DE3218975A1 - Verfahren zum frischen von eisen in sauerstoffkonvertern mit zusaetzen natriumcarbonat-haltiger materialien - Google Patents
Verfahren zum frischen von eisen in sauerstoffkonvertern mit zusaetzen natriumcarbonat-haltiger materialienInfo
- Publication number
- DE3218975A1 DE3218975A1 DE3218975A DE3218975A DE3218975A1 DE 3218975 A1 DE3218975 A1 DE 3218975A1 DE 3218975 A DE3218975 A DE 3218975A DE 3218975 A DE3218975 A DE 3218975A DE 3218975 A1 DE3218975 A1 DE 3218975A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sodium carbonate
- slag
- sodium
- bath
- blowing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/36—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/32—Blowing from above
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
- C21C7/0645—Agents used for dephosphorising or desulfurising
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
Leinweber & Zimmermann
Roeenthal 7 / ||. Aufg.
D - 8000 München 2 t.
19. Mai 1982
NUOVA ITALSIDER S.p.A., Genua/Italien
Verfahren zum Frischen von Eisen in Sauerstoffkonvertern
mit Zusätzen Natriumcarbonat-haltiger Materialien
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Frischen von Eisen in Sauerstoffkonvertern mit Zusätzen Natriumcarbonathaltiger
Materialien.
Moderne Konvertierungsverfahren, nämlich LD (BOF), LD-AC, KALDO usw., bei denen Sauerstoff von oben eingeblasen wird, sowie
solche, bei denen der Sauerstoff von unten zugeführt wird, nämlich OBM (Q BOP), LWS usw., haben Grenzen bezüglich der
Leistungsfähigkeit der Entschwefelung und Phosphorentfernung.
Diese Grenzen, die nur mäßige Beseitigung von Schwefel und Phosphor aus dem Metallbad erlauben, lassen einen einerseits
nicht die Anforderungen von Stählen an hohe Qualität und mechanischen Eigenschaften, wie Zähigkeit oder Festigkeit, erfüllen,
und andererseits wäre es bei der gegebenen Verschlechterung der Ausgangsmaterialien, vor allem der fossilen Brennstoffe
hinsichtlich Schwefel- und Phosphorgehalt, unter dem Druck der gegenwärtigen Energiekrise angebracht, die verfügbaren
ohne allzu große Beschränkungen einzusetzen.
In jüngerer Zeit gibt es eine Tendenz, diesen Schwierigkeiten durch Einführen von Behandlungen nach und vor dem Verfahren der
Stahlerzeugung im Konverter gegenzusteuern, d.h. neue Verfahren, die in den metallurgischen Zyklus eingefügt werden und die Bildung
von höherwertigen Produkten erlauben. Nur in einigen wenigen Fällen war man in der Lage, solche Behandlungen anzuwenden, die
auch die Vorteile des Einsatzes weniger wertvoller fossiler Brennstoffe zulassen.
Die am flüssigen Eisen durchgeführten Behandlungen erlauben im allgemeinen eine Senkung des Schwefelgehalts, aber erst in
jüngerer Zeit werden andere Behandlungen in die Praxis eingeführt, die eine Senkung des Phosphorgehalts zulassen. Im späteren
Verlauf, d.h. am Stahl, durchgeführte Behandlungen haben im allgemeinen andere Zwecke, wie Entoxidieren, Entgasen usw.,
können aber auch die Bildung von Schwefeleinschlüssen in Kügelchen
und auch die weitere Senkung des Schwefelgehalts usw. und zuweilen auch des Phosphorgehalts ermöglichen.
Es ist augenscheinlich, daß eine Zunahme der Zahl der grundlegenden
Prozesse auch die Komplexität des Produktionszyklus und allgemein die Kosten der Stahlerzeugung erhöht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es nun, dieser vorstehend
angegebenen Tendenz nicht zu folgen, sondern andere Möglichkeiten der Sauerstoffumwandlung anzuwenden, die bis
jetzt nicht in Betracht gezogen worden sind und aufgrund des Fehlens eines bequemen Weges der Einführung in die Praxis
nicht angewandt worden sind, die sich für industrielle Prozesse eignete. Es wird gezeigt werden, daß beim erfindungsgemäßen
Verfahren, wie bei dem mit der Stahlerzeugung im Konverter befaßten Teil, der ausführlich nachfolgend beschrieben
werden wird, auch das Kühlen und das Behandeln von Rauch, das Behandeln von Wasser und Sedimenten usw. vorgesehen sind.
