WO2014131722A1 - Konverterprozesse zur stahlherstellung unter nutzung von inertgas - Google Patents

Konverterprozesse zur stahlherstellung unter nutzung von inertgas Download PDF

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WO2014131722A1
WO2014131722A1 PCT/EP2014/053525 EP2014053525W WO2014131722A1 WO 2014131722 A1 WO2014131722 A1 WO 2014131722A1 EP 2014053525 W EP2014053525 W EP 2014053525W WO 2014131722 A1 WO2014131722 A1 WO 2014131722A1
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molten metal
oxygen
blowing
treatment
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Stefan Dimitrov
Jens Kluge
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Siemens Vai Metals Technologies Gmbh
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    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35—Blowing from above and through the bath

Definitions

  • the inflated oxygen reacts with constituents of the melt - both with iron and with other elements that are below those in the converter
  • CO escape gaseous, such as CO as the primary product of C-oxidation.
  • carbon C, silicon Si, manganese Mn, phosphorus P, vanadium V, titanium Ti are removed from the melt.
  • An important aspect in performing an LD process is the use of a coolant to produce the molten metal to be treated.
  • coolant is to be understood as meaning a solid, iron-containing cooling material comprising, for example, scrap metal such as solid pig iron or steel scrap, tinder, iron ore, dust briquettes, ie briquettes, the iron-containing dust and / or sludge and / or iron-containing Waste / residues, for example accumulating in a steel mill, included.
  • scrap metal such as solid pig iron or steel scrap
  • dust briquettes ie briquettes
  • the iron-containing dust and / or sludge and / or iron-containing Waste / residues for example accumulating in a steel mill, included.
  • the cooling effect is achieved by the molten metal for melting and further treatment of the
  • Coolant is extracted in total heat.
  • the molten metal to be treated is formed by combining a starting amount of liquid molten iron with solid coolant, for example, scrap.
  • solid coolant for example, scrap.
  • energy is required, which is provided for example from exothermic reactions of the oxygen with elements in the molten metal - melting scrap therefore cools the melt, it acts as a coolant during the treatment with oxygen.
  • the ratio of scrap to the starting amount of molten pig iron must be chosen so that the melt is not cooled by the scrap too much - the amount of coolant scrap is therefore limited.
  • Pig iron pretreatment and crude steel production vary greatly; For example, for the reduction of the carbon content by means of a deC-process in catch-C-operation - in German catch batches - with dephosphated pig iron an intensive stirring effect of the scavenging elements for a controlled process management is not absolutely necessary or desirable; it is even preferable to set a low stirring effect over a low gas flow.
  • the flushing elements are designed, for example, in terms of dephosphorization so that the necessary for the required stirring gas flow can be provided, while on the other hand, the flushing elements should also work with a much lower gas flow in catch-C operation without clogging.
  • Such conflicting requirements can only be solved with compromises that have only a negative effect on the result of both process steps and the consumption figures.
  • the LD process there are other methods for steelmaking in a converter vessel.
  • bottom-blowing methods for example, OBM methods - (oxygen bottom motion), in which the oxygen for refining is not blown onto the molten metal, as opposed to the LD process, but through below the surface of the molten metal - for example at the bottom of the converter vessel or in the side wall of the converter vessel - mounted floor nozzles directly into the
  • a variant of the OBM process in which oxygen is also blown onto the molten metal for freshening in addition to the injection of oxygen through bottom nozzles - for example, by a so-called top lance - is the so-called K-OBM process (combined oxygen bottom motion). This can take place with inflated oxygen post-combustion of CO. However, it turns out that the heat transfer to the molten metal is fluctuating.
  • Process for treating a molten metal contained in a converter vessel and containing metal predominantly iron characterized in that it comprises
  • the inventive method comprises blowing a gas A in the space in the converter vessel above the molten metal from a blowing device.
  • Gas A is characterized as containing at least 10% by volume and up to 85% by volume of inert gas and containing 15% to 90% by volume of oxygen. It is a mixture of oxygen with at least one inert gas, preferably nitrogen. It is used primarily for afterburning and stirring for heat transfer to the molten metal.
  • the temperature of the gas A is below the outlet of the blowing device below 200 ° C, preferably at or below ambient temperature. For such temperatures, little or no effort is required to heat the mixtures.
  • gas A may also have a temperature below ambient temperature. If gas A is compressed before it exits the injector, it may be heated to ambient temperature upon exit. However, according to the invention, gas A preferably does not pass through devices which are intended primarily for heating the gases A and / or B before they are injected.
  • ambient temperature is meant the temperature of the environment in which a metallurgical plant in which the process according to the invention is carried out stands. This includes regional temperature fluctuations of the atmosphere depending on the location at different points on the earth.
  • inert gas is to be understood as a gas which is practically inert under the conditions prevailing in the melt or in the converter vessel during blowing and / or inflation conditions, so practically no chemical reactions - while nitrogen is also regarded as an inert gas, which is slightly dissolved in the melt and can form in the slag under the prevailing oxidation conditions in the converter only unstable nitrides.
  • the gas A ie a mixture of oxygen with at least one inert gas, preferably nitrogen
  • Molten metal from a blowing device enables efficient afterburning of flammable gases present in this space, for example CO, which is at Oxidation of the carbon contained in the molten metal is formed.
  • the molten metal can supply part of the energy released in the form of heat. Therefore, with afterburning and improved
  • the treatment of a contained in a converter vessel, containing as metal predominantly iron molten metal with oxygen is also referred to as fresh.
  • oxygen the carbon content of the molten metal and / or the content of the molten metal are reduced to other constituents.
  • Process steps are carried out for pig iron pretreatment or for crude steel production, in order to expel each specific components - such as the elements carbon, silicon, manganese, phosphorus, vanadium, titanium - targeted from the molten metal.
  • the method according to the invention allows an increase in the deliverable
  • Coolant amount compared to conventional methods in which the post-combustion takes place using at least technically pure oxygen, since it provides improved post-combustion and improved transmission in the
  • coolant is to be understood as meaning a solid, iron-containing cooling material comprising, for example, scrap metal such as solid pig iron or steel scrap, tinder, iron ore, dust briquettes, ie briquettes, the iron-containing dust and / or sludge and / or iron-containing Waste / residues, for example accumulating in a steel mill, included.
  • scrap metal such as solid pig iron or steel scrap
  • dust briquettes ie briquettes
  • the iron-containing dust and / or sludge and / or iron-containing Waste / residues for example accumulating in a steel mill, included.
  • the cooling effect is achieved by the molten metal for melting and further treatment of the
  • Coolant is extracted in total heat. Efficient afterburning requires temporally and locally stable supply of the oxygen required for afterburning to the location of the afterburning reaction - via empty space of the converter vessel - the space of the converter vessel above the
  • the amount of slag changes with time, for example during the
  • Blowing device consumed from a certain location of injected oxygen at different levels after exiting the injector by post combustion - so the beam of oxygen has a different depth of penetration of the
  • the slag can be any suitable material.
  • the slag can be any suitable material.
  • the slag can be any suitable material.
  • Blowing device flows into a foamy slag with high CO content, making it consumed quickly. Accordingly, it can only contribute a little to the mixing of the slag by its rapidly decreasing momentum. Mixing of the slag is necessary, however, in order to transfer the heat generated during the afterburning to the molten metal. The slag is then greatly overheated locally and the refractory wear in adjacent areas of the lining of the converter vessel increases. At another time, the slag can be far from the
  • the desired degree of post-combustion can occur during the process for
  • the use according to the invention of a mixture of oxygen and inert gas has the advantage, with regard to afterburning, that the inert gas does not react in the afterburning is consumed. Due to the Inertgasanteil is injected as a jet of gas A compared to a jet of technical-pure oxygen with respect to fluctuations of, for example, pressure, velocity, momentum, penetration depth,
  • Stabilization is caused by fluctuations in the use of oxygen
  • the jet of gas A blown in according to the invention has a higher pressure, a higher velocity, a higher momentum and a higher penetration depth, and thus better mixing properties, at the same oxygen feed rate.
  • the afterburning takes place along a longer path, so that
  • the stirring effect by the gas A contributes to better transfer of energy from the post-combustion in the molten metal, and thus makes a contribution to be able to admit more coolant. If the gas A contains less than 10% by volume of inert gas, insufficient inert gas is supplied to achieve the described stirring effect to an economically usable extent. When the gas A contains more than 85% by volume of inert gas, the supply of oxygen for after-burning of CO is not given to an economically useful extent.
  • the method also includes
  • a gas B onto the molten metal (13, 16) from an inflator, wherein the gas B contains at least 3 vol% and up to 100 vol% inert gas and contains 0 vol% to 97 vol% oxygen, and the temperature of the gas B when exiting the inflator below 200 ° C, preferably below 50 ° C, more preferably at or below ambient temperature.
  • Gas B is characterized as containing at least 3 vol% and up to 100 vol% inert gas and containing 0 vol% to 97 vol% oxygen. It is used for stirring for mixing and heat transfer to the molten metal and optionally for freshness.
  • Gas B is an inert gas, or it is a mixture of at least two different inert gases, or it is a mixture of oxygen with at least one inert gas, preferably nitrogen.
