DE1274600B - Oxygen inflation process for refining pig iron to steel - Google Patents

Description

Sauerstoffaufblaseverfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sauerstoffaufblaseverfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl, unter Verwendung niedriger Drücke von oder weniger als 6 atü und hoher Lanzenabstände bei Vorverlegung der Entphosphorung und unter zwischenzeitlichem Abschlacken der Schmelze bei Erreichen eines Phosphorgehaltes von 0,1 bis 0,25% und erneuter Zugabe von Kalk und Erz.Oxygen inflation process for refining pig iron to steel die The present invention relates to oxygen inflation methods for freshening from pig iron to steel, using low pressures of or less than 6 atü and high lance spacing when the dephosphorization is moved forward and under interim Deslagging of the melt when a phosphorus content of 0.1 to 0.25% is reached and renewed addition of lime and ore.

Es sind bereits derartige Verfahren bekannt, die in der Fachwelt Pufferschlackenverfahren genannt werden. Diese bekannten Pufferschlackenverfahren arbeiten mit einem relativ geringen Sauerstoffangebot, weil bei diesen Verfahren die Schlackenschicht erhalten bleiben muß und der Ablauf des Frischvorganges über die Schlacke erfolgt. Hierbei handelt es sich um einen relativ langsamen Vorgang, der trotz der großflächigen Verteilung des auftreffenden Sauerstoffs nur ein wesentlich geringeres Sauerstoffangebot zuzuführen gestattet als die gleichfalls bekannten LD-Verfahren, bei denen der Sauerstoff nach Durchstoßen der Schlackenschicht in das Bad eindringt und der Frischvorgang von einem brennfleckartigen Bereich ausgeht.Such processes are already known, the buffer slag processes in the technical field to be named. These known buffer slag processes work with a relative low oxygen supply, because the slag layer is preserved in this process must remain and the refining process takes place via the slag. Here it is a relatively slow process that despite the large area Distribution of the incident oxygen only a significantly lower oxygen supply allowed than the also known LD process, in which the oxygen after penetrating the slag layer into the bath and the refining process starts from a focal point-like area.

Das beim LD-Verfahren übliche Sauerstoffangebot liegt um 2,5 Nm3 Sauerstoff je Minute xt Roheisen. Die im Brennfleck entsprechenden hohen Temperaturen führen zu einer erheblichen Verbrennung von Eisen. Ein weiterer Nachteil des LD-Verfahrens besteht darin, daß die kurzen Blasezeiten, die bei dem Windfrischverfahren möglich sind, nicht erreicht werden. Den hierdurch bedingten Produktivitätsverlust hat man bisher aus Qualitätsrücksichten in Kauf genommen.The usual oxygen supply in the LD process is around 2.5 Nm3 oxygen per minute xt pig iron. The corresponding high temperatures in the focal point result to a significant burn of iron. Another disadvantage of the LD process is that the short blowing times, which are possible with the wind freshening process are not to be achieved. You have the resulting loss of productivity so far accepted for reasons of quality.