Um die Grenzen der gegenwärtigen Konvertierungsverfahren am gründlichsten zu veranschaulichen, die bekanntlich auf Schlacken
basieren, die hauptsächlich Verbindungen von Calcium und Magnesium als basische Verbindungen enthalten, sowie solche,
die durch Oxidation der im Metallbad enthaltenen Elemente gebildet werden, wie MnO, sollte man die folgende Bezietmng betrachten,
die die in der Zeiteinheit pro Volumeneinheit entfernte Materialmenge (Schwefel oder Phosphor) liefert.
Der Index "i" bezieht sich auf Schwefel oder Phosphor. In den folgenden Symbolen beziehen sich die runden Klammern auf die
Schlacke und die eckigen Klammern auf das Metallbad.
dn
1 _
η;
worin
Anzahl der vom Metallbad in die Schlacke transportiertierten Mole,
M. = Atomgewicht des Elements
= Massenkoeffizient des Metalltransports β,.. = Massenkoeffizient des Transports der Schlacke
{_ Xj_7 = Gewichtskonzentration des Metalls
(X^) = Gewichtskonzentration der Schlacke
h± = Verteilungskoeffizient
Q = Menge der Schlacke
Q = Menge der Schlacke
-A-
A = Reaktionsoberfläche
m = Masse des flüssigen Bades
Somit hängt die Menge des entfernten Schwefels und Phosphors, wie aus Formel (1) zu ersehen, von drei Faktoren ab:
1) der Abweichung der tatsächlichen Bedingungen im Bad von den Gleichgewichtsbedingungen mit der Schlacke, gemessen gemäß
Z"X±_7 - (X1) / ^1
2) der spezifischen Oberfläche, durch die die Masse transportiert wird: A/m
3) den Massenkoeffizienten des Austausche ß/j\ und ß/-j η
Eine jüngere Tendenz, die gegenüber bekannten Verfahren neu ist, und die Einführung einer Reihe neuer Verfahren ausgelöst hat,
schlägt vor, den Kontakt zwischen den Phasen Schlacke-Metallbad durch eine Intensivierung der Bewegung zu verbessern, um die
entschwefelnde und von Phosphor befreiende Kapazität der Schlacken besser auszunutzen.
Beispiele für neue Verfahren sind solche, die als LBE, LD-OB, LDKG, LD-STD, LD-CL bezeichnet sind und das als Einblasen in
nichtstationärer Weise bezeichnete, in der italienischen Patentschrift Nr. 968 129 (bzw. der deutschen Patentanmeldung
P 23 42ΟΟ3.3-24) beschriebene; im allgemeinen wirken diese Verfahren
zur Verbesserung des Grades der Vollständigkeit der Umsetzungen mit der Schlacke im Verlauf des Einblasens vorzugsweise
gemäß der Transportgleichung, die die Austauschoberfläche repräsentiert, d.h. A/m.
Diese Verfahren ermöglichen die gleichzeitige Erzielung sowohl des Vorteils einer größeren Beseitigung von Schwefel und Phosphor
I Il t I · I I I ·■ ·
I1II III
> · ·
I I III I · · ■ · ··
a iii · ■ ι · ·
aus dem Bad, als auch eine Senkung der Menge oxidierten Eisens. Daher ermöglichen die gleichen Verfahrensmechanismen bei hohem
Mischgrad die Reduzierung der Oxidation des Eisens in der Endphase. Dennoch erfolgen bei allen betrachteten Verfahren die
Entschwefelung und die Befreiung von Phosphor zusammen mit anderen Reaktionen nach der Oxidation von Silicium und Mangan
durch Schlacken, die basische Oxide, wie CaO und MgO,enthalten, aus geeigneten Zusatzmaterialien stammend: Kalk, Kalkstein,
Kalkspat, gebrannter Dolomit usw. Weitere Verbindungen anderer Materialien können auch als Verunreinigungen enthalten sein
oder aus synthetischen Schlacken stammen.
Zu beachten ist, daß in der derzeitigen industriellen Praxis vor der vorliegenden Erfindung das Entschwefelungs- und
Entphospho rungsvermögen von Natriumverbindungen, wie Natriumcarbonat,
unbeachtet geblieben ist. Diese letzte Verbindung, das einfache Na2O, die aus der Zersetzung des Carbonate erhalten
wird, hat starkes Entschwefelungs- und Entphosphorungsvermögen; beide Verbindungen eignen sich zur Verwendung in
oxidierender Umgebung. Als Schlackenbestandteil hat Na2O eine
sehr hohe Gleichgewichtskonstante K für die Entschwefelungsund Entphosphorungsreaktionen (Na+).
Der Verteilungskoeffizient (η) von Schwefel und Phosphor zwischen
der Schlacke und dem Metallbad hängt von den die Schlacke bildenden Verbindungen über die Gleichgewichtskonstante Kj ab,
wobei das Symbol (j) einen basischen Bestandteil der Schlacke bezeichnet.