  • the temperature of the gas B exiting the inflator is below 200 ° C, preferably below 50 ° C, more preferably at or below ambient temperature. For such temperatures, little or no effort is required to heat the mixtures. Preferably, the temperature is at or below ambient temperature, then no effort for heating is necessary. Since technical gases that make up gas B - obtained, for example, by mixing one or more inert gases with each other or with oxygen, optionally cooled supplied or cool in the preparation of the mixtures by expansion, or at the exit from the
  • gas B may also have a temperature below ambient temperature.
  • Inflator emerges, it may be heated when discharged to ambient temperature.
  • gas B preferably does not pass through devices which are primarily used for heating the gases A and / or B before they are inflated
  • Gas A and Gas B can be the same. Preferably, they are different in order to be optimally matched to their respective task - with regard to the entire process sequence in the converter vessel.
  • inflating the gas B according to the invention inflation of at least technically pure, with an oxygen content of> 99 vol.%, Preferably> 99.5 vol.%, Is practiced in comparison to the inflation practiced so far in the case of the LD process or bottom-blowing processes such as the K-OBM process.
  • Oxygen reaches an improved stirring effect by the inflated gas in the molten metal.
  • the inert gas does not react with the molten metal and can therefore penetrate deeper into the melt as an inflated gas jet before it escapes from it. The penetrated inert gas expands due to its heating in the molten metal.
  • the purging elements may be designed to operate at the low gas flow in catch-C operation without clogging hazard; the stronger stirring effect required for dephosphorization need not be able to be provided by these flushing elements, since the inflation according to the invention makes a contribution.
  • the inventive method Compared with bottom-blowing methods that inflate hot blast on the molten metal, the inventive method has the advantage that the gas B has a much lower temperature than hot blast. Therefore, it expands more, resulting in a comparatively stronger stirring action, which in turn leads to improved heat transfer from CO afterburning. In addition, can be dispensed with equipment, which is needed to produce hot air.
  • the metal melt is not supplied with enough inert gas to achieve the described stirring effect to an economically usable extent.
  • gas B may be a mixture of argon and nitrogen.
  • Inflating the gas B to the molten metal in one embodiment is in addition to a primary supply of oxygen for refining - that is, a supply from another source that provides more oxygen for refining than gas B supplies.
  • a primary supply of oxygen for refining - that is, a supply from another source that provides more oxygen for refining than gas B supplies.
  • the primary supply of oxygen for refining from the ground takes place.
  • nitrogen and / or argon may be present in gas A and / or gas B.
  • gas A for reasons of cost, preferably only nitrogen is present.
  • Nitrogen and / or argon is preferably present in gas B as the inert gas.
  • argon is used in gas B, if nitriding of the molten metal is to be avoided.
  • the gas B or the gas A is produced by mixing two or more gases, this is done, for example, in such a way that the gases to be mixed after the TOP take-over point, for example with all individual gases with a pressure at the TOP of> 15 -16 bar - for each of the gases A and B in valve stands separately - if necessary on-line steers according to determined currently prevailing
  • the gas A and / or the gas B is air.
  • the air can be dry compressed air.
  • Gas A and / or gas B can of course also be obtained by mixing air,
  • dry compressed air with - for example, technically pure - oxygen or - for example, technically pure - nitrogen are produced.
  • Mixtures can also be called cold wind.
  • liquid pig iron preferably at least one treatment of liquid pig iron from the group
  • Molten metal can be conventional or according to the invention.
  • the method according to the invention is the production of crude steel by LD process.
  • This can be an LD process with-apart from any previous desulfurization of the pig iron not previously treated already - act liquid pig iron, or to an LD process under deC from - in addition to desulfurization - previously treated pig iron.
  • the pretreatment can be deSi, deMn, deP, deV, deTi; it can be carried out in a converter vessel other than the LD method.
  • this involves the production of crude steel
  • Molten metal can be conventional or according to the invention.
  • a Bodenblasendes or a combined - from the bottom or the side walls of the converter vessel below the bath level of the molten metal is a Bodenblasendes or a combined - from the bottom or the side walls of the converter vessel below the bath level of the molten metal, and from above-blowing method, for example an OBM or K-OBM method.
  • the proportion of the inert gas in the gas A and / or gas B is varied during the treatment. This can be responded to various requirements in the process flow; For example, in a process phase in which more weight on the oxygen supply than on the
  • the gas A is supplied by means of a blowing lance comprising the blowing device.
  • a blowing lance comprising the blowing device.
  • Such a lance can be called Kombilanze.
  • the gas A and the gas B are supplied by means of a blowing lance comprising the inflator and the blowing device.
  • a blowing lance comprising the inflator and the blowing device.
  • Such a lance can be called Kombilanze.
  • the blowing of the gas A from one on the converter vessel preferably in the region of the upper cone and / or in the region of the mouth of the converter vessel, arranged Einblasdüsen comprehensive
  • the inflation of the gas B takes place from an inflator comprising a lance.
  • FIG. 1 shows an LD process according to the invention.
  • FIG. 2 shows another embodiment of an LD process according to the invention.
  • FIGS. 3 and 5 show embodiments according to the invention for OBM process guides.
  • FIGS. 4, 6 and 7 show embodiments according to the invention for K-OBM process guides.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an LD process according to the invention.
  • a converter vessel 1 is a molten metal, in this case liquid pig iron 2.
  • Gas B shown with straight arrows - inflated onto the molten pig iron.
  • injection nozzles 4 From in the upper cone of the converter vessel 1 arranged injection nozzles 4 a blowing device is gas A - represented with jagged arrows - in the space in the converter vessel above the
  • the temperature of gases A and B is below 50 ° C.
  • Gas B contains 10-30 vol% inert gas - nitrogen or argon, between the two can be switched - and 70-90 vol% oxygen; By changing the ratio, it is possible to react to various requirements in the procedure.
  • Gas A is dry compressed air - or a mixture of dry compressed air and technically pure oxygen - and contains 40-79 vol.% Of nitrogen as inert gas and
  • FIG. 2 shows an embodiment of an LD process according to the invention.
  • a converter vessel 1 is a molten metal, in this case liquid pig iron 2.
  • gas B shown with straight arrows - inflated onto the pig iron, and gas A - shown with jagged arrows - injected into the space in the converter vessel above the molten metal.
  • the temperature of gases A and B is below 50 ° C.
  • Gas B contains 10-30 vol% inert gas - nitrogen or argon, between the two can be switched - and 70-90 vol% oxygen; By changing the ratio, it is possible to react to various requirements in the procedure.
  • Gas A is dry compressed air - or a mixture of dry compressed air and technically pure oxygen - and contains 40-79 vol.% Of nitrogen as inert gas and
  • Embodiment 1 for an inventive LD process with inert gas flushing for the production of crude steel with a low C content.
  • the LD process also comprises inflation of technically pure oxygen.
  • Composition of the gases A and B and of the inert scavenging gas introduced via scavenging elements in the converter bottom for different process phases For example, as in the following Table 1 in the case of 5 process phases - blowing phases - in the LD process according to the invention for the production of crude steel with a low carbon content - ⁇ 0.05% C before tapping - listed: Table 1
  • Process phase gas A, vol.% Gas B, vol.% Inert purge gas (bubble phase) (via injection nozzles in the (over the fresh nozzles at over
  • Phase 1 0 2 60 0 2 90 N 2
  • Phase 2 0 2 40 0 2 100 N 2
  • Phase 3 0 2 30/21 (switching point at 0 2 100 Ar
  • Flushing elements in the converter bottom is always introduced only nitrogen as Inertsammlunggas - for different process phases during a treatment according to the invention of liquid pig iron.
  • liquid pig iron with the aim of removing Si and P (deSi + deP) - and optionally also of Mn, V and / or Ti, if these elements are present in the pig iron melt.
  • the liquid pig iron may have been subjected to a desulphurisation treatment in an upstream plant.
  • the process is carried out, for example, according to the invention as indicated in the following Table 2 in the case of 5 process phases - blowing phases -:
  • Process phase Gas A, vol.% Gas B, vol.% Inert purge gas e (via injection nozzles in the (over the fresh nozzles at over
  • Phase 3 0 2 30 0 2 80 N 2
  • FIG. 3 shows another embodiment of the invention, an OBM method.
  • the liquid pig iron 6 in a converter vessel 7 are via bottom nozzles 8 for fresh oxygen 0 2 - represented by arrows with dashed shaft -, as well
  • FIG. 4 shows another embodiment according to the invention, a K-OBM method.
  • FIG. 3 differs from the illustration in that a combination lance 10 comprising an inflator for gas B and a blower for gas A is present. This serves to gas A - represented as jagged arrows - in the room in the
  • a blow lance as in FIG. 3 or the combination lance in FIG. 4 could also be used for the purpose of technically pure oxygen in the course of the K-OBM process
  • FIG. 5 shows an embodiment of an OBM method according to the invention, in which, unlike FIG. 3, gas A - represented by jagged arrows - consists of injection nozzles 12 arranged in the region of the upper cone of the converter vessel 11
  • Blowing is blown into the space in the converter vessel above the molten metal 13.
  • FIG. 6 shows another embodiment of a K-OBM method according to the invention.
  • gas A - represented by jagged arrows - consists of injection nozzles 15 arranged in the region of the top of the converter vessel 14
  • FIG. 7 shows a further embodiment according to the invention of a K-OBM method, in which, in contrast to FIG. 6, no injection nozzles are present in the region of the upper cone of the converter vessel 18.
  • Embodiment 3 for an inventive OBM process or a K-OBM process for the production of crude steel with a low carbon content.
