Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Vorbehandeln wie zum Beispiel
Entsilizierung und Entphosphorung von geschmolzenem
Roheisen (nachfolgend als geschmolzenes, heißes Metall
bezeichnet) und zwar vor dem Entkohlungsfrischen oder -
garen des geschmolzenen heißen Metalles zur
Stahlherstellung
Ausgangspunkt
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Bekannte Verfahren für die Entsilizierung und
Entphosphorung geschmolzenen, heißen Metalls zur
Stahlherstellung, das durch ein Liefertrog oder -becken eines
Hochofens strömt durch Hinzufügen eines gemahlenen
Frisch- oder Garmittels kann ungefähr in die vier
folgenden Verfahren klassifiziert werden. Dieselbe
Klassifizierung kann gemacht werden für bekannte Verfahren
für die Vorbehandlung von geschmolzenem, heißem Metall,
das fortwährend zum Hindurchlaufen in einem horizontal
angeordneten langgestreckten Gefäß von einem Ende zum
anderen gebracht wird.
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(1) In Fig. 1 ist diagrammartig ein Plazierungsverfahren
von oben gezeigt, bei dem ein pulverförmiges oder
gemahlenes Frische- oder Raffinationsmittel 2 durch sein
eigenes Gewicht auf die Oberfläche des geschmolzenen, heißen
Metalls 1 gesprüht oder gespritzt wird, das
kontinuierlich in einem Trog oder einer Wanne fließt.
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(2) In Fig. 2 ist ein Blasausstoßverfahren von oben
gezeigt, bei dem ein pulverförmiges Frischemittel 2 auf die
Oberfläche des geschmolzenen, heißen Metalls 1
ausgestoßen wird, das kontinuierlich in einer Wanne fließt, und
zwar unter Verwendung eines nicht oxidierenden
Trägergases 4, und zwar durch eine Lanze 3, die mit ihrem
Vorderende über der Oberfläche des geschmolzenen, heißen
Metalls angeordnet ist.
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(3) In Fig. 3 ist ein Blasinjektionsverfahren von oben
gezeigt, bei dem ein pulverförmiges Frischemittel 2 in
das geschmolzene, heiße Metall 1 injiziert wird, das
kontinuierlich in einer Wanne oder einem Becken fließt, und
zwar unter Verwendung eines nicht oxidierenden
Trägergases 4 durch eine Lanze 5, dessen vorderes Ende unter
der Oberfläche des geschmolzenen, heißen Metalls
positioniert ist.
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Das obengenannte Blasausstoßverfahren (2) ist in
JP B 61-45 681 gezeigt.
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Neben den obengenannten Verfahren haben wir in
JP A 60-177 114, JP A 60-177 117 und JP A 60-181 212 ein
Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein pulverförmiges
Frischemittel in das geschmolzene, heiße Metall injiziert
wird unter Verwendung eines sauerstoffreichen Gases
anstelle eines nicht oxidierenden Gases als ein Träger,
wobei die Mischung des sauerstoffreichen Gases und das
pulverförmige Frischemittel vom Boden her eingeblasen wird
durch Einzelleitungsdüsen anstelle von Blasdüsen der
Doppelrohrbauart. Bei diesen Verfahren sammeln sich die
festen Produkte, die gebildet werden durch die Reaktion
des heißen Metalls und des Frischemittels an den vorderen
Enden der Einzelrohr- oder -leitungsdüsen und die
Injektion kann effizient und wirtschaftlich durchgeführt
werden.
Probleme des Standes der Technik, die die Erfindung löst
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Bei dem obengenannten Plazierverfahren von oben (1)
kontaktiert das Frischemittel nicht effizient das
geschmolzene, heiße Metall und somit gibt es ein Problem
insofern als es schwierig ist, eine ausreichende Reaktion
zwischen dem Frischemittel und dem geschmolzenen, heißen
Metall zu erreichen, und zwar während des Schrittes, in
dem das geschmolzene, heiße Metall in der Wanne fließt.