Er wird aus dem folgenden Ausdruck erhalten, der für die Entschwefelung
gilt:
β . K (*0 —) ( f·β)
(f0
* · att
Da Kj jeweils der Einzelwert der thermodynamisehen Konstanten
der fundamentalen Reaktionen ist, geben die von R.G. Ward berichteten
Werte von Kj das Entschwefelungsvermögen der verschiedenen Ionen relativ zu Ca + an, wofür der Wert mit 1 angesetzt
ist. So findet man, daß, während Fe++, Mn , Mg ein geringeres
Entschwefelungsvermögen als Ca haben, das Entschwefelungsvermögen des Natriumions 1070mal größer ist.
Ein erstes Ziel de s beanspruchten Verfahrens besteht darin, die Sauerstoffkonvertierung in Gegenwart von Schlacken durchzuführen,
die auch Verbindungen des Natriums, wie Na-O enthalten, und zu diesem Zwecke werden bei dem neuen Verfahren dem Konverter Materialien
zugesetzt, die auch Natriumverbindungen enthalten, insbesondere Natriumcarbonat alleine oder im Gemisch mit anderen Materialien
unter geeigneten Bedingungen.
Unter Berücksichtigung der Beziehung (1) erlaubt es das vorgeschlagene
Verfahren, überwiegend mit dem Term rt. zu arbeiten,
d.h. mit dem sog. Gleichverteilungskoeffizienten.
Da die eingesetzten Natriumverbindungen in der oxidierten Form als Na2O erscheinen, entstehend aus der Zersetzung des Carbonate
gemäß der Reaktionsgleichung
Na2CO3 * Na2O + CO2 (2) ,
gibt es keine Gründe, die ihre Verwendung unter den physikalischen
oxidierenden Bedingungen verbieten würden, die in den anfangs genannten Konvertern auftreten, d.h. zumindest unter
thermodynamischem Gesichtspunkt.
Während der Konvertierung sind die Temperaturen so, daß das Verdampfen
von in dem System eingetauchten Natriumverbindungen eher begünstigt wird als ihr Verbleiben als Schlackenkomponenten.
Diese Schwierigkeit wird durch das beanspruchte Verfahren überwunden.
Tatsächlich sind die Schmelztemperatur (.T) und der Siedepunkt (T ) des Na3O jeweils
TM = 917°c Tb = 1275°c
Pig. 1 zeigt den Temperaturverlauf des Metallbades und der Schlacke sowie den Verlauf der Bad-Zusammensetzung, wofür ein
Vergleich der beiden Figuren (Fig. 2) nützlich sein kann.
Von der Verwendung von Natriumcarbonat als Schlackenentschwefelungsmittel
ist gut bekannt, daß es zur Erzielung eines guten Ergebnisses notwendig ist, die Verbindung in einer großen Tiefe
einzuführen.
Dies hat den Zweck, Kontakt mit dem Eisen zu ermöglichen, bevor
die auch bei diesem Verfahren vorliegenden Bedingungen das Verdampfen des Entschwefelungsmittels in die Atmosphäre verursachen.
Bekannt ist auch, daß eine analoge Technik für Magnesium beim Entschwefeln gewählt wird, da dieses Element einen niedrigeren
Siedepunkt als die Einsatztemperatur (T_ = 11070C) hat.
Bekannt ist auch eine weitere Technik der Verwendung von Magnesium,
die darin besteht, Materialien zu verwenden, die mit Magnesium in geeigneten Größen imprägniert sind, Materialen,
von denen das Magnesium selbst allmählich freigesetzt wird und die Entschwefelungswirkung ausüben kann, bevor es in die Atmosphäre
darüber verdampft. Leider war es nicht möglich, solche bei Magnesiumverbindungen angewandten Techniken in gewissem
Umfang auch auf Natriumverbindungen anzuwenden.
Somit besteht ein zweites charakterisierendes Ziel der Erfindung darin, unter den in den Konvertern vorherrschenden physikalischen
Bedingungen anzugeben, in welcher Weise die Natriumverbindungen in der Schlacke zuzusetzen sind, trotz ihrer verhältnismäßig
tiefen Siedepunkte.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß während dem Einblasen von Sauerstoff in das flüssige Bad von oben her
im Falle von Konvertern des LD-Typs Materialien eingeführt werden, die Natriumcarbonat in Form von Briketts angemessener Größe
: "--'I Γ':'Ο,/ 321837 5
enthalten, die als Ergebnis ihres allmählichen Inlösunggehens
in der Schlacke zur Entschwefelung und Entphosphorung beitragen.
