DE2238316A1

DE2238316A1 - Verfahren zum durchblasen einer metallschmelze mittels darin eingetauchter duesen

Info

Publication number: DE2238316A1
Application number: DE19722238316
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1971-08-04
Filing date: 1972-08-03
Publication date: 1973-02-22
Also published as: JPS4825617A; LU65849A1; SU470973A3; FR2147862A1; FR2147862B1; BE787143A; CA985053A; GB1401855A

Description

or.-;.,·',. R. Rfr- r ,:; τ. 310-19-l89P 3- August 1972

Verfahren zum Durchblasen einer Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchblasen eines oxydierenden Gases, z. B. reinen Sauerstoffes, durch eine Schmelze zu frischenden Metalls mittels darin eingetauchter Düsen. Dieses Verfahren soll im Oxydations- und Aufheizungsbereich wirken und insbesondere beim Frischen einer Eisen- oder Stahlschmelze den roten oder braunen Eisenoxydraudiverringern oder sogar praktisch verhindern.

Die Entwicklung dieses Eisenoxydrauches hat zwei Nachteile;

a) Sie verschmutzt die Umgebungsluft, .

b) sie ergibt einen Verlust an Eisen.

Bei den bekannten Verfahren zum Durchblasen einer Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen erfolgt die

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Entwicklung dieses Eisenoxydrauches in den herkömmlichen Bessemer- oder Thomas-Konvertern, in; geringem MaBe beim Blasen mit gewöhnlicher Luft, aber in beträchtlichem Maße beim Blasen mit sauerstoff-angereicherter Luft.

In jüngerer Zeit sind Verfahren zum Blasen mit reinem Sauerstoff durch den Konverterboden bekanntgeworden, bei denen die Abnutzung der Düsen dadurch verzögert wird, daß an ihrem Umfang, vom Blasstrahl getrennt, ein Schutzfluid eingeblasen wird; auch diese Verfahren entwickeln sehr viel Eisenoxydrauch.

Bei den verschiedenen Arten des Blasens durch eingetauchte Düsen besteht ein bekanntes Mittel, die Menge des ausgeworfenen Eisenoxydrauches zu verringern, darin, dem oxydierenden Gas oder dem Sauerstoff des Haupt-Blasstrahls ein kühlendes, vorzugsweise durch endotherme Dissoziation kühlendes Gas wie z. B. Wasserdampf beizumischen. Aber die Erfahrung zeigt, daß man, um den Eisenoxydrauch in einem in der zweifachen Hinsicht auf die Umweltluft-Verschmutzung und auf den Eisenverlust befriedigenden Ausmaß zu verringern, beträchtliche Mengen dem Sauerstoff beigemischten KUhlgases einblasen muß, und dann wird die Wärmebilanz der Umwandlung von Eisen in Stahl viel ungünstiger.

Wenn man die vorerwähnte Lösung wegen des Nachteils, daß ihre Wärmebilanz schlecht ist, und wegen anderer damit verbundenen. Nachteile ausscheidet, dann bleibt nur übrig, den Konverter mit einer Einrichtung zum Einfangen und Entstauben des Rauches auszurüsten, und das erfordert beträchtliche Anlagekosten.

Die Erfindungsaufgabe 1st, die Bildung von Oxydrauoh^der

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beim Durchblasen einer zu frischenden Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen anfällt, beträchtlich zu verringern oder gar zu verhindern.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Durchblasen einer Metallschmelze mittels darin eingetauchter Düsen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,daß (Vermerk für Anmelderin: Hier müßte u.E. nicht der in der Anmeldungsbeschreibung, Seite 2, Zeile £o,bis Seite 5, Zeile 4, angegebene Wortlaut,der ja dem ursprünglichen, nicht mehr gültigen Anspruch 1 gleicht, folgen, sondern das Kennzeichen des mit dem Briefe vom 23.6. uns übersandten Anspruches 1,

(Weiterer Vermerk für· Anmelder in: Auch der Text der Beschreibung, Seite 3, Zeilen 5-13* der ja den ursprünglichen, nicht mehr gültigen Ansprüchen 1-7 folgt* sollte u.E. ersetzt werden durch einen Wortlaut, der den nunmehr gültigen, neuen Ansprüchen 2-7 folgt. Wir schlagen daher statt seiner den folgenden Text vor):

Der erste Strahl kann aus Druckwasser öder aus einem Trägergas mit darin schwebendem zerstäubtem Wasser oder aus einer chemisch reduzierenden Flüssigkeit bestehen.

Die chemisch reduzierende Flüssigkeit kann Kohlenstoff enthalten.