  • Composition of the gases A and B - which are supplied by the designated blowing and inflating - changed for different process phases is given in the following Table 3:
  • Process phase gas A, vol.% Gas B, vol.% Supply of e (via injection nozzles in the (in the case of K-OBM;
  • Phase 1 0 2 70 0 2 100 (preferred if gas yes
  • FIGS. 4 and 6 are identical to FIGS. 4 and 6)
  • Phase 2 0 2 60 0 2 100 (preferred if gas yes
  • FIGS. 4 and 6 are identical to FIGS. 4 and 6)
  • Phase 3 0 2 50 0 2 100 (preferred if gas yes
  • FIGS. 4 and 6 are identical to FIGS. 4 and 6)
  • Inergas N 2 79 (only inert gas or
  • stirring step ( cold air) preferably Ar) after 02-

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß (1,7,11,14,18) befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden Metallschmelze (13,16). Es ist dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst Einblasen eines Gases A in den Raum im Konvertergefäß (1,7,11,14,18) oberhalb der Metallschmelze (13,16) aus einer Einblasvorrichtung. Dabei enthält das Gas A zumindest 10 vol.% und bis zu 85 vol.% Inertgas und 15 vol% bis 90 vol% Sauerstoff. Die Temperatur des Gases A beim Austritt aus der Einblasvorrichtung liegt unter 200 °C, bevorzugt unter 50°C, besonders bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur. Die Verwendung von Inertgas in Gas A trägt zur besseren Wärmeübertragung auf die Metallschmelze bei und erlaubt dadurch, größere Kühlmittelmengen zuzugeben.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung Konverterprozesse zur Stahlherstellung unter Nutzung von Inertgas
Gebiet der Technik
Stand der Technik
Bei Durchführung eines gängigen LD-Verfahrens zur Stahlherstellung aus flüssigem Roheisen wird Sauerstoff - zumindest technisch rein, also 02-Gehalt meistens >99 vol.%, bevorzugt >99.5 vol.% - über eine Blaslanze auf die in einem Konvertergefäß befindliche Schmelze von flüssigem Roheisen aufgeblasen, während aus Spülelementen im Boden des Konvertergefäßes Inertgas - gegebenenfalls auch Kohlenwasserstoffe - in die Schmelze eingebracht wird. LD-Verfahren steht für das bekannte Linz-Donawitz- Verfahren, auch genannt Linzer Düsenverfahren, mit Sauerstoffaufblasen zur
Stahlherstellung.
Einbringung dieser Gase aus Spülelementen dient in erster Linie zur Durchmischung der Schmelze aufgrund der Rührwirkung der die Schmelze durchströmenden Gasblasen, was die in der Schmelze hinsichtlich der in ihr ablaufenden Reaktionen und damit
verbundenen Wärmetönungen homogenisieren soll.
Der aufgeblasene Sauerstoff reagiert mit Bestandteilen der Schmelze - sowohl mit Eisen als auch mit anderen Elementen, die unter den im Konverter bestehenden
Prozessbedingungen oxidiert werden können. Die Reaktionsprodukte solcher Reaktionen - Frischreaktionen genannt - bilden - zusammen mit Eisenoxid und zugeführten
Zuschlägen wie beispielsweise Kalk oder Dolomit, sowie Kühlmitteln wie beispielsweise Erz oder Zunder - eine auf der mit Sauerstoff behandelten Schmelze aufschwimmende Schlacke oder entweichen gasförmig, beispielsweise CO als Primärprodukt der C- Oxidation. Auf diese Weise wird aus der Schmelze beispielsweise Kohlenstoff C, Silizium Si, Mangan Mn, Phosphor P, Vanadium V, Titan Ti entfernt. Wenn bei der Stahlherstellung mittels LD-Verfahren eine selektive Oxidation solcher Elemente gewünscht ist - beispielsweise bei Roheisenvorbehandlung für deSi, deP, deV, deTi, deMn als erste Stufe und anschließend eine deC zu Rohstahl als zweite Stufe in sogenannten Duplex-Prozessen - ist es bekannt, flüssiges Roheisen zunächst beispielsweise einer deSi-, und/oder deP-, und/oder deV-, und/oder deTi-Behandlung oder deMn zu unterziehen, bevor - gegebenenfalls nach Abgießen der dabei
angefallenen Schlacke oder nach Umgießen des derart vorbehandelten Roheisens in ein anderes Konvertergefäß - gezielt der Kohlenstoffgehalt des derart vorbehandelten Roheisens reduziert wird, um einen Rohstahl herzustellen.
Es ist auch bekannt, ein LD-Verfahren so durchzuführen, dass der Rohstahl erzeugt wird unter praktisch weitgehend parallel beziehungsweise überlappend erfolgender Oxidation aller Elemente - je nach Sauerstoffaffinität - in der Schmelze in einem Monoprozess.
Ein wichtiger Aspekt bei der Durchführung eines LD-Verfahrens ist die Verwendung eines Kühlmittels zur Herstellung der zu behandelnden Metallschmelze.
Unter Kühlmittel ist im Rahmen dieser Anmeldung zu verstehen ein festes, eisenhaltiges Kühlmaterial, umfassend beispielsweise Schrott wie Eisenschrott - beispielsweise festes Roheisen -, oder Stahlschrott, Zunder, Eisenerz, Staubbriketts - das heißt Briketts, die eisenhaltigen Staub und/oder Schlamm und/oder eisenhaltige Abfall-/Reststoffe, beispielsweise anfallend in einem Hüttenwerk, enthalten. Die Kühlwirkung wird erreicht, indem der Metallschmelze zum Aufschmelzen und zur weiteren Behandlung des
Kühlmittels in Summe Wärme entzogen wird.
Die zu behandelnde Metallschmelze wird durch Kombination von einer Ausgangsmenge von flüssigem Roheisen mit festem Kühlmittel, beispielsweise Schrott, gebildet. Für das Aufschmelzen des Schrotts ist Energie notwendig, die beispielsweise aus exothermen Reaktionen des Sauerstoffs mit Elementen in der Metallschmelze bereitgestellt wird - schmelzender Schrott kühlt daher die Schmelze, er wirkt als Kühlmittel während der Behandlung mit Sauerstoff. Das Verhältnis von Schrott zur Ausgangsmenge von flüssigem Roheisen muss dabei jedoch so gewählt werden, dass die Schmelze durch den Schrott nicht zu sehr abgekühlt wird - die zugebbare Menge des Kühlmittels Schrott ist also limitiert. Ansätze, durch Nachverbrennung von im Raum des Konvertergefäßes oberhalb der Metallschmelze vorhandenen brennbaren Gasen - beispielsweise CO, welches bei Oxidation des in der Metallschmelze enthaltenen Kohlenstoffs entsteht - mit - zumindest technisch reinem - Sauerstoff der Metallschmelze Energie zuzuführen und damit mehr Kühlmittels wie Schrott zugeben zu können, bringen Probleme wie erhöhten Feuerfestverschleiß und schwankende Nachverbrennungsgrade sowie schwankende Wärmeübertragung auf die Metallschmelze mit sich. Die Spülelemente im Boden des Konvertergefäßes für ein LD-Verfahren können verstopfen, so dass die Rührwirkung während der Gefäßkampagne abnehmen oder sogar ganz entfallen kann. Negative Veränderungen bei der Rührwirkung beeinflussen den Ablauf der Reaktionen in der Schmelze und in der entstehenden Schlacke, so dass sie sich auch auf beispielsweise Verbrauchszahlen, Treffsicherheit hinsichtlich angepeilter Roheisenvorbehandlungs-/Rohstahlerzeugungsanalysen, Abstichfolgezeit,
Konverterproduktivität ungünstig auswirken.
Die Auswirkungen können für verschiedene Verfahrensschritte von
Roheisenvorbehandlung und Rohstahlherstellung verschieden stark ausgeprägt sein; beispielsweise ist für die Reduktion des Kohlenstoffgehaltes mittels eines deC-Prozesses in catch-C-operation - auf deutsch Fangchargen - mit entphosphortem Roheisen eine intensive Rührwirkung der Spülelemente für eine kontrollierte Verfahrensführung nicht unbedingt notwendig beziehungsweise erwünscht; es ist sogar eine geringe Rührwirkung über einen geringen Gasfluss bevorzugt einzustellen. Eine Verminderung
beziehungsweise ein Wegfall von Rührwirkung wirkt sich also nicht negativ auf das erzielbare Ergebnis aus, es würde sich sogar positiv auswirken.
Hingegen ist für die Entphosphorung - deP - eine gute Durchmischung der Schmelze äußerst wichtig, so dass sich eine Verminderung beziehungsweise ein Wegfall dieser Rührwirkung stark negativ auf das erzielbare Ergebnis auswirkt.
Sollen solche bezüglich Ihrer Abhängigkeit von guter Rührwirkung durch Spülelemente sehr unterschiedlichen Verfahrensschritte in demselben Konvertergefäß durchgeführt werden, ergeben sich schwierig vereinbare Anforderungen an die Bauweise und die Ausstattung des Konvertergefäßes. So sind die Spülelemente beispielsweise hinsichtlich Entphosphorung so auszulegen, dass der für die benötigte Rührwirkung notwendige Gasfluss bereitgestellt werden kann, während andererseits die Spülelemente auch mit einem wesentlich geringeren Gasfluss bei catch-C-operation ohne Verstopfungsgefahr funktonieren sollen. Solche gegensätzlichen Anforderungen sind nur mit Kompromissen lösbar, die sich auf das Ergebnis beider Verfahrensschritte und die Verbrauchszahlen nur ungünstig auswirken. Neben dem LD-Verfahren gibt es auch andere Verfahren zur Stahlherstellung in einem Konvertergefäß.