Bei den vorgeschlagenen Verfahren laufen die obigen Reaktionen, soweit derzeit bekannt, über die Verbindung Na3O, die aus dem
in den Zusätzen enthaltenen Natriumcarbonat stammt.
Neben der Reaktion (2) laufen folgende Reaktionen ab:
3) 2 Na2CO3 + Si ■* 2 Na3O + SiO2 + CO
4) Na2CO3 + Si ·>
Na2O + SiO3 + C
Das Siliciumdioxid reagiert wieder mit Na3O gemäß folgender Umsetzung:
5) Na2O + SiO2 ■>
Na3SiO3
So ergibt sich die Bildung einer an Na3O reichen Schlacke, was
zur Entschwefelung und Entphosphorung gemäß den folgenden Reaktionen beiträgt:
6) 3Na2O + 2P + 50 ->
Na2O . P2O5
7) Na2O + PeS ■* Na3S + FeO
Während der Zugabe der obigen Materialien zum Konverter kommt es vor, daß die festen Teilchen durch den Gas- oder Rauchstrom
nach oben gerissen werden, da diese Gase oder der Rauch aufgrund des Einblasens erhebliche Geschwindigkeiten erreichen.
Dieser negative Einfluß kommt zur Verdampfung hinzu, die auf die Zersetzung des Natriumcarbonats bei hohen Temperaturen folgt.
Berücksichtigt man dies, findet man, daß ein weiteres Ziel des erfindungsgemäß beanspruchten Verfahrens darin liegt, das Mitreißen
von Feinteilen zu vermeiden. Aus diesem Grunde gibt man während des Sauerstoffeinblasens von oben im Falle von Konvertern
des LD-Typs Gemische verschiedener Materialien mit Natriumcar- 1
bonat in Brickettform geeigneter Durchschnittsgrößen zu, aber i
so, daß der Anteil derer mit durchschnittlichen Abmesssungen I under 10 mm sehr begrenzt ist. Bekanntlich erfolgt die Entschwefelung
und Entphosphorung in den Konvertern beim Einblasen von oben entweder in der Aufprallzone, insbesondere gegen
die Seitenoberfläche der Zone, wo Bewegungen entstehen, die die Schlacke mitreißen, wodurch sie mit dem flüssigen Metall
in Berührung gebracht wird,oder in der Emulsion aus Schlacke-Metall-Gas,
die aus dem Bad herauskommt, wo Teilchen aus flüssigem Metall, durch die Sauerstoffströme erzeugt und bewegt, ge- i
bildet werden und für eine bestimmte Zeit bleiben; in beiden Fällen erfolgt der Materialaustausch aus oder gegen Teilchen geringer
Größe.
Daher ist ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung das Dispergieren
des Entschwefelungs- und Entphosphorungsmittels Natriumcarbonat, was durch Verteilen des letzteren in Form
fester Gemische mit anderen Substanzen erfolgt.
Zieht man die normalerweise angewandten Fabrikationsmöglich- keiten
und die am allgemeinsten verwendeten Materialien in Betracht, können diese anderen Substanzen CaCO3, CaO, MgO, MgCO3,
Eisenoxide, durch Konvertieren erhaltene Schlacken usw. sein. ;;
Es ist augenscheinlich, daß die Verwendung dieser Arten von Gemisch sowie die Möglichkeit der Verwendung einer Verbindung,
die bei den Temperaturen der Zwischenphase der Konvertierung ώ
stark flüchtig ist, den Vorteil der Erhöhung der Anzahl der § ReaktionsZentren hat. So gelingt es, die Reaktionen 6) und 7) ;
zu beeinflussen, was ihre Leistungsfähigkeit bezüglich des zweiten Faktors gemäß Beziehung 1) erhöht, d.h. die spezifische
Austäuschoberfläche. Dies wird durch genaue Dimensionierung der Briketts erreicht.