Das Pufferschlackenverfahren vermeidet zwar die starken Eisenverluste beim Frischen und gestattet eine besonders gute Entphosphorung und Entschwefelung, führt aber zu einer weiteren Verlängerung der Frischzeiten und zu einem schlechten Sauerstoffausnutzungsgrad.The buffer slag process avoids the strong iron losses when freshening and allows particularly good dephosphorization and desulfurization, but leads to a further extension of the fresh times and a bad one Oxygen utilization rate.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Frischzeiten stark zu verkürzen und außerdem den Eisenabbrand auf ein Minimum zu reduzieren.The present invention has set itself the task of the fresh times to shorten it significantly and also to reduce iron burn-off to a minimum.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sauerstoffzufuhr über eine oder mehrere Blaslanzen bis zum Abschlacken bei mindestens 4, vorzugsweise zwischen 4 und 10 Nm3 Sauerstoff je Minute xt Roheisen gehalten wird und in der Zeit nach dem Abschlacken entweder mit demselben Sauerstoffangebot oder dem normalen Sauerstoffangebot von 2,5 Nm3 Sauerstoff je Minute xt Roheisen weitergeblasen wird. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß trotz des hohen Sauerstoffangebotes dieser vollständig und mit einem ausgezeichneten Ausnutzungsgrad aufgenommen wird. Es war für die Fachwelt nicht vorauszusehen, daß ein Verfahren, was in seinem Verfahrensprinzip und in seinen äußeren Verfahrensmerkmalen so stark dem Pufferschlackenverfahren ähnelt, ein Sauerstoffangebot aufnehmen kann, welches über dem Sauerstoffangebot liegt, welches das LD-Verfahren verwenden kann, zumal das Pufferschlackenverfahren bekanntlich ein nicht unwesentlich geringeres Sauerstoffangebot ermöglicht als das LD-Verfahren und seine Varianten.This object is achieved according to the invention in that the oxygen supply via one or more blowing lances to deslagging at at least 4, preferably between 4 and 10 Nm3 oxygen per minute xt pig iron is kept and in the Time after the deslagging with either the same oxygen supply or the normal one Oxygen supply of 2.5 Nm3 oxygen per minute xt pig iron is blown on. It has surprisingly been found that despite the high oxygen supply this is recorded completely and with an excellent degree of utilization. It was not foreseeable by the professional world that a procedure, which in its procedural principle and so strongly the buffer slag process in its external process characteristics resembles, an oxygen supply can absorb, which is above the oxygen supply which the LD process can use, especially since the buffer slag process as is well known, enables a not insignificantly lower oxygen supply than that LD process and its variants.

Vermutlich ist diese überraschende Wirkung, die praktisch ausschließlich auf das hohe Sauerstoffangebot zurückgeht, dadurch bedingt, daß infolge der starken CO- und C02 Entwicklung beim Frischen, sobald diese eingetreten ist, sich eine starke Durchwirbelung von Schlacke und Bad und eine große Reaktionsfläche ergibt, ohne daß hierbei die hohen Brennflecktemperaturen des LD-Verfahrens entstehen.Presumably this surprising effect is practically exclusive goes back to the high oxygen supply, due to the fact that as a result of the strong CO and C02 development when freshening, as soon as this has occurred, a strong one Swirling of slag and bath and a large reaction surface results without that this creates the high focal point temperatures of the LD process.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch weiter ausgestaltet werden, daß zur Vergrößerung des Verhältnisses der Entphosphorungsgeschwindigkeit zur Entkohlungsgeschwindigkeit gleichzeitig mit dem Frischgas nicht mehr als 1,5 Nm3 eines nicht unter Volumenverminderung mit dem Metall reagierenden Rührgases, höchstens 2 Nm3 Luft je Minute xt Roheisen zugeführt werden.The method according to the invention can be further developed by that to increase the ratio of the dephosphorization rate to the rate of decarburization at the same time as the fresh gas no more than 1.5 Nm3 of one not under volume reduction stirring gas reacting with the metal, a maximum of 2 Nm3 air per minute xt pig iron are fed.

Im nachfolgenden wird die Erfindung an einigen Figuren erläutert.In the following, the invention is explained using a few figures.

F i g. 1 zeigt die nebeneinander ablaufenden Entphosphorungs- und Entkohlungsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der zeitlichen Frischgaszufuhr beim Frischen von Thomasroheisen; F i g. 2 zeigt den Einfluß eines gleichzeitigen Rühreffektes bei sonst gleicher Frischgaszufuhr für das Verblasen von Thomasroheisen; F i g. 3 stellt die Abbrandkurve einer Versuchsschmelze aus Thomasroheisen dar, bei der über den gesamten Blaseverlauf die erfindungsgemäß hohe Sauerstoffmenge aufgeblasen und mit einer begrenzten Rührgasmenge ein Rühreffekt hervorgerufen wird.F i g. 1 shows the dephosphorization and dephosphorization processes running side by side Decarburization speeds as a function of the fresh gas supply over time when freshening Thomas pig iron; F i g. 2 shows the influence of a simultaneous stirring effect with otherwise the same fresh gas supply for blowing from Thomas Roheisen; F i g. 3 shows the charring curve of a test melt Thomas pig iron, in which the high according to the invention over the entire course of the bladder Inflated amount of oxygen and a stirring effect with a limited amount of stirring gas is caused.