Diese kohlenstoffhaltige Flüssigkeit kann Heizöl oder sie kann Wasser oder Heizöl mit darin schwebendem, pulverförmiger, festem Kohlenstoff sein. ·

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(Vermerk für Anmelderin: Von hier an, also von Seite 3, Zeile 14, an folgen wir genau dem Text der Beschreibung).

Einer der Hauptvorteile der Erfindung ißt, daß die Verminderung oder Verhinderung des roten Rauches mit verhältnismäßig kleinen Mengen an Erst-Fluid erreicht wird. Erstens nämlich wirkt dieser Erststrahl genau im Herzen des Bereiches der Aufheizung, die durch den Zweitstrahl, das oxydierende Gas, vor der Mündung der Düse entsteht; und zweitens übt der Erststrahl auf diesen Zweitstrahl hinter

stromabwärts

der DüsenmUndung^/eine Erweiterungs-Wirkung aus und bewirkt so eine Vergrößerung des Aufheizungsbereiches, also dank der Verteilung dieses Bereiches auf ein größeres Volumen der Masse der Metallschmelze eine Verringerung der Höchsttemperatur.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der Jedoch nur dann erzielt wird, wenn der Erststrahl ein chemisch reduzierendes Fluid ist, besteht darin, daß dieses eine reduzierende Wirkung auf die im Aufheizungsbereich vorhandenen Oxyde ausübt und daß, wenn der reduzierende Bestandteil in vom Erststrahl herangebrachtem Kohlenstoff besteht, die Reduktion der Oxyde ein warmeverbrauchender Vorgang ist. So wird bei z. B. als Heizöl eingebrachtem Kohlenwasserstoff die KUhI-w irkung im Herzen des Aufheizungsbereiches einerseits von Kracken der Kohlenwasserstoffmoleküle und andererseits von der wärmezehrendeη Reduktion der Oxyde^wie ζ. Β. des Eisen,·,Mangan-, Silizium-Oxyds usw., durch den beim Kracken entstandenen Kohlenstoff hervorgerufen, und dies mitten im Aui'heizungsbereich, genau dort, wo die hohe Temperatur die Reduktion der verschiedenen Oxyde durch den Kohlenstoff begünstigt.

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Die Wirkung des Erst-Fluids ist also sehr großj und daher sind die nötigen Mengen dieses Erst-Fluids verhältnismäßig klein und für die Wärmebilanz der Umwandlung weniger schädlich als die bekannten Verfahren, welche mit Mischungen wie z. B. Sauerstoff und Wasserstoff arbeiten. So ist, wenn phosphorreiches Roheisen, sogenanntes Thomaseisen, durch Sauerstoff-Blasen von unten gefrischt werden soll, der außer dem Üblichen Kalk-Zusatz notige Kühlschrott-Zusatz (für einen Konverter von 20 t)

-120 kg je Tonne Roheisen beim Blasen eines Gemisches aus gleichen Rauinteilen Sauerstoff und Wasserstoff durch Thomasbirnen-Düsen mit einfacher Zufuhr, wobei sehrjwenig Oxydrauch entsteht,-

- 300 kg je Tonne Roheisen beim erfindungsgemäßen Blasen durch Düsen mit dreifacher, voneinander getrennter Zufuhr, d. h. Düsen mit einem Erststrahl aus Heizöl, einem Zweitstrahl aus reinem Sauerstoff und einem Drittstrahl aus Heizöl, wobei sehr wenig Oxydrauch entsteht,

- 450 kg je Tonne beim Blasen durch Düsen mit zweifacher Zufuhr, d. h. Düsen mit einem Erststrahl aus reinem Sauerstoff und einem Zweitstrahl aus Heizöl, wobei viel Oxydrauch entsteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ebenso gut für Thomaskonverter, welche gewöhnliche Luft oder sauerstoffangereicherte Luft mittels eines Düserib.odens einblasen, wie für Konverter neuerer Bauarten, die ohne Düsenboden und mit höherem Druck mittels Düsen mit zweifacher, getrennter Zufuhr, d. h. mittels DUaenjblasen, welche in ihrer Mitte einen Strahl oxydierenden Gases und an ihrem Umfang einen Strahl eines den DUsenmund schützenden Fluids einblasen. In allen Fällen genügt es, in der Achse Jeder Düse ein

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zusätzliches Rohr von kleinerem Durchmesser als dem des umgebenden Rohres anzuordnen und es getrennt mit einem besonderen Fluid zu speisen, das die Bildung von Eisenoxydrauch vermindern oder verhindern soll.

Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren ebensogut für Düsen, die im Boden des Konverters angeordnet sind, wie für Düsen, die seitlich in der Auskleidung angeordnet sind und waagerecht oder schräg unter dem Schmelzenspiegel einblasen. Notfalls können einige von ihnen auch in der Höhe des Schmelzenspiegels oder selbst oberhalb des Schmelzenspiegels angeordnet sein, wenn das in gewissen Fällen nützlich erscheint.