Beispielsweise gibt es bodenblasende Verfahren - beispielsweise OBM-Verfahren - (oxygen bottom motion), bei denen der Sauerstoff zum Frischen im Gegensatz zum LD- Verfahren nicht auf die Metallschmelze aufgeblasen wird, sondern durch unterhalb der Oberfläche der Metallschmelze - beispielsweise am Boden des Konvertergefäßes oder in der Seitenwand des Konvertergefäßes - angebrachte Bodendüsen direkt in die
Metallschmelze eingeblasen wird. Das erlaubt im Vergleich zum LD-Verfahren gegebenenfalls höhere Blasraten und damit kürzere Blaszeiten und führt zu sehr intensiver Baddurchmischung. Nachteilig ist im Vergleich zum LD-Verfahren, dass keine Nachverbrennung von CO durch aufgeblasenen Sauerstoff stattfinden kann - also kann keine Generierung von Nachverbrennungswärme beziehungsweise keine
Wärmeübertragung an die Metallschmelze stattfinden, weshalb die flüssigem Roheisen zugebbare Menge von Kühlmittel geringer ist.
Eine Variante des OBM-Verfahrens, bei der zum Frischen zusätzlich zum Einblasen von Sauerstoff durch Bodendüsen auch Sauerstoff auf die Metallschmelze aufgeblasen wird - beispielsweise durch eine sogenannte Toplanze -, ist das sogenannte K-OBM-Verfahren (kombiniertes oxygen bottom motion). Hierbei kann mit aufgeblasenem Sauerstoff Nachverbrennung von CO stattfinden. Allerdings zeigt sich, dass die Wärmeübertragung an die Metallschmelze dabei schwankend ist.
Es ist auch bekannt, bei bodenblasenden Verfahren zur Erhöhung des Ausmaßes von Nachverbrennung von CO und zur verbesserten Wärmeübertragung dabei auf die Metallschmelze Heißwind - ein Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff mit einer
Temperatur von über 800°C aufzublasen.
Das Ausmaß der erzielbaren Wärmeübertragung aus einer Nachverbrennung von CO ist bei mit Sauerstoff frischenden Verfahren zur Stahlherstellung wesentlich für ihre
Wirtschaftlichkeit.
Zusammenfassung der Erfindung Technische Aufgabe Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden Metallschmelze, bereitzustellen, bei dem die beschriebenen Limitierungen und negativen Auswirkungen, speziell auch hinsichtlich zugebbarer Kühlmittelmenge und/oder
Rührwirkung durch Spülelemente, vermindert werden.
Technische Lösung Diese Aufgabe wird gelöst durch ein
Verfahren zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst
- Einblasen eines Gases A in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der Metallschmelze aus einer Einblasvorrichtung, und wobei das Gas A zumindest 10 vol.% und bis zu 85 vol.% Inertgas enthält und 15 vol% bis 90 vol% Sauerstoff enthält, und die Temperatur des Gases A beim Austritt aus der Einblasvorrichtung unter 200 °C, bevorzugt unter 50°C, besonders bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur, liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst Einblasen eines Gases A in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der Metallschmelze aus einer Einblasvorrichtung.
Das Gas A ist dadurch charakterisiert, dass es zumindest 10 vol.% und bis zu 85 vol.% Inertgas enthält und 15 vol% bis 90 vol% Sauerstoff enthält. Es ist ein Gemisch von Sauerstoff mit zumindest einem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff. Es dient in erster Linie für Nachverbrennung und Rührwirkung zur Wärmeübertragung an die Metallschmelze. Die Temperatur des Gases A liegt beim Austritt aus der Einblasvorrichtung unter 200 °C, bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur. Für solche Temperaturen ist nur wenig oder kein Aufwand zum Aufheizen der Gemische notwendig. Bevorzugt liegt die
Temperatur auf oder unter Umgebungstemperatur, dann ist kein Aufwand zum Aufheizen notwendig. Da technische Gase, aus denen Gase A besteht- gewonnen beispielsweise durch Mischung von einem oder mehreren Inertgasen miteinander oder mit Sauerstoff-, gegebenenfalls gekühlt angeliefert werden oder bei der Herstellung der Gemische durch Expansion abkühlen, oder beim Austritt aus der Einblasvorrichtung durch Expansion abkühlen - da sie bis dann unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck stehen - kann Gas A auch eine Temperatur unter Umgebungstemperatur haben. Wenn Gas A komprimiert wird, bevor es aus der Einblasvorrichtung austritt, kann es beim Austritt gegenüber Umgebungstemperatur erhitzt sein. Bevorzugt durchläuft Gas A vor dem Einblasen erfindungsgemäß jedoch keine Vorrichtungen, die in erster Linie zur Erwärmung der Gase A und/oder B vorgesehen sind.
Mit Umgebungstemperatur ist die Temperatur der Umgebung gemeint, in der eine metallurgische Anlage, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, steht. Das umfasst regionale Temperaturschwankungen der Atmosphäre je nach Standort an verschiedenen Punkten der Erde.
Unter Inertgas ist zu verstehen ein Gas, das unter den in der Schmelze beziehungsweise im Konvertergefäß beim Einblasen und/oder Aufblasen herrschenden Bedingungen praktisch inert ist, also praktisch keine chemischen Reaktionen eingeht - dabei wird auch Stickstoff als Inertgas angesehen, welcher in der Schmelze geringfügig aufgelöst werden und in der Schlacke unter den im Konverter herrschenden Oxidationsbedingungen nur instabile Nitride bilden kann.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das Einblasen des Gases A, also eines Gemisches von Sauerstoff mit zumindest einem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der
Metallschmelze aus einer Einblasvorrichtung ermöglicht effiziente Nachverbrennung von in diesem Raum vorhandenen brennbaren Gasen, beispielsweise CO, welches bei Oxidation des in der Metallschmelze enthaltenen Kohlenstoffs entsteht. Diese
Nachverbrennung kann der Metallschmelze einen Teil der dabei freiwerdenden Energie in Form von Wärme zuführen. Daher kann bei Nachverbrennung und verbesserter
Zuführung der dabei freiwerdenden Energie in die Metallschmelze mehr Kühlmittel verwendet werden, da ein Teil der zu seinem Aufschmelzen und zur weiteren Behandlung benötigten Energie aus der CO-Nachverbrennung bereitgestellt wird.
Die Behandlung einer in einem Konvertergefäß befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden Metallschmelze mit Sauerstoff wird auch als Frischen bezeichnet. Dabei werden mit Hilfe von Sauerstoff der Kohlenstoffgehalt der Metallschmelze und/oder der Gehalt der Metallschmelze an anderen Bestandteilen vermindert. Die
vorangegangene Diskussion des Standes der Technik beschreibt das bereits, weshalb die dortigen Erläuterungen hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht erneut
wiedergegeben werden. Wie dort erläutert, können beim Frischen verschiedene
Verfahrensschritte zur Roheisenvorbehandlung beziehungsweise zur Rohstahlherstellung durchgeführt werden, um jeweils spezielle Bestandteile - wie die Elemente Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor, Vanadium, Titan - gezielt aus der Metallschmelze auszutreiben.
Das Einblasen des Gases A in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der
Metallschmelze erfolgt zusätzlich zu einer Zufuhr von Sauerstoff zum Frischen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Erhöhung der zugebbaren
Kühlmittelmenge gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen die Nachverbrennung unter Verwendung von zumindest technisch reinem Sauerstoff stattfindet, da es eine verbesserte Nachverbrennung und verbesserte Übertragung der bei der
Nachverbrennung freiwerdenden Energie an die Metallschmelze ermöglicht.
Unter Kühlmittel ist im Rahmen dieser Anmeldung zu verstehen ein festes, eisenhaltiges Kühlmaterial, umfassend beispielsweise Schrott wie Eisenschrott - beispielsweise festes Roheisen -, oder Stahlschrott, Zunder, Eisenerz, Staubbriketts - das heißt Briketts, die eisenhaltigen Staub und/oder Schlamm und/oder eisenhaltige Abfall-/Reststoffe, beispielsweise anfallend in einem Hüttenwerk, enthalten. Die Kühlwirkung wird erreicht, indem der Metallschmelze zum Aufschmelzen und zur weiteren Behandlung des
Kühlmittels in Summe Wärme entzogen wird. Effiziente Nachverbrennung erfordert zeitlich und örtlich stabile Zuführung des für die Nachverbrennung benötigten Sauerstoffs zum Ort der Nachverbrennungsreaktion - über Leerraum des Konvertergefäßes - der Raum des Konvertergefäßes oberhalb der
Metallschmelze - und Schlacke, und zwar möglichst gleichmäßig verteilt.