F i g. 1 zeigt den Einfluß der zeitlichen Frischgaszufuhr auf Entkohlungs- und Entphosphorungsgeschwindigkeit. Wenn z. B. Thomasroheisen unter Zugabe von Stückkalk im Aufblaseverfahren mit den üblichen zeitlichen Sauerstoffmengen gefrischt wird, ergeben sich Entphosphorungsgeschwindigkeiten, welche knapp unter 0,2% Phosphor je Minute liegen. Bei Steigerung des Sauerstoffangebotes auf 10 Nm3 je Minute xt Roheisen ergibt sich eine dreimal so hohe Entphosphorungsgeschwindigkeit, während die Entkohlungsgeschwindigkeit praktisch linear mit der Frischgaszufuhr ansteigt. Eine weitere Steigerung der Frischgaszufuhr führt zu keiner weiteren Verbesserung bei der Entphosphorungsgeschwindigkeit, weil dann die Kalkauflösungsgeschwindigkeit geschwindigkeitsbestimmender Faktor wird.F i g. 1 shows the influence of the fresh gas supply over time on decarburization and rate of dephosphorization. If z. B. Thomas pig iron with the addition of lump lime is refreshed in the inflation process with the usual temporal amounts of oxygen, dephosphorization speeds result which are just under 0.2% phosphorus per minute. When the oxygen supply is increased to 10 Nm3 per minute xt Pig iron results in a three times faster dephosphorization rate while the rate of decarburization increases practically linearly with the supply of fresh gas. A further increase in the fresh gas supply does not lead to any further improvement at the rate of dephosphorization, because then the rate of lime dissolution speed-determining factor becomes.

In F i g. 2 sind für gleiche Frischgaszufuhr die Abbrandkurven für Kohlenstoff und Phosphor beim Frischen hoch phosphorhaltiger Roheisen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergegeben worden. Die gestrichelte Kurve gibt die Verhältnisse beim reinen Aufblaseprozeß und die ausgezogene diejenige für den Fall wieder, bei dem gleichzeitig durch den Boden ein Rührgas (Luft) geblasen wurde. Es zeigt sich, daß beim Frischen und gleichzeitiger Zufuhr von Rührgas die Zunahme der Entphosphorungsgeschwindigkeit stärker ist als die Zunahme der Entkohlungsgeschwindigkeit, verglichen mit dem Blasen ohne Rührgas. Der Phosphor wird also in diesem Falle durch den angebotenen Sauerstoff bevorzugt verschlackt.In Fig. 2 are the combustion curves for the same fresh gas supply Carbon and phosphorus when refining high-phosphorus pig iron according to the invention Procedure has been reproduced. The dashed curve shows the conditions at pure inflation process and the one undressed in the event that at the same time a stirring gas (air) was blown through the bottom. It shows, that the increase in the rate of dephosphorization when freshening and the simultaneous supply of stirring gas is stronger than the increase in the rate of decarburization compared to blowing without stirring gas. In this case, the phosphorus is made up of the oxygen provided preferably slagged.