Was den Vorgang der Schlackenbildung betrifft, so ist es auch aus zahlreichen Untersuchungen bekannt, die durchgeführt wurden,
daß das Inlösunggehen von Kalk in der Schlacke durch die Bildung von Calciummet_asilikat und -orthosilikat an den Oberflächen
der Kalkteilchen in Kontakt mit der Schlacke erschwert wird. Die Sperre aus Silikaten, die Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt
sind, erschwert letztlich ihr InlÖsunggehen. Bei der derzeitigen Konvertierungspraxis werden, um diesen Effekt herabzusetzen,
Substanzen, wie CaF2,oder andere Substanzen,die ähnliche Eigenschaften haben, zugesetzt, oder man überläßt dem FeO
die Bildung von Verbindungen, die bei Betriebstemperatur in flüssigem Zustand sind. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es möglich, unter Vermeidung der Verwendung dieser Materia lien die Eigenschaft der Natriumverbindungen auszunutzen, die
bereits vorhanden sind und einen niederen Schmelzpunkt haben, wie aus der folgenden Tabelle zu ersehen ist:
Na2SiO3 Na4SiO4 Na2SO4 Na2PO4 Na4P2O7
1088
1018
884
1340
988
Die Gegenwart von Natriumcarbonat in der angegebenen Form, d.h. in einer Fest-Fest-Dispersion, mit anderen Verbindungen, macht
dies möglich und ist ein weiteres Ziel der Erfindung . Ein erstes Ziel der Erfindung liegt darin, eine vorbestimmte Einblaszeit
anzuwenden, die der Erlangung hoher Leistungsfähigkeit der Entschwefelung und Entphosphorung besser angepaßt ist.
Bekanntlich ist die Anfangsphase des Einblasens, während der vorzugsweise die Verbrennung des im Eisen vorhandenen Siliciums
erfolgt (vgl. Fig. 2),auch die Phase, in der sich eine aktive Schlacke bildet, die eine Senkung des Prozentsatzes des Phosphors
und des Schwefels verursacht. Nach dieser Phase, wenn die größte Entkohlungsgeschwindigkeit erreicht wird, ermöglichen
die Bedingungen der Schlacke, entweder aufgrund ihrer herabgesetzten Oxidation oder der verzögerten Auflösung des Kalks aus
den dargestellten Gründen, keinen wesentlichen Fortschritt in den Metall-Schlacke-Reaktionen.
Bei den gegebenen physikalischen Eigenschaften des Systems, d.h. der Zusammensetzung der Schlacke und der Schmelze (Fig. 2) und
- 11 -
s
deren Temperatur (Fig. 1) und dem gegebenen Teilchenzustand, d.h. der Verteilung der Teilchengrößen sowie den Temperaturen beim
deren Temperatur (Fig. 1) und dem gegebenen Teilchenzustand, d.h. der Verteilung der Teilchengrößen sowie den Temperaturen beim
Durchgang durch die verschiedenen, schon erwähnten Stadien, treten gerade in dieser Periode die mit 6) und 7) angegebenen
Reaktionen auf. Ferner sei bemerkt, daß in dieser zweiten Phase
des Einblasens der vermutlich negative Beitrag der Reaktion
mit dem Siliciumdioxid nicht eintritt. Das beanspruchte Verfahren ermöglicht es vermutlich, eine Zwischenphase zu erzielen,
in der die Schlacke-Metall-Reaktionen aktiv sind und in
i| spezifischer Weise die Entschwefelung und Entphosphorung, die
f. überwiegend durch die Natriumverbindungen (Na0O) erfolgen, die
aus den Natriumcarbonat enthaltenden Gemischen stammen.
Das System, das der Konvertierung unter den geeigneten physikaiischen
Bedingungen unterliegt, umfaßt eine metallische Phase, die weitgehend die untere Zone des Konverters einnimmt, ein
höheres spezifisches Gewicht hat, auch teilweise in Form von Tröpfchen in der Zone darüber verteilt ist, die überwiegend
von der emulgierten Flüssig-Fest-Gas-Phase, allgemein als Schlacke angegeben, eingenommen wird. Diese Zone wird von der
Gasphase, d.h. vom Sauerstoff durchdrungen. Sowohl der Kalk, der noch nicht in Lösung gegangen ist, alsnauch die Briketts
aus Natriumcarbonat, das nach dem beanspruchten Verfahren zugesetzt wird, sind in der Schlacke. Letzteres gelangt, wie
oben ausgeführt, in Kontakt mit dem Metall, wenn es die Seiten der Sauerstoffströme erreicht, die es in die Schmelze tragen.
Eine weitere wichtige Möglichkeit des Kontaktes zwischen den Phasen ist die über die durch den Aufprall des Sauerstoffs
hervorgebrachten Meta11teilchen, die die Emulsion erreichen.
Der ungelöste Teil des Kalks und der Natriumcarbonatbriketts ist für die Zwecke der Reaktionen der Metallschmelze nicht
aktiv. Im zweiten Falle besteht auch die Möglichkeit, daß ein Teil der Dissoziationsprodukte, d.h. Na3O und Natrium, verdampft
und sich damit aus dem System entfernt, bevor die Wirkung eintritt.