Dem Verständnis der Erfindung diene die folgende Beschreibung eines - keineswegs, allein möglichen - Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Frischen von Roheisen zu Stahl mittels Düsen mit dreifacher getrennter Zufuhr, nämlich mit einem ersten Strahl aus Heizöl, das die Bildung von Eisenoxydrauch vermindert oder verhindert, mit einem zweiten Strahl aus reinem Sauerstoff, der das Frischen bewirkt, und mit einem dritten Strahl aus Heizöl, das den Düsenmund schützt.

Die - einzige - Zeichnung zeigt einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine Düse für die Ausführung dieses Verfahrdns.

Die gußeiserne oder stählerne DUsenbodenplatte 1 trägt das Bodenfutter 2. Ein ringförmiges Stück 3 ist an der Platte 1 befestigt und hält die Düse; diese enthält drei konzentrische Rohre h, 5 und 6.

Das Rohr 4 ist die Leitung für das Erst-Fluid, das hier Heizöl ist und bei γ eingeführt wird.

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Das Rohr 5 ist die Leitung für das Zweit-Fluid, das reiner Sauerstoff ist und das bei 8 eingeführt und durch das Stück 9 abgeführt wird. Das Rohr 6 ist die Leitung für das Dritt-Fluid, das aus Heizöl besteht und bei 10 eingeführt und durch das Stück 11 abgeführt wird.

Bei 12 kann man zwischen zwei Blasvorgängen ins Rohr 4 hineingelangen und die noch vorhandene Länge der Düse messen, indem man eine am Ende umgebogene, mit Meßskala versehene Stange einführt.

Natürlich sind, wie nötig, alle diese Leitungen geschlossen, und zwar durch an sich bekannte (hier nicht dargestellte) Mittel.

Im Verhältnis zur Durchsatzmenge reinen Sauerstoffes betfagt die Erst-Menge Heizöl, d. h. des Heizöls, welches <Üe <Las Entstehen von Eisenoxydrauch nahezu völlig verhindert, etwa f5 g/Nnr Sauerstoff beim Verbrennen des Siliziums und d«8 Kohlenstoffes von Thomas-Eisen, da das Kohlendioxyd als ührägergas für das flüchtige Eisen dient. ;Sie fällt auf 40 und selbst auf j50 g/Nm^ Sauerstoff beim Verbrennen des Phosphors ab. Diese Erst-Menge ist übrigens nach Wunsch einstellbar, Je nach dem Aussehen des Rauches am Konvertermund.

Parallel dazu wird die dritte Menge, d. h. die Menge des Heizöls, das den Düsenmund schützen soll, ständig auf etwa 5¹Hi g/Mnr Sauerstoff eingestellt. Diese Menge kann sehr leicht verringert werden, wenn die Düse sich teilweise zu verstopfen neigt; sie kann aber auch vergrößert werden, wenn die Düse

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sich zu schnell zu verschleißen neigt, was man von Zeit

kth zu Zeit durch das Zugangsvl2 nachprüft.

Natürlich kann man sich^ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, in Einzelheiten Abwandlungen und Verbesserungen denken und selbst die Anwendung äquivalenter Mittel erwägen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Durchblasen eines oxydierenden Gases, ζ. B. reinen Sauerstoffs, durch eine Schmelze eines zu frischenden Metalls mittels darin eingetauchter Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte Jeder Düse ein erster Strahl eingeführt wird, der gesondert gespeist wird und aus einer Flüssigkeit oder aus einem Gas, welches FlUssigkeibstropfen in Schwebeform enthält, besteht und der den Metalloxydrauch ver-' mindert oder verhindert, weLcher In der Schmelze durch den aus dem oxydierenden Gas bestehenden zweiten Strahl entstehen könnte, wobei dieser zweite Strahl den ersten Strahl umgibt, ohne sich mit ihm zu mLseheη.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge) kennzeichnet, daß der erste Strahl aus Druckwasser besteht.

3. Verfahren nach Anspruch !,dadurch güicurmzelchnetjClaQ der erste Strahl aus einem Trügergnn mit darLn schwebendem zerstäubtem Wasser besteht.

4. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strahl aus einer chemisch reduzierenden"Flüssigkeit besteht. .»...·

5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch reduzierende Flüssigkeit Kohlenstoff enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffhaltige Flüssigkeit Heizöl ist.

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- ίο - .

7. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffhaltige Flüssigkeit Wasser oder Heizöl mit darin schwebendem pulverisiertem festen Kohlenstoff i's\.

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ORIGINAL INSPECTED