Die Menge der Schlacke ändert sich jedoch zeitlich, beispielsweise während des
Schmelzens zu Beginn des Frischens fast keine Schlacke und gegen Ende des Frischens wesentlich mehr Schlacke. Zusätzlich ändern sich auch die Eigenschaften der Schlacke wie beispielsweise chemische Zusammensetzung, Viskosität, Dichte,
Schäumungsverhalten. Daher kann es dazu kommen, dass mittels einer
Einblasvorrichtung von einem bestimmten Ort aus eingeblasener Sauerstoff verschieden weit nach dem Austritt aus der Einblasvorrichtung durch Nachverbrennung konsumiert ist - der Strahl des Sauerstoffs hat also eine verschiedene Durchdringungstiefe des
Raumes, in den er eingeblasen wird. Beispielsweise kann die Schlacke die
Einblasvorrichtung erreichen, so dass der Sauerstoff sofort nach Austritt aus der
Einblasvorrichtung in eine schaumige Schlacke mit hohem CO-Anteil fließt, wodurch er schnell konsumiert wird. Entsprechend kann er durch seinen schnell abnehmenden Impuls nur wenig zur Durchmischung der Schlacke beitragen. Durchmischung der Schlacke ist jedoch notwendig, um die bei der Nachverbrennung generierte Wärme auf die Metallschmelze zu übertragen. Die Schlacke wird dann örtlich stark überhitzt und der Feuerfestverschleiß in angrenzenden Gebieten der Ausmauerung des Konvertergefäßes nimmt zu. Zu einem anderen Zeitpunkt kann sich die Schlacke weit von der
Einblasvorrichtung entfernt befinden, so dass ein Sauerstoffstrahl weiter durch den Raum fließen kann, bis er durch Nachverbrennung konsumiert ist. Ein solcher Strahl kann mehr Impuls zur Durchmischung übertragen, was zu einer besseren Wärmeübertragung an die Metallschmelze führt.
Der gewünschte Nachverbrennungsgrad kann sich während des Verfahrens zur
Behandlung der Metallschmelze ändern, was Änderungen in der Sauerstoffzufuhrrate für die Nachverbrennung notwendig macht. Änderungen der Sauerstoffzufuhrrate ergeben veränderte Eigenschaften des Sauerstoffstrahles hinsichtlich Druck, Impuls
Geschwindigkeit, Durchdringungstiefe und damit der Durchmischungseigenschaften. Insgesamt ergeben sich daraus bei Verwendung von - zumindest technisch reinem - Sauerstoff für Nachverbrennung die genannten Nachteile.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Gemisches von Sauerstoff mit Inertgas hat bezüglich Nachverbrennung den Vorteil, dass das Inertgas bei der Nachverbrennung nicht konsumiert wird. Durch den Inertgasanteil ist das als Strahl eingeblasene Gas A gegenüber einem Strahl aus technisch-reinem Sauerstoff bezüglich Schwankungen von beispielsweise Druck, Geschwindigkeit, Impuls, Durchdringungstiefe,
Durchmischungseigenschaften stabilisiert. Gegebenenfalls kann durch eine on-line- Regulierung des Inertgasanteils unabhängig vom Sauerstoffanteil der Strahl an die momentan herrschenden Prozessbedingungen - beispielsweise Nachverbrennungsgrad, Menge/Eigenschaften/Verhalten der Schlacke - angepasst werden. Durch diese
Stabilisierung werden durch Schwankungen bei Verwendung von Sauerstoff
hervorgerufene Nachteile vermindert.
Im Vergleich zu einem Strahl aus technisch-reinem Sauerstoff besitzt ein
erfindungsgemäß eingeblasener Strahl des Gases A - bei gleicher Sauerstoffzufuhrrate - einen höheren Druck, eine höhere Geschwindigkeit, einen höheren Impuls und eine höhere Durchdringungstiefe, und damit bessere Durchmischungseigenschaften.
Dazu trägt einerseits der für die Herstellung einer gleichen Sauerstoffzufuhrrate höhere Gasfluss bei, und andererseits die thermische Expansion des Inertgases durch Aufheizen beim Durchlaufen des Raumes oberhalb der Metallschmelze - das Gas A wird ja mit einer Temperatur eingeblasen, die unter der in dem Raum oberhalb der Metallschmelze herrschenden Temperatur liegt. Diese Expansion induziert eine Umlaufbewegung der Schlacke, was eine bessere Übertragung von Energie aus der Nachverbrennung auf die Metallschmelze führt.
Die Nachverbrennung erfolgt entlang einer längeren Wegstrecke, so dass
Feuerfestverschleiß infolge örtlicher Überhitzung weitgehend vermieden werden kann. Bezüglich der Einblasvorrichtung ergibt sich gegenüber der Verwendung von 'zumindest technisch reinem - Sauerstoff der Vorteil, dass das Gas A unter den im Konvertergefäß herrschenden Bedingungen - unter anderem hohe Temperatur - die Einblasvorrichtung selbst sowie in der Nähe liegende Feuerfestzustellung des Konvertergefäßes chemisch und thermisch weniger stark angreift beziehungsweise beansprucht. Außerdem ist eine weitgehend stabile Kühlung der Einblasvorrichtung möglich, da bei Änderung der für die Nachverbrennung benötigten Sauerstoffzufuhrraten mittels gegenläufiger Änderungen der Inertgaszufuhrrate der Gasfluss und damit die Kühlwirkung weitgehend konstant gehalten werden kann.
Gegenüber einer Nutzung von Heißwind zur Nachverbrennung von CO hat die
erfindungsgemäße Nutzung von Gas A den Vorteil, dass infolge des größeren
Temperaturunterschiedes das Gas A, speziell sein Inertgasanteil, stärker expandiert, was zu vergrößerten expansionsbedingten Vorteilseffekten führt. Dadurch wird Wärme aus der Nachverbrennung besser auf die Metallschmelze übertragen. Außerdem kann auf aufwändige Vorrichtungen und Verfahrensschritte zur Aufheizung des Sauerstoff zuführenden Gases verzichtet werden, die bei der Nutzung von Heißwind notwendig sind.
Die Rührwirkung durch das Gas A trägt zur besseren Übertragung von Energie aus der Nachverbrennung in die Metallschmelze bei, und leistet damit einen Beitrag dazu, mehr Kühlmittel zugeben zu können. Wenn das Gas A weniger als 10 vol% Inertgas enthält, wird nicht genügend Inertgas zur Erzielung der geschilderten Rührwirkung in wirtschaftlich nutzbarem Ausmaß zugeführt. Wenn das Gas A mehr als 85 vol% Inertgas enthält, ist die Zufuhr von Sauerstoff für Nachverbrennung von CO nicht in wirtschaftlich nutzbarem Ausmaß gegeben.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren auch
- Aufblasen eines Gases B auf die Metallschmelze (13,16) aus einer Aufblasvorrichtung, wobei das Gas B zumindest 3 vol% und bis zu 100 vol% Inertgas enthält und 0 vol% bis 97 vol% Sauerstoff enthält, und die Temperatur des Gases B beim Austritt aus der Aufblasvorrichtung unter 200 °C, bevorzugt unter 50°C, besonders bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur, liegt.
Das Gas B ist dadurch charakterisiert, dass es zumindest 3 vol% und bis zu 100 vol% Inertgas enthält und 0 vol% bis 97 vol% Sauerstoff enthält. Es dient zum Rühren zwecks Durchmischung und Wärmeübertragung an die Metallschmelze und gegebenenfalls zum Frischen.
Das Gas B ist ein Inertgas, oder es ist ein Gemisch aus zumindest zwei verschiedenen Inertgasen, oder es ist ein Gemisch von Sauerstoff mit zumindest einem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff. Die Temperatur des Gases B beim Austritt aus der Aufblasvorrichtung liegt unter 200 °C, bevorzugt unter 50°C, besonders bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur. Für solche Temperaturen ist nur wenig oder kein Aufwand zum Aufheizen der Gemische notwendig. Bevorzugt liegt die Temperatur auf oder unter Umgebungstemperatur, dann ist kein Aufwand zum Aufheizen notwendig. Da technische Gase, aus denen Gas B besteht - gewonnen beispielsweise durch Mischung von einem oder mehreren Inertgasen miteinander oder mit Sauerstoff-, gegebenenfalls gekühlt angeliefert werden oder bei der Herstellung der Gemische durch Expansion abkühlen, oder beim Austritt aus der
Aufblasvorrichtung durch Expansion abkühlen - da sie bis dann unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck stehen - kann Gas B auch eine Temperatur unter Umgebungstemperatur haben. Wenn Gas B komprimiert wird, bevor es aus der
Aufblasvorrichtung austritt, kann es beim Austritt gegenüber Umgebungstemperatur erhitzt sein. Bevorzugt durchläuft Gas B vor dem Aufblasen erfindungsgemäß jedoch keine Vorrichtungen, die in erster Linie zur Erwärmung der Gase A und/oder B
vorgesehen sind.
Gas A und Gas B können gleich sein. Bevorzugt sind sie verschieden, um auf ihre jeweilige Aufgabe - im Hinblick auf den gesamten Prozessablaufes im Konvertergefäß - optimal abgestimmt zu sein.