F i g. 3 zeigt eine Kleinkonverterschmelze aus Thomasroheisen, bei der über den gesamten Blaseverlauf mit der erfindungsgemäß hohen Sauerstoffzufuhr von etwa 10 Nm3 je Minute xt Roheisen geblasen wurde. Es konnte trotz der Verwendung von Stückkalk eine extrem niedrige Gesamt-Blasezeit von 5,5 Minuten erreicht werden. Wie das Diagramm zeigt, verschlackt der Phosphor außerordentlich schnell und war nach 3,5 Minuten bereits bei 1% Kohlenstoff bis auf 0,12 % entfernt. Die Schlacke enthielt zu diesem Zeitpunkt 6,6 % Gesamt-Eisen und 24,2 % Phosphorsäure. Nach dem Abschlacken und der Zugabe kleinstückigen Kalkes wurde mit der gleich hohen Sauerstoffzufuhr bis zum Erreichen der Fertiganalyse mit 0,05 % C und 0,024 % P fertiggefrischt. Die erstaunlich niedrige Frischzeit liegt noch weit unter der Blasedauer einer mit Sauerstoff angereichertem Wind betriebenen Schmelze im Thomaskonverter.F i g. 3 shows a small converter melt made from Thomas pig iron that over the entire course of the bladder with the high oxygen supply according to the invention of about 10 Nm3 per minute xt pig iron was blown. It could despite its use an extremely low total bubble time of 5.5 minutes can be achieved with lump lime. As the diagram shows, the phosphorus slagged extremely quickly and was after 3.5 minutes at 1% carbon removed down to 0.12%. The slag at this point contained 6.6% total iron and 24.2% phosphoric acid. After this Deslagging and the addition of small pieces of lime was done with the same high oxygen supply Freshly freshened with 0.05% C and 0.024% P until the final analysis is reached. The astonishingly low fresh time is still well below the blowing time of one with Oxygen-enriched wind powered melt in the Thomaskonverter.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Sauerstoffaufblaseverfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl unter Verwendung niedriger Drücke von oder weniger als 6 atü und hoher Lanzenabstände bei Vorverlegung der Entphosphorung und unter zwischenzeitlichem Abschlacken der Schmelze bei Erreichen eines Phosphorgehaltes von 0,1 bis 0,25 % und erneuter Zugabe von Kalk und Erz, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sauerstoffzufuhr über eine oder mehrere Blaslanzen bis zum Abschlacken bei mindestens 4, vorzugsweise zwischen 4 bis 10 Nm3 Sauerstoff je Minute xt Roheisen gehalten wird und in der Zeit nach dem Abschlacken entweder mit demselben Sauerstoffangebot oder dem normalen Sauerstoffangebot von 2,5 Nm3 Sauerstoff je Minute xt Roheisen weitergeblasen wird. Claims: 1. Oxygen inflation process for refining pig iron to steel using low pressures of or less than 6 atmospheres and higher Lance distances when the dephosphorization is moved forward and under interim Deslagging of the melt when a phosphorus content of 0.1 to 0.25% is reached and renewed addition of lime and ore. that the oxygen supply via one or more blowing lances to deslagging at least 4, preferably between 4 to 10 Nm3 oxygen per minute xt pig iron is held and in the time after the deslagging either with the same oxygen supply or the normal oxygen supply of 2.5 Nm3 oxygen per minute xt pig iron is blown on. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung des Verhältnisses der Entphosphorungsgeschwindigkeit zur Entkohlungsgeschwindigkeit gleichzeitig mit dem Frischgas nicht mehr als 1,5 Nm3 eines nicht unter Volumenverminderung mit dem Metall reagierenden Rührgases, höchstens 2 Nm3 Luft je Minute xt Roheisen zugeführt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 800 303; deutsche Auslegeschrift Nr. 1003 242; französische Patentschriften Nr. 1168 089, 1130 096, 1133 958; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1957, S.1277 bis 1283 und 1296 bis 1303.2. The method according to claim 1, characterized in that for Increase in the ratio of the rate of dephosphorization to the rate of decarburization at the same time as the fresh gas no more than 1.5 Nm3 of one not under volume reduction stirring gas reacting with the metal, a maximum of 2 Nm3 air per minute xt pig iron are fed. Publications considered: German Patent No. 800 303; German Auslegeschrift No. 1003 242; French patent specification no. 1168 089, 1130 096, 1133 958; "Stahl und Eisen" magazine, 1957, pages 1277 to 1283 and 1296 to 1303.