2,0% Mn, 0,15% P, 0,04% S.
  • Dieses Stahleisen wird in einem Vorfrischgefäß oder in einem Konverter, die beide basisch ausgebildet sind, durch Aufblasen von Sauerstoff vorgefrischt, und zwar wird sauerstoffangereicherter Wind oder auch technisch reiner Sauerstoff mit 98% verwendet. Beim Verblasen werden z. B. 2% Kalk und 2% Fe.041 wie Walzensinter od. dgl., und einige Flußmittel, wie Tonerde, Alkalien, zugegeben. Nach dem Vorblasen hat das Eisen etwa 4% C, kein Si, 0,8 bis 1% Mii, 0,07% P und 0,03511/o S. Die Schlacke hat andererseits 21 bis 28 % Mn 0, etwa 20 % Si 0., etwa 35 bis 40 % Fe 0 und 12 bis 19 % Ca 0. Al, 03, Mg 0.
  • Wenn-leich auch die Mangan- und E#isengehalte dieser Schlacke sehr hoch liegen, so bedeutet dieses doch keinen Nachteil, weil die Schlackenmenge durch die obenerwähnte außerordentlich geringe Zugabe an Kalk und Walzensinter sehr klein ist. Andererseits aber hat die Schlacke solche Gehalte an MnO und Fe0, daß sie ohne weiteres wieder zur Herstellung von Ferro-Mangan benutzt werden kann. Die Schlacke wird abgezogen, danach wird die Schmelze durch Bodenblasen in üblicher Weise weiterverarbeitet, und zwar ist es gleichfalls wieder zweckmäßig, sauerstoffangereicherten Wind mit 36 bis 50% Sauerstoff zu verwenden. Es werden wiederum auch Kalk und Flußmittel beigegeben.

Claims (2)

  1. PAT-ENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Stahl im Konverterverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Roheisenbad in einer ersten Frischstufe zum Zwecke einer teilweisen oder weitgehenden Entphosphorung in einem basischen Frischgefäß unter Führung einer flüssigen, basisch oxydierenden Schlacke durch Aufblasen vorgefrischt wird und in einer zweiten Frischstufe im bodenblasenden basischen Konverter unter Anreicherung des Gebläsewindes mit Sauerstoff zu Stahl gefrischt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfrischprozeß durch Aufblasen von technisch reinem Sauerstoff erfolgt. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die basisch oxydierende Schlackenführung des Vorfrischprozesses zum Zwecke der teilweisen oder weitgehenden Vorentphosphorung durch Zusätze von Al. 0.-haltigen, Ti0,-haltigen, alkalihaltigen, alkalische Erde enthaltenden und/oder Fluoriden durchgeführt wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchführung des Vorfrischprozesses im Aufblasekonverter die zweite Stufe des Frischprozesses im bodenblasenden Konverter unter stärkerer Anreicherung des Sauerstoffs, z. B. auf über 351/o, insbesondere auf über 40% 02 im Gebläsewind erfolgt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- durch gekennzeichnet, daß nach Durchführung des Vorfrischprozesses im Aufblasekonverter in der zweiten Stufe des Frischprozesses mit Zusätzen von Fluoriden und/oder Alkalien und/oder tonerdehaltigen Stoffen zum Kalikzusatz gearbeitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 939 690.
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WO1996006193A1 (de) * 1994-08-20 1996-02-29 Anton More Konverter und verfahren zum frischen von metallschmelzen im gegenstrom, insbesondere von roheisen zu stahl
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