Durch das erfindungsgemäße Aufblasen des Gases B wird gegenüber dem bisher beim Frischen beim LD-Verfahren oder bodenblasenden Verfahren wie dem K-OBM-Verfahren praktizierten Aufblasen von - zumindest technisch reinem, mit Sauerstoffgehalt >99 vol.%, bevorzugt >99.5 vol.% - Sauerstoff eine verbesserte Rührwirkung durch das aufgeblasene Gas in der Metallschmelze erreicht. Das Inertgas reagiert im Gegensatz zu dem aufgeblasenen Sauerstoff nicht mit der Metallschmelze und kann daher als aufgeblasener Gasstrahl tiefer in die Schmelze eindringen, bevor es aus ihr entweicht. Das eingedrungene Inertgas expandiert infolge seiner Erhitzung in der Metallschmelze. Entweichen und Expansion führen zur Bewegung der Metallschmelze - also entfaltet sich eine Rührwirkung - und damit zu ihrer Durchmischung, was die vorab beschriebenen Effekte bezüglich Homogenisierung der in der Metallschmelze und der mit ihr sich unmittelbar im Kontakt befindlichen Schlacke ablaufenden Reaktionen bringt sowie eine Wärmeübertragung aus einer CO-Nachverbrennung - welche oberhalb der
Metallschmelze erfolgt - in die Metallschmelze erleichtert. Speziell für LD-Verfahren wirkt es sich günstig aus, dass Verstopfung von Spülelementen am Konvertergefäß und damit verbundene Einschränkung der durch sie bereitgestellten Spülwirkung im erfindungsgemäßen Verfahren durch die mit dem Aufblasen verbundene Rührwirkung ausgeglichen werden kann, oder es kann auf Spülelemente ganz verzichtet werden. Zudem vermindert sich die eingangs beschriebene Notwendigkeit, bei der
Auslegung der Spülelemente Kompromisse hinsichtlich verschiedener Verfahrensschritte eingehen zu müssen, was sich positiv auf die Verbrauchszahlen und das Ergebnis der Verfahrensschritte auswirkt. Beispielsweise können die Spülelemente so ausgelegt sein, dass sie bei dem geringen Gasfluss bei catch-C-operation ohne Verstopfungsgefahr funktionieren; die für Entphosphorung notwendige stärkere Rührwirkung muss nicht durch diese Spülelemente bereitgestellt werden können, da das erfindungsgemäße Aufblasen einen Beitrag leistet.
Gegenüber bodenblasenden Verfahren, die Heißwind auf die Metallschmelze aufblasen, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass das Gas B eine wesentlich tiefere Temperatur als Heißwind hat. Daher expandiert es stärker, was zu einer im Vergleich stärkeren Rührwirkung führt, was wiederum zu verbesserter Wärmeübertragung aus CO- Nachverbrennung führt. Außerdem kann auf apparativen Aufwand, der zur Erzeugung von Heißwind benötigt wird, verzichtet werden.
Bei einem Verfahren zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden Metallschmelze, können selbstverständlich auch noch andere als die beanspruchten Verfahrensschritte stattfinden, beispielsweise
Aufblasen von technisch reinem Sauerstoff oder Aufblasen eines Sauerstoff/Stickstoff- Gemisches mit höheren Temperaturen. Im ersten Fall tritt dann jedoch nicht die geschilderte Rührwirkung durch thermische Expansion eines Intergasanteiles im
Gasgemisch ein. Im letzteren Fall muss einerseits ein hoher Aufwand zur Erhitzung des Gemisches betrieben werden und fällt andererseits die Rührwirkung - infolge der geringeren Expansion - wesentlich geringer aus.
Wenn das Gas B weniger als zumindest 3 vol% Inertgas enthält, wird der Metallschmelze nicht genügend Inertgas zur Erzielung der geschilderten Rührwirkung in wirtschaftlich nutzbarem Ausmaß zugeführt.
Gas B kann beispielsweise ein Gemisch aus Argon und Stickstoff sein. Das Aufblasen des Gases B auf die Metallschmelze erfolgt nach einer Ausführungsform zusätzlich zu einer primären Zufuhr von Sauerstoff zum Frischen - also einer Zufuhr aus einer anderen Quelle, die zum Frischen mehr Sauerstoff bereitstellt als Gas B liefert. Beispielsweise zusätzlich zur Zufuhr von Frischsauerstoff bei einem bodenblasenden Verfahren, bei der die primäre Zufuhr von Sauerstoff zum Frischen vom Boden her erfolgt.
Als Inertgas kann in Gas A und/oder Gas B beispielsweise Stickstoff und/oder Argon vorhanden sein.
Im Gas A ist aus Kostengründen bevorzugt nur Stickstoff vorhanden.
Bevorzugt ist im Gas B als Inertgas Stickstoff und/oder Argon vorhanden. Beispielsweise wird Argon im Gas B verwendet, wenn eine Aufstickung der Metallschmelze vermieden werden soll.
Wenn das Gas B oder das Gas A durch Vermischung zweier oder mehrerer Gase hergestellt wird, erfolgt das beispielsweise so, dass die zu vermischenden Gase nach dem TOP - Take-Over-Point, beispielsweise mit allen einzelnen Gasen mit einem Druck am TOP von >15-16 bar - für jedes der Gase A und B in Ventilständen separat - gegebenenfalls on-line gesteuert nach ermittelten momentan herrschenden
Prozesserfordernissen - gemischt und von dort über Gasleitungen - beispielsweise Verrohrung oder Schläuche - zur Aufblasvorrichtung oder Einblasvorrichtung geführt werden.
Nach einer Ausführungsform ist das Gas A und/oder das Gas B Luft. Dadurch sind die Gase A und B leicht verfügbar. Bei der Luft kann es sich um trockene Druckluft handeln.
Gas A und/oder Gas B kann selbstverständlich auch durch Mischung von Luft,
beispielsweise trockener Druckluft, mit - beispielsweise technisch reinem - Sauerstoff oder - beispielsweise technisch reinem - Stickstoff hergestellt werden. Solche
Mischungen können auch als Kaltwind bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um Behandlung von flüssigem Roheisen, bevorzugt um zumindest eine Behandlung von flüssigem Roheisen aus der Gruppe
- deSi-Behandlung, - deP-Behandlung,
- deV-Behandlung,
- deTi-Behandlung.
- deMn-Behandlung.
Vorangehende oder darauf folgende Schritte eines Verfahrens zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden
Metallschmelze, können konventionell oder erfindungsgemäß erfolgen. Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um Erzeugung von Rohstahl mittels LD-Verfahren. Dabei kann es sich um ein LD- Verfahren mit - abgesehen von einer gegebenenfalls vorher erfolgten Entschwefelung deS des Roheisens nicht vorher bereits behandeltem - flüssigem Roheisen handeln, oder um ein LD-Verfahren unter deC von - zusätzlich zu Entschwefelung - vorher bereits behandeltem Roheisen. Die Vorbehandlung kann dabei deSi, deMn, deP, deV, deTi sein; sie kann in einem anderen Konvertergefäß als das LD-Verfahren durchgeführt werden.
Bevorzugt handelt es sich dabei um Erzeugung von Rohstahl
mittels
LD-Verfahren
oder
deC
durch Behandlung eines vorher bereits behandelten - und zwar bevorzugt durch zumindest eine Behandlung von flüssigem Roheisen aus der Gruppe
- deSi-Behandlung,
- deP-Behandlung,
- deV-Behandlung,
- deTi-Behandlung
-deMn-Behandlung,
- Roheisens. Die Entfernung der gegebenenfalls in der Roheisenschmelze vorhandenen Begleitelemente Si, Mn, P, Ti und/oder V bei einer oxidierenden Behandlung der
Roheisenschmelze erfolgt grundsätzlich nach den momentan gültigen
Oxidationspotentialen für eines jeden Elementen, welche sich aus den momentan herrschenden thermodynamisch-kinetischen Bedingungen - inklusive Temperatur - am Reaktionsort im System Metallschmelze-Schlacke-Gasphase während des
Prozessablaufes ergeben. Wie bekannt verläuft die Oxidation von Ti, V und/oder Mn meist parallel zur Oxidation von Si, während die Entfernung von P erst nach einer fast vollständigen Entfernung/Oxidation von Si, Ti und V und/oder einer weitgehenden
Absenkung des Mn-Gehaltes in der Metallschmelze stattfindet.
Vorangehende oder darauf folgende Schritte eines Verfahrens zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden
Metallschmelze, können konventionell oder erfindungsgemäß erfolgen.
Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um ein bodenblasendes oder ein kombiniert - vom Boden beziehungsweise von den Seitenwänden des Konvertergefäße unterhalb des Badspiegels der Metallschmelze, und von oben -blasendes Verfahren, beispielsweise ein OBM- oder K-OBM-Verfahren.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Anteil des Inertgases im Gas A und/oder Gas B während der Behandlung variiert. Damit kann auf verschiedene Anforderungen im Verfahrensablauf reagiert werden; beispielsweise kann in einer Prozessphase, in der mehr Gewicht auf der Sauerstoffzuführung als auf der
Bereitstellung der Rührwirkung liegt, der Sauerstoffgehalt auf Kosten des
Inertgasgehaltes vergrößert werden. Umgekehrt kann in Prozessphasen, in denen die Rührwirkung wichtiger ist, der Inertgasgehalt im Gemisch auf Kosten des
Sauerstoffgehaltes vergrößert werden. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gas A mittels einer die Einblasvorrichtung umfassenden Blaslanze zugeführt. Eine solche Blaslanze kann Kombilanze genannt werden.
Dann ist zur Ermöglichung der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens an einem konventionellen Konvertergefäß keine bauliche Veränderung notwendig. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Gas A und das Gas B mittels einer die Aufblasvorrichtung und die Einblasvorrichtung umfassenden Blaslanze zugeführt. Eine solche Blaslanze kann Kombilanze genannt werden.
Dann ist zur Ermöglichung der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens an einem konventionellen Konvertergefäß keine bauliche Veränderung notwendig.
Nach einer anderen Ausführungsform erfolgt das Einblasen des Gases A aus einer am Konvertergefäß, bevorzugt im Bereich der Oberkone und/oder im Bereich der Mündung des Konvertergefäßes, angeordnete Einblasdüsen umfassenden
Einblasvorrichtung.
Nach einer Variante dieser Ausführungsform erfolgt das Aufblasen des Gases B aus einer eine Blaslanze umfassenden Aufblasvorrichtung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren zeigen schematisch beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen LD-Prozess.
Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LD-Prozesses. Figur 3 und 5 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen für OBM- Verfahrensführungen.
Figuren 4,6 und 7 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen für K-OBM- Verfahrensführungen.
Beispiele
Beschreibung der Ausführungsformen und Beispiele
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LD-Prozesses. In einem Konvertergefäß 1 befindet sich eine Metallschmelze, in diesem Fall flüssiges Roheisen 2. Aus einer Aufblasvorrichtung einer Blaslanze 3 wird Gas B - dargestellt mit geraden Pfeilen - auf das flüssige Roheisen aufgeblasen. Aus im Bereich der Oberkone des Konvertergefäßes 1 angeordneten Einblasdüsen 4 einer Einblasvorrichtung wird Gas A - dargestellt mit gezackten Pfeilen - in den Raum im Konvertergefäß über der
Metallschmelze eingeblasen.
Die Temperatur der Gase A und B liegt unter 50°C.
Gas B enthält 10-30 vol% Inertgas - Stickstoff oder Argon, zwischen den beiden kann umgeschaltet werden - und 70-90 vol% Sauerstoff; durch Änderung des Verhältnisses kann auf verschiedene Anforderungen im Verfahrensablauf reagiert werden.
Gas A ist trockene Pressluft - oder eine Mischung von trockener Pressluft und technisch reinem Sauerstoff - und enthält 40-79 vol.% Stickstoff als Inertgas und
21-60 vol% Sauerstoff; genannt Kaltluft beziehungsweise Kaltwind.
Über nicht extra dargestellte Spülelemente im Boden des Konvertergefäßes wird
Inertspülgas in die Metallschmelze eingeführt.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LD-Prozesses. In einem Konvertergefäß 1 befindet sich eine Metallschmelze, in diesem Fall flüssiges Roheisen 2. Aus einer eine Aufblasvorrichtung für Gas B und eine Einblasvorrichtung für Gas A umfassenden Blaslanze, genannt Kombilanze 5, wird Gas B - dargestellt mit geraden Pfeilen - auf das Roheisen aufgeblasen, und Gas A - dargestellt mit gezackten Pfeilen - in den Raum im Konvertergefäß über der Metallschmelze eingeblasen. Die Temperatur der Gase A und B liegt unter 50°C.
Gas B enthält 10-30 vol% Inertgas - Stickstoff oder Argon, zwischen den beiden kann umgeschaltet werden - und 70-90 vol% Sauerstoff; durch Änderung des Verhältnisses kann auf verschiedene Anforderungen im Verfahrensablauf reagiert werden.
Gas A ist trockene Pressluft - oder eine Mischung von trockener Pressluft und technisch reinem Sauerstoff - und enthält 40-79 vol.% Stickstoff als Inertgas und
21-60 vol% Sauerstoff; genannt Kaltluft beziehungsweise Kaltwind.
Über nicht extra dargestellte Spülelemente im Boden des Konvertergefäßes wird
Inertspülgas in die Metallschmelze eingeführt.
Ausführungsbeispiel 1 für einen erfindungsgemäßen LD-Prozess mit Intertgas- Bodenspülung zur Erzeugung von Rohstahl mit einem geringen C-Gehalt.
Neben den erfindungsgemäßen Schritten umfasst der LD-Prozess auch Aufblasen von technisch reinem Sauerstoff.
Während des erfindungsgemäßen Prozessablaufes beim Blasen wird die
Zusammensetzung der Gase A und B sowie des über Spülelemente im Konverterboden eingebrachten Inertspülgases für unterschiedliche Prozessphasen geändert, beispielsweise wie in der folgenden Tabelle 1 im Falle von 5 Prozessphasen - Blasphasen - beim erfindungsgemäßen LD-Prozess für die Erzeugung von Rohstahl mit einem niedrigen C-Gehalt - <0.05%C vor Abstichbeginn - angeführt: Tabelle 1
Prozessphase Gas A, vol.% Gas B, vol.% Inertspülgas (Blasephase) (über Einblasdüsen in der (über die Frischdüsen am über
Oberkone des Konverters Kopf der Blaslanze Spülelemente im
No. entsprechend Figur 1 oder über entsprechend Figur 1 oder Konverterboden
Kombilanze entsprechend Figur der Kombilanze
2) entsprechend Figur 2) beziehungsweise statt Gas B
technisch reiner Sauerstoff
(angegeben als 02 100) falls
im Beispiel vorgesehen
Phase 1 : 02 60 02 90 N2
0 bis <35% N2 40 N2 10
vom Bedarf an
Blasesauerstof
f
Phase 2: 02 40 02 100 N2
35 bis <60% N2 60
vom Bedarf an
Blasesauerstof
f
Phase 3: 02 30/21 (Umschaltpunkt bei 02 100 Ar
60 bis <93% 75%02)
vom Bedarf an N2 70/79 (Umschaltpunkt bei
Blasesauerstof 75%02)
f (21 02 + 79 N2 = Kaltluft)
Phase 4: 02 21 02 70 Ar
93 bis 100% N2 79 Ar 30
vom Bedarf an (=Kaltluft)
Blasesauerstof Freihaltemode
f Phase 5: 02 21 N2 100 * Ar
Inertgas N2 79
oder
Rührschritt (=Kaltluft)
nach O2-
N2+Ar 50/50 **
Blasende oder
Ar 100 ***
Vermerk:
0% vom Bedarf an Blassauerstoff =Blasstart; 100% vom Bedarf an Blassauerstoff =Blasende
* für übliche Stahlqualitäten ohne besondere Anforderungen/Einschränkungen bezüglich N-Gehalt
** für Stahlqualitäten mit gehobenen Ansprüchen/Einschränkungen bezüglich N-Gehalt
*** für Stahlqualitäten mit sehr hohen Anforderungen/Einschränkungen bezüglich N-Gehalt
Ausführungsbeispiel 2 für einen erfindungsgemäßen LD-Prozess mit Inertgas- Bodenspülung zur Behandlung von Roheisen zwecks Entfernung von Begleitelementen wie Si und P.
Es erfolgt Änderung der Zusammensetzung der Gase A und B, während über
Spülelemente im Konverterboden stets nur Stickstoff als Inertspülgas eingebracht wird - für unterschiedliche Prozessphasen während einer erfindungsgemäßen Behandlung von flüssigem Roheisen. - mit der Zielsetzung einer Entfernung von Si und P (deSi+deP) - sowie gegebenenfalls auch von Mn, V und/oder Ti, sofern diese Elemente in der Roheisenschmelze vorhanden sind. Das flüssige Roheisen könnte zuvor gegebenenfalls auch einer Entschwefelungsbehandlung in einer vorgeschalteten Anlage unterzogen worden sein. Das Verfahren erfolgt beispielsweise erfindungsgemäß wie in der folgenden Tabelle 2 im Falle von 5 Prozessphasen - Blasphasen - angeführt:
Tabelle 2
Prozessphas Gas A, vol.% Gas B, vol.% Inertspülgas e (über Einblasdüsen in der (über die Frischdüsen am über
(Blasephase) Oberkone des Konverters Kopf der Blaslanze Spülelemente entsprechend Figur 1 oder über entsprechend Figur 1 oder im
No. Kombilanze entsprechend Figur der Kombilanze Konverterboden
2) entsprechend Figur 2) beziehungsweise statt Gas B
Technisch reiner
Sauerstoff (angegeben als
02 100) falls im Beispiel
vorgesehen
Phase 1 : 02 21 02 90 N2
0 bis <30% N2 79 N2 10
vom Bedarf an (=Kaltluft)
Blasesauersto
ff
Phase 2: 02 21 02 85 N2
30 bis <50% N2 79 N2 15
vom Bedarf an (=Kaltluft)
Blasesauersto
ff
Phase 3: 02 30 02 80 N2
50 bis <90% N2 70 N2 20
vom Bedarf an
Blasesauersto
ff
Phase 4: 02 21 02 70 N2
90 bis 100% N2 79 N2 30
vom Bedarf an (= Kaltluft)
Blasesauersto
ff
Phase 5: 02 21 N2 100 N2
Inertgas N2 79 oder
stirring step (=Kaltluft) 02 21 + N2 79 (=Kaltluft)
nach 02-
Blasende
Vermerk:0% vom Bedarf an Blassauerstoff =Blasstart
100% vom Bedarf an Blassauerstoff =Blasende Figur 3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform, ein OBM-Verfahren. In das flüssige Roheisen 6 in einem Konvertergefäß 7 werden über Bodendüsen 8 zum Frischen Sauerstoff 02 - dargestellt durch Pfeile mit strichliertem Schaft -, sowie
Kohlenwasserstoffe CxHy eingeführt. Über eine Einblasvorrichtung, welche als eine die Einblasvorrichtung umfassende Blaslanze 9 ausgeführt ist, wird Gas A - dargestellt durch gezackte Pfeile - in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der Metallschmelze
eingeblasen.
Figur 4 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform, ein K-OBM-Verfahren. Von Figur 3 unterscheidet sich die Darstellung dadurch, dass eine eine Aufblasvorrichtung für Gas B und eine Einblasvorrichtung für Gas A umfassende Kombilanze 10 vorhanden ist. Diese dient dazu, Gas A - dargestellt als gezackte Pfeile - in den Raum im
Konvertergefäß oberhalb der Metallschmelze einzublasen, und Gas B - dargestellt als gerader Pfeil - auf die Metallschmelze aufzublasen. Zum Frischen im K-OBM-Verfahren kann auch Zufuhr von Sauerstoff auch über die Aufblasvorrichtung der Kombilanze - entweder über Gas B oder als technisch reiner Sauerstoff - erfolgen.
Eine Blaslanze wie in Figur 3 oder die Kombilanze in Figur 4 könnte auch dafür genutzt werden, im Verlauf des K-OBM-Verfahrens technisch reinen Sauerstoff auf die
Metallschmelze aufzublasen.
Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines OBM-Verfahrens, bei der im Unterschied zu Figur 3 Gas A - dargestellt durch gezackte Pfeile - aus im Bereich der Oberkone des Konvertergefäßes 1 1 angeordneten Einblasdüsen 12 einer
Einblasvorrichtung in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der Metallschmelze 13 eingeblasen wird.
Figur 6 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines K-OBM-Verfahrens. Im Unterschied zu Figur 3 wird Gas A - dargestellt durch gezackte Pfeile - aus im Bereich der Oberkone des Konvertergefäßes 14 angeordneten Einblasdüsen 15 einer
Einblasvorrichtung in den Raum im Konvertergefäß oberhalb der Metallschmelze 16 eingeblasen. Statt einer Kombilanze ist eine Blaslanze 17 vorhanden, aus der technisch reiner Sauerstoff zum Frischen geliefert werden, oder Gas B - dargestellt als gerader Pfeil - auf die Metallschmelze aufgeblasen werden kann. Figur 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines K-OBM-Verfahrens, bei der im Unterschied zu Figur 6 keine Einblasdüsen im Bereich der Oberkone des Konvertergefäßes 18 vorhanden sind. Es ist eine Blaslanze 19 vorhanden, aus der technisch reiner Sauerstoff zum Frischen geliefert werden kann, oder Gas B - dargestellt als gerader Pfeil - auf die Metallschmelze aufgeblasen werden kann.
Ausführungsbeispiel 3 für einen erfindungsgemäßen OBM-Prozess beziehungsweise einen K-OBM-Prozess zur Erzeugung von Rohstahl mit einem niedrigen C-Gehalt.
Während des erfindungsgemäßen Prozessablaufes beim Blasen wird die
Zusammensetzung der Gase A und B - welche durch die dafür vorgesehenen Einblas- und Aufblasvorrichtungen zugeführt werden - für unterschiedliche Prozessphasen geändert. Als Beispiel wird die Erzeugung von Rohstahl mit einem niedrigen C-Gehalt - <0.05%C vor Abstichbeginn - im Falle von 5 Prozessphasen - Blasphasen - in der folgenden Tabelle 3 angeführt:
Tabelle 3
Prozessphas Gas A, vol.% Gas B, vol.% Zufuhr von e (über Einblasdüsen in der (bei K-OBM; bei OBM oxygen-
(Blasephase) Oberkone des Konverters kein Gas B) bottom-motion
entsprechend Figuren 5 oder 6, (über die Frischdüsen am o2
No. oder über Lanze entsprechend Kopf der Blaslanze über
Figur 3 beziehungsweise entsprechend Figur 6 oder Unterbaddüsen im Konverter
Kombilanze entsprechend Figur Figur 7; oder der
(Boden- und/oder 4) Kombilanze entsprechend
Seitenwanddüsen Figur 4)
)
beziehungsweise statt Gas B
technisch reiner Sauerstoff
(angegeben als 02 100)
Phase 1 : 02 70 02 100 ( bevorzugt wenn Gas ja
0 bis <30% N2 30 A über Einblasevorrichtungen
vom Bedarf zugeführt wird - entsprechend
Figuren 4 und 6)
an
Blasesauerst
sonst (wenn kein Gas A über
off
Einblasevorrichtungen
zugeführt wird gemäß Figur 7)
02 90
N2 10
Phase 2: 02 60 02 100 ( bevorzugt wenn Gas ja
30 bis <60% N2 40 A über Einblasevorrichtungen
vom Bedarf zugeführt wird - entsprechend
Figuren 4 und 6)
an
Blasesauerst
sonst (wenn kein Gas A über
off
Einblasevorrichtungen
zugeführt wird gemäß Figur 7)
02 80
N2 20
Phase 3: 02 50 02 100 ( bevorzugt wenn Gas ja
60 bis <85% N2 50 A über Einblasevorrichtungen
vom Bedarf zugeführt wird - entsprechend
Figuren 4 und 6)
an
Blasesauerst
sonst (wenn kein Gas A über
off Einblasevorrichtungen
zugeführt wird gemäß Figur 7)
02 70-90 (je nach dem
zulässigen N-Gehalt im
erzeugten Rohstahl)
N2 30-10 (je nach dem
zulässigen N-Gehalt im
erzeugten Rohstahl)
Phase 4: 02 21 02 100 ja
85 bis 100% N2 79
vom Bedarf (=Kaltluft)
an
Blasesauerst
off
Phase 5: 02 21 N2 100 * bevorzugt nein
Inergas N2 79 (nur Inertgas - oder
stirring step (=Kaltluft) bevorzugt Ar) nach 02-
N2+Ar 50/50 **
Blasende oder
Ar 100 ***
Vermerk:
0% vom Bedarf an Blassauerstoff =Blasstart
100% vom Bedarf an Blassauerstoff =Blasende
* für übliche Stahlqualitäten ohne besondere Anforderungen/Einschränkungen bezüglich N-Gehalt
** für Stahlqualitäten mit gehobenen Anforderungen/Einschränkungen bezüglich N-Gehalt
*** für Stahlqualitäten mit sehr hohen Anforderungen/Einschränkungen bezüglich N-Gehalt
Liste der Bezugszeichen
1 Konvertergefäß
2 Flüssiges Roheisen
3 Blaslanze
4 Einblasdüse
5 Kombilanze
6 Flüssiges Roheisen
7 Konvertergefäß
8 Bodendüsen
9 Blaslanze
10 Kombilanze
11 Konvertergefäß
12 Einblasdüsen
13 Metallschmelze
14 Konvertergefäß
15 Einblasdüsen
16 Metallschmelze
17 Blaslanze
18 Konvertergefäß
19 Blaslanze

Claims

Ansprüche
1 ) Verfahren zur Behandlung einer in einem Konvertergefäß (1 ,7, 1 1 ,14, 18) befindlichen, als Metall überwiegend Eisen enthaltenden Metallschmelze (13,16), dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst
- Einblasen eines Gases A in den Raum im Konvertergefäß (1 ,7, 1 1 , 14,18) oberhalb der Metallschmelze (13, 16) aus einer Einblasvorrichtung,
und wobei das Gas A zumindest 10 vol.% und bis zu 85 vol.% Inertgas enthält und 15 vol% bis 90 vol% Sauerstoff enthält, und die Temperatur des Gases A beim Austritt aus der Einblasvorrichtung unter 200 °C, bevorzugt unter 50°C, besonders bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur, liegt.
2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst
- Aufblasen eines Gases B auf die Metallschmelze (13,16) aus einer Aufblasvorrichtung, wobei das Gas B zumindest 3 vol% und bis zu 100 vol% Inertgas enthält und 0 vol% bis 97 vol% Sauerstoff enthält, und die Temperatur des Gases B beim Austritt aus der Aufblasvorrichtung unter 200 °C, bevorzugt unter 50°C, besonders bevorzugt auf oder unter Umgebungstemperatur, liegt.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas in Gas A und/oder Gas B Stickstoff und/oder Argon vorhanden ist.
4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas B und/oder das Gas A Luft ist. 5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Behandlung von flüssigem Roheisen, bevorzugt um zumindest eine Behandlung von flüssigem Roheisen aus der Gruppe
- deSi-Behandlung,
- deP-Behandlung,
- deV-Behandlung,
- deTi-Behandlung.
- deMn-Behandlung, handelt.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Erzeugung von Rohstahl mittels LD-Verfahren handelt.
7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein bodenblasendes oder ein kombiniert - blasendes Verfahren, bevorzugt um ein OBM- oder K-OBM-Verfahren. 8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Inertgases im Gas A und/oder Gas B während der Behandlung variiert wird.
9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas A mittels einer die Einblasvorrichtung umfassenden Blaslanze zugeführt wird.
10) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas A und das Gas B mittels einer die Aufblasvorrichtung und die Einblasvorrichtung umfassenden Blaslanze zugeführt werden. 1 1 ) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Einblasen des Gases A aus einer
am Konvertergefäß, bevorzugt im Bereich der Oberkone und/oder im Bereich der Mündung des Konvertergefäßes, angeordnete Einblasdüsen (4,12) umfassenden
Einblasvorrichtung,
erfolgt. 12) Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Aufblasen des Gases B aus einer eine Blaslanze (3,9, 17) umfassenden Aufblasvorrichtung erfolgt.
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