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Bei dem obengenannten Blasausstoßverfahren von oben ist
ein erheblicher Ausstoßdruck notwendig, um das
Frischemittel in das geschmolzene, heiße Metall zu drücken. Da
ein Ausstoßdruck in seinem Wesen begrenzt ist, ist es
vorteilhaft, die Tiefe des strömenden oder fließenden
geschmolzenen, heißen Metalls klein zu machen und das
Frischemittel so auszustoßen, daß es die Nähe des Bodens der
Strömung erreichen kann. In diesem Fall wird jedoch ein
feuerfestes Material des Beckenbodens unabdingbar
beschädigt durch Schmelzverlust direkt unter dem Teil, wo der
Ausstoß gemacht wird. Wenn ein Ausstoß zu flach ist, um
einen Schmelzverlust des feuerfesten Materials zu
bewirken, wird keine befriedigende Wirkung des Ausstoßes
erhalten.
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Das obengenannte Blasinjektionsverfahren von oben (3)
zeigt dasselbe Problem wie das Verfahren (2) des
Schmelzverlustes des feuerfesten Materials direkt unter dem Teil
der Injektion und ein zusätzliches Problem des
Schmelzverlustes der Lanze oder Düse 3 selbst.
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Ferner werden durch die obengenannten Verfahren (1) bis
(3) keine befriedigenden Frischungsergebnisse erreicht
mit einer kommerziell und wirtschaftlich akzeptablen
Frischezeit und Menge des verwendeten pulverförmigen
Frischemittels.
Während diese Verfahren zum Beispiel
geschmolzenes, heißes Metall auf ein Niveau von [Si] = 0,10
bis 0,15 Gew.% entsilizieren können, können sie praktisch
[Si] = Spur oder Spurenmenge nicht verwirklichen. Dies
fällt zusammen mit der Tatsache, daß diese Verfahren kein
ausreichendes Erregen oder Bewegen und Mischen des
geschmolzenen Metalls und des Frischemittels erreichen
können, um eine ausreichende Reaktion davon sicherzustellen.
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Andererseits kann gemäß den von uns vorgeschlagenen
Verfahren in JP A 60-177 114, JP A 60-177 117 und
JP A 60-181 212, bei denen ein pulverförmiges
Frischemittel in das geschmolzene, heiße Metall injiziert wird,
unter Verwendung eines sauerstoffreichen Gases anstelle
eines nicht oxidierenden Gases als Träger, wobei die
Mischung des sauerstoffreichen Gases die gewünschte
Entsilizierung und Entphosphorung sehr effektiv
voranschreiten läßt. Wenn jedoch ein pulverförmiges
Frischemittel 2 in kontinuierliches fließendes oder
strömendes geschmolzenes, heißes Metall 1 von dessen
Boden durch eine Einzelrohrdüse 6 unter Verwendung eines
sauerstoffenthaltenden Trägergases 7 injiziert wird, wie
in Fig. 4 gezeigt ist, tritt häufig ein Phänomen des
"Durchblasens" auf. Das heißt, wenn die Blasrate erhöht
wird, geht das vordere Ende des Strahles aus der
Oberfläche des geschmolzenen, heißen Metalls und ein Teil
des Frischemittels geht durch das geschmolzene, heiße
Metall hindurch, ohne mit dem heißen Metall zu reagieren.
In Fällen, bei denen die Strömung des geschmolzenen
Metalls flach ist, wird demgemäß die Menge des
verwendeten Trägergases begrenzt und es wird notwendig,
eine unangemessen hohe Anzahl von Düsen zu installieren,
um eine gewünschte Reaktion zu erreichen. Darüber hinaus
gibt bei einem Trog oder einer Wanne und anderen
horizontalen Gefäßen häufig einen Fall, bei dem es nicht
erlaubt ist, Einzelrohrdüsen in dessen Boden installiert
zu besitzen, und zwar im Hinblick auf die Umwelt.