Es sollte auch bemerkt werden, daß der Konvertierungsgrad am
Ende des Blasens für die Entschwefelung und Entphosphorung durch die Beziehung (1) vom Beginn bis zum Ende des Blasens
insgesamt bestimmt wird. Dieser Konvertierungsgrad bestimmt die Leistungsfähigkeit des Verfahrens und beeinflußt somit die
Kosten der Konvertierung. Die jüngsten Konvertierungsverfahren sind mit verschiedenen Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die
alle darauf gerichtet sind, das Mischen der vorhandenen Phasen zu verbessern, den Konvertierungsgrad der Reaktionen zu steigern.
Dieser Konvertierungsgrad kann auch als der Grad definiert werden, bis zu dem das thermodynamische Gleichgewicht zwischen
Schlacken und der Schmelze erreicht wird für die verschiedenen Reaktionen. Das als nicht-stationäres Sauerstoffblasen bezeichnete
Verfahren gehört zu solchen aus jüngerer Zeit bekannten Verfahren. Es beruht auf der zyklischen Variation des Eindringvermögens
der einzelnen Ströme einer Mehrstrahllanze oder -blasdüse. Die zusätzlichen Bewegungen, die in der Schlacke bei diesem
Verfahren entstehen, bei dem der Sauerstoff gepulst zugeführt wird, sind so, daß sie den Materialaustausch zwischen den Phasen
merklich verbessern.
Folglich besteht der letzte Gegenstand des neu vorgeschlagenen Verfahrens in der Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens
und dem erwähnten nicht-stationären Blasen. Die Vorteile einer solchen Kombination ergeben sich aus der gleichzeitigen Verbesserung
aller Faktoren, die die Leistungsfähigkeit des Massentransports
bestimmen.
Zusätzlich zu der oben bereits veranschaulichten Verbesserung des Terms K, bestimmt durch den Beitrag der in der Schlacke
vorhandenen Natriumverbindungen, erhält man auch eine Erhöhung der Austauschoberflächen, ausgelöst durch besseres Mischen;
zieht man die merkliche Heterogenität der Schlacke in Betracht (ein äußerst augenscheinliches Merkmal selbst am Ende des Einblasens
bei normalen Konvertierungsprozessen), kann man mit dem verbesserten Mischen des Mischverfahrens auch eine Verbesserung
des Terms ( l~x_7 - (x)/ft ) erreichen, d.h. des Ungleichgewichts
durch eine Verringerung von -jp· , sowohl örtlich
als au* in den verschiedenen Konvertierungsmomenten und auch
- 13 -
in den Gesamttermen, als Senkung des Wertes /Γχ "J am Ende der
Konvertierung.
Claims (8)
1. Verfahren zum Frischen von Eisen in Sauerstoffkonvertern,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Entschwefelung und Entphosphorung des Metallbades zusätzlich zu basischen Verbindungen,
wie CaO, MgO und MnO in der Schlacke auch Verbindungen des Natriums, wie Na2O, aus Natriumcarbonat
stammend, wobei das Natriumcarbonat als Bestandteil der Konverterbeschickung zugesetzt wird, verwendet werden.
2. Frischverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Natriumcarbonat der Konverter-Beschickung in Form von Briketts oder losem Granulat geeignet bemessener
Stücke so zugesetzt wird, daß vollständiges Inlösunggehen der Natriumverbindungen, insgesondere Na2O, in der Schlacke
möglich wird, wobei die Anteile der Verbindungen drastisch reduziert werden, die aus dem Bad verdampfen und durch die
gasförmigen Produkte, die aus dem flüssigen Bad kommen, mitgerissen werden.
3. Frischverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumcarbonat und/oder
die Gemische von Natriumcarbonat enthaltenden Verbindungen im flüssigen Bad während dem Sauerstoffeinblasen in Stücken
mit einer Größe zwischen 5 und 100 mm bei geringem Prozentsatz an Feinteilen zugesetzt werden.
4. Frischverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß, wenn es in Konvertern des LD-Typs unter Sauerstoffeinblasen von oben her mit Hilfe
von Lanzen durchgeführt wird, das Natriumcarbonat dem flüssigen Bad während des Sauerstoffeinblasens von oben
her in den Konverter gegeben wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sauerstoffeinblasen in nicht-stationärer Weise so erfolgt, daß die Flüssigmetall-Schlacke-Phasen
besser durchmischt werden, wobei das aus der Dissoziation des dem Bad zugesetzten Natriumcarbonats
stammende Na2O von der Schlacke aufgenommen wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugaben der Natriumverbindung, insbesondere des Natriumcarbonats, in der Anfangsphase des Blasens erfolgen, d.h. in dessen ersten Minuten,
so daß ausreichend Zeit für die Reaktionen zwischen der Na2O
enthaltenden Schlacke und dem metallischen Bad gewährleistet wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugaben der Natriumverbindung,
insbesondere des Natriumcarbonats, in zwei Teile unterteilt werden, wovon der erste Anteil in der Anfangsphase des Einblasens
zugesetzt wird, während der zweite im letzten Viertel der Blaszeit zugesetzt wird, d.h. in der Phase maximaler Entschwefelungs-
und Entphosphorungsleistung.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusätze der Natriumverbindung, insbesondere des Natriumcarbonats, nach dem Verschlackungsvorgang
des Metallbades, nach einem Drittel der Gesamtblaszeit, d.h. nach der Periode, in der das Silicium verbrennt, erfolgen,
wobei das Verschlacken den negativen Einfluß der Reaktionen zwischen Natriumoxid und Silicium oder zwischen Natriumoxid
und Siliciumdioxid beseitigt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT40430/81A IT1155249B (it) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Processo di affinanazione della ghisa in convertitori ad ossigeno con aggiunta di materiali contenenti carbonato sodico |
IT12439/82A IT1157631B (it) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | Processo di affinazione della ghisa in convertitori ad ossigeno conn aggiunte di materiali contenenti carbonato sodico |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3218975A1 true DE3218975A1 (de) | 1982-12-16 |
Family
ID=26326517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3218975A Withdrawn DE3218975A1 (de) | 1981-05-20 | 1982-05-19 | Verfahren zum frischen von eisen in sauerstoffkonvertern mit zusaetzen natriumcarbonat-haltiger materialien |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4405364A (de) |
DE (1) | DE3218975A1 (de) |
FR (1) | FR2506330B1 (de) |
GB (1) | GB2101636B (de) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE804013C (de) * | 1949-09-01 | 1951-04-16 | Mannesmann Ag | Masse zur gleichzeitigen Entphosphorung und Entschwefelung von fluessigem Stahl |
DE881797C (de) * | 1949-11-30 | 1953-07-02 | Solvay Werke Gmbh | Entschwefeln und Desoxydieren einer Eisenschmelze |
DE941197C (de) * | 1943-06-27 | 1956-04-05 | Thyssen Huette Ag | Verfahren zum Entphosphoren und Entschwefeln von praktisch siliziumfreien Eisen- und Stahlschmelzen |
DE944376C (de) * | 1944-02-15 | 1956-06-14 | Max Planck Inst Eisenforschung | Verfahren zur Entphosphorung von Stahlschmelzen |
DE1807332A1 (de) * | 1967-12-05 | 1969-10-16 | Tno | Verfahren und Zugabematerial zur Herstellung einer Eisenschmelze mit niedrigem Schwefelgehalt |
DE2118918A1 (de) * | 1970-04-20 | 1971-11-04 | Foseco Trading AG, Chur (Schweiz) | Verfahren zum Entschwefeln von geschmolzenen Eisenmetallen |
DE2311551A1 (de) * | 1972-03-09 | 1973-09-13 | Solvay | Verfahren zur entschwefelung von fluessigen metallen |
DE2455847A1 (de) * | 1973-11-27 | 1975-05-28 | Foseco Int | Entschwefelung von stahl |
DE2455802A1 (de) * | 1973-11-27 | 1975-06-05 | Foseco Int | Entschwefelung von stahl |
DE2842563A1 (de) * | 1978-09-27 | 1980-04-10 | Mannesmann Ag | Verfahren zur erzielung extrem niedriger phosphorgehalte |
GB2078260A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-06 | Nisshin Steel Co Ltd | Refining Cr-containing iron |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3158465A (en) * | 1961-09-07 | 1964-11-24 | Kerchner Marshall & Company | Metallurgical material and process for treating iron therewith |
SU759217A1 (ru) * | 1977-07-15 | 1980-08-30 | Tsniitmash | Флюс для центробежного литья биметаллических труб 1 , |
US4290809A (en) * | 1980-08-06 | 1981-09-22 | Mobay Chemical Corporation | Raw mix flux for continuous casting of steel |
-
1982
