DE3883993T2 - Vorrichtung und verfahren zur vorbehandlung von geschmolzenem metall. - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur vorbehandlung von geschmolzenem metall.

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DE3883993T2 DE89900310T DE3883993T DE3883993T2 DE 3883993 T2 DE3883993 T2 DE 3883993T2 DE 89900310 T DE89900310 T DE 89900310T DE 3883993 T DE3883993 T DE 3883993T DE 3883993 T2 DE3883993 T2 DE 3883993T2
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Yoshio Nakajima
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Description

    Gebiet der Erfindung
  • 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
  • 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.
  • (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.
  • (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.
  • (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.
  • Das obengenannte Blasausstoßverfahren (2) ist in JP B 61-45 681 gezeigt.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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
  • In der Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1 bis 3 schematische Querschnittsansichten zur Darstellung typischer Beispiele von Verfahren des Standes der Technik zur Vorbehandlung von geschmolzenen, heißen Metall zur Stahlherstellung;
  • 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;
  • Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht zur Darstellung eines Beispiels des Verfahrens zur Vorbehandlung geschmolzenen, heißen Metalls zur Stahlherstellung gemäß der Erfindung;
  • Fig. 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Einzelrohrdüse, die geeignet ist zur Verwendung bei der Durchführung der Erfindung; und
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (2)

1. Verfahren zur Vorbehandlung von geschmolzenem, heißem Metall für die Stahlherstellung, wobei das Verfahren folgendes aufweist: kontinuierliches Durchlaufen des geschmolzenen, heißen Metalls in Richtung der stromabwärtigen Seite in einem horizontal angeordneten trog- oder muldenförmigen Gefäß und schräg nach unten gerichtetes Einspritzen eines pulverförmigen Raffinations- oder Frischemittels in das geschmolzene, heiße Metall unter Verwendung eines Sauerstoff enthaltenden Gases als Träger und zwar durch eine oder mehrere Einzelleitungsdüsen, die in der Seitenwand des Gefäßes installiert sind, wobei der Düsenanschluß unterhalb der Oberfläche des heißen Metalls in dem Gefäß positioniert ist.
2. Vorrichtung zur Vorbehandlung von geschmolzenem, heißem Metall zur Stahlherstellung, wobei die Vorrichtung ein trog- oder muldenförmiges Gefäß mit einer oder mehreren Einzelleitungsdüsen in der Seitenwand des Gefäßes installiert aufweist, wobei die Düse eine Leitung aufweist, die schräg nach unten durch die Dicke der Seitenwand des Gefäßes hindurchläuft, und zwar von der Außenseite zur Innenseite, wobei eine wesentliche Länge der Leitung auf der Seite, die das geschmolzene, heiße Metall kontaktiert aus einer Keramikleitung aufgebaut ist, und zwar mit einer Vicker's Härte von mindestens 800 (Hv).
DE89900310T 1987-12-11 1988-12-09 Vorrichtung und verfahren zur vorbehandlung von geschmolzenem metall. Expired - Fee Related DE3883993T2 (de)

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