Ziel der Erfindung
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Es ist ein Ziel der Erfindung, die obengenannten
Probleme, die mit den Verfahren und den Vorrichtungen des
Standes der Technik assoziiert sind, für die
Vorbehandlung geschmolzenen, heißen Metalls zur Stahlherstellung
zu lösen.
Die Erfindung
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Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren für die
Vorbehandlung geschmolzenen, heißen Metalls zur Stahlherstellung
vorgesehen, das kontinuierliches Hindurchlaufen
geschmolzenen, heißen Metalls in Richtung der stromabwärts
liegenden Seite in einem horizontal angeordneten Trog
oder wannenartigen Gefäß und das schräge nach unten
Injizieren eines pulverförmigen Frischemittels in das
geschmolzene, heiße Metall aufweist, und zwar durch die
Verwendung eines sauerstoffenthaltenden Gases eines
Trägers, und zwar durch eine oder mehrere Einzelrohrdüsen,
die an der Seitenwand der Gefäßes angeordnet sind, wobei
der Düsenanschluß unter der Oberfläche des heißen Metalls
in dem Gefäß positioniert ist. Als Vorrichtung, die
geeignet ist zur Verwendung bei der Durchführung des
obengenannten Verfahrens sieht die Erfindung ferner eine
Vorrichtung für die Vorbehandlung von geschmolzenem,
heißem Metall vor, die ein wannenartiges Gefäß aufweist, und
zwar mit einer oder mehrerer Einzelrohrdüsen, die in der
Seitenwand des Gefäßes installiert sind, wobei die Düse
ein Rohr aufweist, das schräg nach unten durch die Dicke
der Seitenwand des Gefäßes hindurchgeht, und zwar von der
Außenseite zur Innenseite, wobei eine wesentliche Länge
des Rohrs an der Seite, die das geschmolzene, heiße
Metall kontaktiert, aus einem Keramikrohr aufgebaut ist,
das eine Vicker's Härte von mindestens 800 (Hv) besitzt.
Figurenbeschreibung
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In der Zeichnung zeigt:
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Fig. 1 bis 3 schematische Querschnittsansichten zur
Darstellung typischer Beispiele von Verfahren des
Standes der Technik zur Vorbehandlung von
geschmolzenen, heißen Metall zur Stahlherstellung;
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Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht zur
Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zur
Vorbehandlung geschmolzenen Metalls zur
Stahlherstellung, das durchgeführt wird für einen
Vergleich dem Verfahren gemäß der Erfindung;
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Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht zur
Darstellung eines Beispiels des Verfahrens zur
Vorbehandlung geschmolzenen, heißen Metalls zur
Stahlherstellung gemäß der Erfindung;
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Fig. 6 eine schematische Querschnittsansicht eines
Beispiels einer Einzelrohrdüse, die geeignet ist zur
Verwendung bei der Durchführung der Erfindung;
und
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Fig. 7 eine graphische Darstellung des
Entphosphorungseffektes gemäß der Erfindung hinsichtlich des
Verhältnisses zwischen der Basizität oder den
basischen Eigenschaften der Schlacke und des P-
Verteilungsverhältnisses.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Fig. 5 zeigt schematisch und wie das Verfahren gemäß der
Erfindung durchgeführt wird. Bei einem im wesentlichen
horizontal angeordneten wannenartigen Gefäß 10 wird
geschmolzenem, heißem Metall 11 erlaubt, kontinuierlich in
Richtung der stromabwärts befindlichen Seite zu strömen.
Fig. 5 ist ein vertikaler Querschnitt des Gefäßes 10 an
einem Teil davon, wo eine Einzelrohrdüse 12 installiert
ist, und zwar entlang einer Ebene senkrecht zur Strömung
geschmolzenen, heißen Metalls 11. Die Einzelrohrdüse 10
ist an der Seitenwand des Gefäßes 10 installiert, so daß
der Düsenanschluß 13 unter der Oberfläche des heißen
Metalls 11 positioniert ist, das in dem Gefäß 10 strömt und
daß sie schräg nach unten durch die Dicke der Seitenwand
des Gefäßes 10 hindurchgeht, und zwar von der Außenseite
zur Innenseite. An die Einzelrohrdüse 12 wird ein
sauerstoffenthaltendes Gas von einer Quelle 14 eines solchen
Gases und ein pulverförmiges Frischemittel 2 geliefert
und zwar unter Verwendung des sauerstoffenthaltenden
Gases als Träger.
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Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Beispiels einer
geeigneten Einzelrohrdüse. Wie gezeigt, geht die
Einzelrohrdüse 12 schräg nach unten durch die Seitenwand des
Gefäßes 10, und zwar von dessen Außenseitenoberfläche 16 in
Richtung ihrer Innenseitenoberfläche 15. Die
Einzelrohrdüse 12 weist ein keramisches Rohr 17 und ein
rostfreies Stahlrohr 18 auf. Ein Ende des keramischen Rohrs
17 öffnet sich an der Innenseitenoberfläche 15 der
Seitenwand des Gefäßes, um einen Düsenanschluß 13 zu bilden,
während das andere Ende des keramischen Rohrs 17 mit
einem Ende des rostfreien Stahlrohrs 18 verbunden ist, und
zwar innerhalb der Dicke der Seitenwand. Das andere Ende
des rostfreien Stahlrohrs 18 erstreckt sich nach außen
über die Außenseitenoberfläche 16 der Seitenwand hinweg
und ist mit einem Flansch 20 versehen, der verwendet wird
zum Verbinden des rostfreien Stahlrohrs 18 mit einem Rohr
21 (siehe Fig. 1) zum Zuführen des pulverförmigen
Frischemittels 12, das durch das sauerstoffenthaltene Gas
mitgeführt wird. Das keramische Rohr 17 und das rostfreie
Stahlrohr 18 besitzen denselben Innendurchmesser und an
einer Verbindung 19 dieser Rohre sind sie zusammen
verbunden durch koaxiales Einführen einer kleinen Länge des
keramischen Rohrs 17 in das rostfreie Stahlrohr 18
innerhalb der Dicke des Rohrs 18. Die Verbindungsfestigkeit
kann verbessert werden durch die Verwendung eines
Haftmittels, was einen wärmewiderstandsfähigen Zement
zwischen den Rohren an der Verbindung aufweist.
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Um die Einzelrohrdüse 12 in der feuerfesten Seitenwand
des Gefäßes 10 sicher zu installieren ist es vorteilhaft,
daß die Einzelrohrdüse 12 vollständig mit einem
feuerfesten Schutzglied 23 überzogen ist mit einer im
allgemeinen konusförmigen äußeren Form, das ferner durch eine
Eisen(II)- oder Ferrohaut 24 abgedeckt ist. In diesem Fall
ist die Ferrohaut 24 so aufgebaut, daß während sie die
Außenseitenteile des Schutzgliedes 23 abdeckt, daß sie
die Teile des Schutzgliedes 23 in der Nähe der
Innenoberfläche 15 der Seitenwand nicht abdeckt. Wenn eine
solche Anordnung, die das Schutzglied 23, die Ferrohaut
24 und die Einzelrohrdüse 12 (keramisches Rohr 17 und
rostfreies Stahlrohr 18) aufweist, vorgefertigt ist und
die Seitenwand mit einer Öffnung versehen ist, die
geeignet ist zum Installieren der Anordnung darinnen, dann
kann die Wartung und Erneuerung der Einzelrohrdüse leicht
durchgeführt werden.
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Das keramische Rohr 17, das den Düsenanschluß 13 bildet,
sollte eine Vickers-Härte von mindestens 800 (Hv)
besitzen. Rohre aus Oxidkeramiken, wie zum Beispiel ZrO&sub2;,
Nitridkeramiken, wie zum Beispiel Si&sub3;N&sub4;, Carbidkeramiken,
wie zum Beispiel SiC und Verbundkeramiken, die mindestens
2 Oxid, Nitrid oder Carbidkeramiken aufweisen, können
eine Vickers-Härte von mindestens 800 (Hv) besitzen.
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Zum Beispiel können keramische Rohre aus ZrO&sub2;, in denen
ein Teil des ZrO&sub2; mit Y&sub2;O&sub3; ersetzt wird, eine Vickers-
Härte von ungefähr 1350 Hv und einen
Wärmeschockwiderstand von ΔT ºC von ungefähr 300ºC besitzen. Der
Wärmeschockwiderstand ΔT ºC eines Materials ist die höchste
Temperatur, bei der das Material nicht zerstört wird,
auch wenn es gleichförmig auf die Temperatur erwärmt wird
und dann in Wasser abgeschreckt wird. Keramische Rohre
aus Al&sub2;O&sub3;&sub1; in denen ein Teil des Al&sub2;O&sub3; mit ZrO&sub2; ersetzt
wird, besitzen eine Vickers-Härte von ungefähr 1450 Hv
und einen Wärmeschockwiderstand ΔT ºC von ungefähr
200ºC. Keramische Rohre der Si&sub3;N&sub4;-SiC-Serien besitzen
eine Vickers-Härte von ungefähr 1000 Hv und einen
Wärmeschockwiderstand ΔT ºC von ungefähr 650ºC. Rohre aus
Keramiken, die im allgemeinen "SAILON" genannt werden,
welche Komposit- oder Verbundkeramiken aus Siliciumnitrid
und Oxid sind, besitzen eine Vickers-Härte von ungefähr
1400 Hv und einen Wärmeschockwiderstand ΔTºC von
ungefähr 900ºC. Bei der Durchführung der Erfindung ist es
notwendig, ein Keramikrohr mit einer hohen Härte und
einem hervorragenden Wärmeschockwiderstand zu besitzen, wie
oben beispielhaft dargestellt wurde.
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Eine Neigung der Einzelrohrdüse 12 (ein Neigungswinkel
gegenüber der Horizontalen, der in Fig. 6 durch R
angezeigt ist), kann innerhalb des Bereichs zwischen 15
und 75º eingestellt werden, abhängig vom Abstand des
Düsenanschlusses 13 von der Oberfläche des geschmolzenen,
heißen Metalls 11, der Tiefe des geschmolzenen, heißen
Metalls und der Injektionsrate des gemischten
Strömungsmittels. Eine bevorzugte Neigung ist so
eingestellt, daß die injizierten Materialien in Richtung
einer Position gerichtet sind, die etwas unterhalb des
imaginären Schwerpunktes des geschmolzenen, heißen
Metalls liegt, wie es in dem vertikalen Querschnitt
entlang einer Ebene senkrecht zur Strömung des
geschmolzenen, heißen Metalls, wie in Fig. 5 zu sehen
ist. In jedem Fall müssen scharfe oder starke Neigungen,
die bewirken, daß die injizierten Materialien den Boden
des Gefäßes 10 treffen, vermieden werden.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das
pulverförmige Frischemittel 2, das durch das
sauerstoffenthaltene Gas getragen wird, in das strömende, geschmolzene,
heiße Metall injiziert durch die oben dargestellte
Einzelrohrdüse 12. Das sauerstoffenthaltende Gas, das hier
verwendet werden kann, umfaßt O&sub2;-N&sub2; und O&sub2;-Ar
Gemischtgase mit einer Sauerstoffkonzentration von 20 bis
95 Vol.%. Das pulverförmige Frischemittel, das hier
verwendet wird, umfaßt Ferrooxidpulver, teilchenförmiges CaO
und CaF&sub2;, Oxide und Kohlenstoffe von Alkalimetallen und
ähnlichen und können gemäß dem besonderen Frische- oder
Raffinationszweck ausgewählt werden. Die Proportionen des
sauerstoffenthaltenden Gases und des pulverförmigen
Frischemittels des gemischten Strömungsmittels, das durch
die Einzelrohr- oder Leitungsdüse 12 geblasen wird, ist
vorzugsweise so eingestellt, daß ein Festgasverhältnis
(kg/Nm³) des Strömungsmittels = einer Blasrate des
pulverförmigen Frischemittels (kg/min)/eine Blasrate des
sauerstoffenthaltenden Gases (Nm³/min) in dem Bereich von
4 bis 50 fällt.
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Wenn das gemischte Strömungsmittel kontinuierlich in das
geschmolzene, heiße Metall injiziert wird durch die
Einzelleitungsdüse 12, die nach unten geneigt ist, sammelt
sich ein ringförmiges Koagulat oder eine Gerinnung, wie
es in Fig. 6 durch das Bezugszeichen 25 angezeigt ist und
glüht an einer äußeren Umfangskante des Düsenanschlusses
13. Der ringförmige Koagulat 25 ist ein festes, massives
Koagulat, die gemischtes Metall und Oxide aufweist und
ihre besondere Form während der nachfolgenden Injektion
beibehält. In Fällen, in denen ein pulverförmiges
Frischemittel in heißes, geschmolzenes Metall geblasen wird
unter Verwendung eines nicht oxidierenden Gases als
Träger,
und zwar durch eine Einzelleitungsdüse oder in denen
ein sauerstoffenthaltendes Gas nicht pulverförmiges
Frischemittel trägt, in geschmolzenes, heißes Metall
geblasen wird durch eine Einzelleitungsdüse, behält jedes
Koagulat, wenn sie gebildet wird nicht ihre Form während
der nachfolgenden Injektion bei oder es wird kein
Koagulat gebildet. Nur wenn das pulverförmige
Frischemittel unter Verwendung eines
sauerstoffenthaltenden Gases als Träger durch die
Einzelleitungsdüse 12 gemäß der Erfindung in das heiße,
geschmolzene Metall injiziert wird, wird das ringförmige
Koagulat 25 gebildet, die ein Reaktionsprodukt aus heißem
Metall und den geblasenen Materialien aufweist, und zwar
auf der Außenumfangskante des Düsenanschlusses 13, was
einen neuen Düsenanschluß 25 vorsieht. Durch die Bildung
des neuen Düsenanschlusses 25 kann der Vorgang in einer
stabilen Art und Weise über eine längere Zeitperiode
durchgeführt werden, ohne Schmelzverlust des
Düsenanschlusses 13 der Einzelleitungsdüse 12 trotz des
Ausblasens oder Blasens des sauerstoffenthaltenden Gases.
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Es wurde bestätigt, daß die neue Düse 25 in vorteilhafter
Weise in dem Verfahren gemäß der Erfindung gebildet wird
trotz der Tatsache, daß die Einzelleitungsdüse 12 unter
einer Neigung e von 15 bis 750 nach unten geneigt ist und
das geschmolzene, heiße Metall dazu gebracht wird,
kontinuierlich in eine Richtung über die Injektionsrichtung
zu strömen. Somit können in dem Verfahren gemäß der
Erfindung das sauerstoffenthaltende Gas und das
pulverförmige Frischemittel kontinuierlich in das strömende,
geschmolzene, heiße Teil zugeführt werden unter der
Bedingung, daß die neue Düse 25 gebildet wurde und die
Injektionsrichtung schräg nach unten ist. Demgemäß leidet das
Verfahren gemäß der Erfindung nicht unter den mit
Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 zuvor beschriebenen
Problemen und es erzeugt hervorragende Entsilizierung- und
Entphosphorungsergebnisse, wie in den folgenden
Beispielen dargestellt ist.
Beispiel 1
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Geschmolzenes, heißes Metall zur Verwendung bei der
Herstellung von weichem Stahl wurde dazu gebracht, in einem
Trog oder muldenförmigen Reaktor mit einer Breite von 80
cm mit einer Strömungsrate von 30 t/h zu strömen, so daß
die Tiefe des strömenden, geschmolzenen, heißen Metalls
ungefähr 40 cm beträgt. Durch eine keramische
Einzelleitungsdüse mit einem Innendurchmesser von 17 mm, die in
der Seitenwand des Reaktors mit einer Neigung R = 30º und
einer Position des Düsenanschlusses ungefähr 6 cm unter
der Oberfläche des geschmolzenen, heißen Metalls
angeordnet ist, wurde ein pulverförmiges Raffinations- oder
Frischemittel, Maßstabs (Scale) - oder Bezugspulver
(Eisen(II)- oder Ferrooxid) + CaO + CaF&sub2; in das
geschmolzene, heiße Metall injiziert unter Verwendung
eines gemischten O&sub2;-N&sub2;-Gases mit einer
Sauerstoffkonzentration von 90 Vol% als Träger, und zwar mit einer
Pulverblasrate von 30 kg/min und einer Gasblasrate von
2,9 Nm³/min.
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Das geschmolzene, heiße Metall besaß vor der Behandlung
[Si %] = 0,49%, [P %] = 0,098% und hatte eine
Temperatur von 1332ºC. Nach der Behandlung besaß das
heiße Metall [Si %] = Spuren, [P %] = 0,017% und eine
Temperatur von 1342ºC. Bezüglich sowohl des feuerfesten
Materials des Reaktors und der Einzelleitungsdüse wurde
kein Schmelzverlust beobachtet.
Beispiel 2
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Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme eines
Innendurchmessers der Düse von 25 mm, einer Strömungsrate
des geschmolzenen, heißen Metall von 96 t/h, einer
Pulverblasrate von 85 kg/min und einer Gasblaserate von
6,5 Nm³/min.
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Das heiße Metall vor der Behandlung besaß [Si %] = 0,32
%, [P %] = 0,095% und eine Temperatur von 1350ºC. Nach
der Behandlung besaß das heiße Metall [Si %] = Spuren, [P
%] = 0,015% und eine Temperatur von 1345ºC. Bezüglich
sowohl des feuerfesten Materials des Reaktors und der
Einzelleitungsdüse wurde kein Schmelzverlust beobachtet.
Vergleichsbeispiel
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Unter Verwendung derselben Vorrichtung des Beispiels 1
mit der Ausnahme, daß die Einzelleitungsdüse an der
Bodenwand des Reaktors angeordnet war, wurde die
Vorbehandlung des geschmolzenen, heißen Metalls des Beispiels
1 ausgeführt mit der Ausnahme, daß das Frischemittel in
das geschmolzene, heiße Metall mit derselben Tiefe von
40 cm wie in Beispiel 1 durch Blasen des Trägergases von
unten injiziert wurde. Dort trat das sogenannte
"Durchblas"-Phänomen auf.
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Demgemäß wurde die Düse mit 12 Einzelleitungsdüsen mit
einem Innendurchmesser von 5 mm in der Bodenwand des
Reaktors angeordnet und die Vorbehandlung wurde mit einer
Pulverblasrate von 3,7 kg/min und einer Glasblasrate von
0,25 Nm³/min wiederholt. Der Gesamteisengehalt in der
Schlacke (T. Fe) betrug 1,72% und CaO in der Schlacke
war 67% des geblasenen CaO. Die Vorbehandlung wurde
wiederholt mit einer Pulverblasrate von 3 kg/min und einer
Gasblasrate von 0,2 Nm³/min. Der Gesamteisengehalt der
Schlacke (T. Fe) betrug 0,9% und CaO in der Schlacke war
bei 95% des geblasenen CaO.
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Die Ergebnisse dieser Vergleichsbeispiele zeigen an, daß,
dann, wenn die Vorbehandlung des geschmolzenen, heißen
Metalls durchgeführt wird durch Injizieren eines
Frischemittels mit einem vom Boden geblasenen
sauerstoffenthaltenden Trägergases, eine effiziente
Behandlung nicht durchgeführt werden, kann es sei denn,
daß die Blasraten und geblasenen Mengen der Materialien
erheblich reduziert werden. Im Gegensatz hierzu wurde
herausgefunden, daß in dem Verfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung, in dem die Materialien schräg
nach unten in das geschmolzene, heiße Metall injiziert
werden, eine Pulverblasrate in der Höhe bis 50 kg/min und
eine Gasblaserate so hoch wie 5 Nm³/min realisiert werden
kann, wenn der Durchmesser und der Neigungswinkel der
Düse ordnungsgemäß ausgewählt sind.
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Eine Vielzahl von Vorbehandlungen geschmolzenen, heißen
Metalls wie in den Beispielen 1 und 2 wurden wiederholt,
um die basischen Eigenschaften von Schlacke = (% CaO)/(%
SiO&sub2;) und das P-Verteilungsverhältnis zwischen Schlacke
und Metall Lp = (% P)/[% P]. Die Ergebnisse sind in Fig.
7 dargestellt, in der (T. Fe) die Gesamteisenmenge in der
gebildeten Schlacke anzeigt. Als Vergleich sind in Fig. 7
ferner Daten der Verfahren des Standes der Technik
gezeigt, in denen ein ähnliches Frischemittel in
geschmolzenes, heißes Metall, das in einem Pfannenwagen enthalten
ist, injiziert wird unter Verwendung eines nicht
oxidierenden Gases als Träger.
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Die Ergebnisse aus Fig. 7 zeigen eine interessante
Tatsache, daß durch das Verfahren gemäß der Erfindung ein
hohes P-Verteilungsverhältnis erhalten wird unter den
Bedingungen einer niedrigen Schlackenbasizität und einer
hohen Temperatur. Es war ein allgemein akzeptierter
Gedanke, daß die Entphosphorung heißen Metalls eine relativ
geringe Temperatur, eine hohe Schlackenbasizität und
einen hohen (FeO)-Gehalt notwendig macht. Trotzdem kann
eine effektive Entphosphorung durch das Verfahren gemäß
der Erfindung realisiert werden, wie es durch ein hohes
P-Verteilungsverhältnis gezeigt ist, trotz den
Bedingungen einer niedrigen Schlackenbasizität, einer hohen
Temperatur und eines geringen (FeO)-Gehalts. Während ein
genauer Betriebsmechanismus, der diese interessante
Tatsache beschreibt, noch nicht vollständig verstanden ist,
wird angenommen, daß in dem Verfahren gemäß der Erfindung
in der Nähe des Düsenanschlusses, der an einer Stelle
positioniert ist, wo die Tiefe des geschmolzenen Metalls
flach ist, ein Bereich gebildet wird, mit einem hohen
Sauerstoffpotential, wo die Entphosphorung effektiv
fortschreitet und da der Abstand, über den die gebildete
Schlacke nach oben schwebt, kurz ist, kann ein Phänomen,
daß die Wiederphosphorung bewirkt, unterdrückt werden.
Zur selben Zeit dieser Entphosphorung kann Entsilizierung
in dem Verfahren gemäß der Erfindung erreicht werden und
somit ist es nicht notwendig, die Entsilizierung vor der
Entphosphorung durchzuführen, wie es in den Verfahren
gemäß des Standes der Technik notwendig ist.