- 1982-05-17 US US06/379,082 patent/US4405364A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-05-19 GB GB08214534A patent/GB2101636B/en not_active Expired
- 1982-05-19 FR FR8208850A patent/FR2506330B1/fr not_active Expired
- 1982-05-19 DE DE3218975A patent/DE3218975A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE941197C (de) * | 1943-06-27 | 1956-04-05 | Thyssen Huette Ag | Verfahren zum Entphosphoren und Entschwefeln von praktisch siliziumfreien Eisen- und Stahlschmelzen |
DE944376C (de) * | 1944-02-15 | 1956-06-14 | Max Planck Inst Eisenforschung | Verfahren zur Entphosphorung von Stahlschmelzen |
DE804013C (de) * | 1949-09-01 | 1951-04-16 | Mannesmann Ag | Masse zur gleichzeitigen Entphosphorung und Entschwefelung von fluessigem Stahl |
DE881797C (de) * | 1949-11-30 | 1953-07-02 | Solvay Werke Gmbh | Entschwefeln und Desoxydieren einer Eisenschmelze |
DE1807332A1 (de) * | 1967-12-05 | 1969-10-16 | Tno | Verfahren und Zugabematerial zur Herstellung einer Eisenschmelze mit niedrigem Schwefelgehalt |
DE2118918A1 (de) * | 1970-04-20 | 1971-11-04 | Foseco Trading AG, Chur (Schweiz) | Verfahren zum Entschwefeln von geschmolzenen Eisenmetallen |
DE2311551A1 (de) * | 1972-03-09 | 1973-09-13 | Solvay | Verfahren zur entschwefelung von fluessigen metallen |
DE2455847A1 (de) * | 1973-11-27 | 1975-05-28 | Foseco Int | Entschwefelung von stahl |
DE2455802A1 (de) * | 1973-11-27 | 1975-06-05 | Foseco Int | Entschwefelung von stahl |
DE2842563A1 (de) * | 1978-09-27 | 1980-04-10 | Mannesmann Ag | Verfahren zur erzielung extrem niedriger phosphorgehalte |
GB2078260A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-06 | Nisshin Steel Co Ltd | Refining Cr-containing iron |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
DE-AN E 6056 VI/186 b * |
DE-AN P 39198 VI/186b * |
DE-AN T 4994 VI/186 b * |
JP-Z: Transactions ISIJ, Vol.21, 1981, S.156-164 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2506330A1 (fr) | 1982-11-26 |
US4405364A (en) | 1983-09-20 |
FR2506330B1 (fr) | 1987-01-16 |
GB2101636B (en) | 1985-06-26 |
GB2101636A (en) | 1983-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2209902B2 (de) | Verfahren zur Entschwefelung von Stahlschmelzen | |
DE112019000054T5 (de) | Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt | |
EP0602540B1 (de) | Mittel zur Entschwefelung, Entphosphorung, Entsilicierung und Entstickung von Roheisen-, Gusseisen-, Ferrochrom- und Ferromanganschmelzen sowie Verfahren | |
DE3004973A1 (de) | Entschwefelungsmittel | |
DE3110787C2 (de) | Stahl-Herstellungsverfahren | |
DE3318332A1 (de) | Verfahren zur herstellung von stahl mit ultraniedrigem phosphorgehalt | |
DE60120824T2 (de) | Magnesium enthaltendes Entschwefelungsmittel | |
DE3586970T2 (de) | Verfahren zum herstellen von stahl in einem aufblaskonverter. | |
DE2243779C2 (de) | Verfahren zum Sauerstoff-Wasserstoff-Frischen bei der Herstellung rostfreier Stähle mit hohem Chromgehalt oder Kobalt- oder Nickellegierungen | |
EP0175924B1 (de) | Verfahren zum Frischen von Roheisen | |
EP0220522A1 (de) | Entschwefelungsgemisch für Metallschmelzen, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung | |
DE1608312B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Frischen von Metallen | |
DE3218975A1 (de) | Verfahren zum frischen von eisen in sauerstoffkonvertern mit zusaetzen natriumcarbonat-haltiger materialien | |
DE619334C (de) | Basisches Windfrischverfahren | |
DE2616784A1 (de) | Verfahren zur regenerierung geschmolzener schlacken | |
DE2709062A1 (de) | Mittel und verfahren zur entschwefelung von eisenschmelzen | |
DE19747896B4 (de) | Verfahren zum Valorisieren und zum eventuellen hierfür Bearbeiten von Pfannenschlacken | |
DE4033182C2 (de) | ||
DE68915234T2 (de) | Verfahren zum Einschmelzen kalter Stoffe, die Eisen enthalten. | |
DE60001576T2 (de) | Verfahren zur entkohlung und entphosphorung einer metallschmelze | |
EP0011779A1 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit basischer Ausmauerungen von Konvertern beim Frischen von Roheisen zu Stahl | |
DE2901707A1 (de) | Verfahren zur entkohlung der ferromangane | |
EP0974673B1 (de) | Verfahren zum Entschwefeln einer Roheisenschmelze | |
DE3024308A1 (de) | Verfahren zur entphosphorung und entstickung von chromhaltigem roheisen | |
DE900458C (de) | Herstellung von reinem Gusseisen, Roheisen oder Stahl |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8126 | Change of the secondary classification |
Ipc: C21C 5/36 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |