CZ811578A3

CZ811578A3 - Process for producing steel from a molten pig iron and steel scrap charge in a converter

Info

Publication number: CZ811578A3
Application number: CS788115A
Authority: CZ
Inventors: Karl Dr Ing Brotzmann
Original assignee: Kloeckner Cra Patent
Priority date: 1977-12-10
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1994-02-16
Also published as: DE2755165C3; DE2755165A1; DE2755165B2; SU1306482A3; JPS57164908A; ZA786885B; BE872620A; CZ278679B6

Abstract

Method of improving the heat balance and thus increasing the amt. of scrap that can be used in refining cast iron in a converter having oxygen tungenes below the bath surface with protective sheaths, and oxygen blowing devices above the bath level, is claimed in which during a large part of the refining period, 20-80% of the O2 is fed into the bath by jets directed toward the bath surface from above the bath surface, and the rest is blown in below the surface. The amount of O2 blown onto the surface from above is varied during the course of the refining. The properties of the steel produced are unaltered, despite the improved heat balance and the increased use of scrap. The axis of the free jets w.r.t. the surface of the bath make an angle with the axis of rotation of the converter of >35(>45) degrees.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu surového železa a ocelového šrotu v konvertoru s kombinovaným dmýcháním zkujňovacího kyslíku spodem pod hladinu taveniny a shora na hladinu taveniny a řeší zvýšení podílu ocelového šrotu ve vsázce.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for pig iron and steel scrap in a converter with combined blowing of refining oxygen from below the melt level and from above to the melt level and solves an increase in the proportion of steel scrap in the feed.

Známý stav technikyThe prior art

Ocel se dnes převážně vyrábí za použití technicky čistého kyslíku v konvertorech o kapacitě 30 až 400 tun. V provozní praxi se používají dva zásadně rozdílné způsoby zkujňování. Při jednom z nich se kyslík dmýchá nad hladinou taveniny, což se používá i při zpracování surového železa s vysokým obsahem fosforu. Při druhém způsobu se kyslík dmýchá pod hladinu taveniny. První způsob se nazývá procesem s dmýcháním shora, druhý procesem se spodním dmýcháním.Today, steel is mainly produced using technically pure oxygen in converters with a capacity of 30 to 400 tonnes. In operational practice, two fundamentally different types of refining are used. In one of them, oxygen is blown above the melt level, which is also used in the treatment of pig iron with a high phosphorus content. In the second method, oxygen is blown below the melt level. The first method is called the top blowing process, the second is the bottom blowing process.

V kyslíkových konvertorech s dmýcháním shora se kyslík dmýchá měděnou dmyšnou, vyčnívající do prostoru konvertoru, jíž se přivádí kyslík nad hladinu taveniny a to buď s příměsí vápna, nebo bez této příměsi. S klesajícím obsahem uhlíku v tavenině se reakce mezi kyslíkem a příměsemi železa, zejména uhlíkem,pozvol na snižuje, čímž se snižuje i intenzita pohybu taveniny, která zásadně ovlivňuje vyrovnávání koncentrace prvků uvnitř taveniny.In top-blowing oxygen converters, oxygen is blown through a copper lance projecting into the converter space, through which oxygen is supplied above the melt level, with or without the addition of lime. As the carbon content of the melt decreases, the reaction between oxygen and iron impurities, especially carbon, gradually decreases, thereby reducing the intensity of the melt movement, which substantially affects the leveling of the elements within the melt.

U kyslíkových konvertorů se spodním dmýcháním se kyslík přivádí pomocí trysek, obklopených proudem uhlovodíků, umístěných ve vyzdívce konvertoru.In bottom-flow oxygen converters, oxygen is supplied by means of nozzles surrounded by a stream of hydrocarbons located in the lining of the converter.

Do proudu kyslíku se přidávají struskotvorné přísady.Přiváděním reakčních složek tryskami do taveniny vznikají optimální podmínky pro průběh chemických reakcí a i na konci zkujňovacího procesu se lázeň intenzivně promíchá, což má za následek příznivé metalurgické výsledky zkujňovacího procesu.Slag-forming additives are added to the oxygen stream. By introducing the reactants into the melt through the nozzles, optimum conditions for the chemical reactions are formed and even at the end of the refining process the bath is intensively mixed, resulting in favorable metallurgical results of the refining process.

Při dmýchání kyslíku shora je možno zvýšit podíl šrotu ve vsázce proti způsobu se spodním dmýcháním asi o 3 %, to je o 30 kg šrotu na tunu vyrobené oceli.When blowing oxygen from above, the proportion of scrap in the feed can be increased by about 3%, i.e. 30 kg of scrap per tonne of steel produced, compared to the bottom-blowing process.

Dosud bylo předloženo mnoho návrhů na odstranění jednotlivých nedostatků obou těchto způsobů. Pro dosažení některýchSo far, many proposals have been made to address the individual shortcomings of both. To achieve some

-2specifických cílů bylo též navrženo spojit oba způsoby.-2specific goals have also been proposed to combine both.

V rakouském patentovém spisu δ.163 590 se pojednává o možnosti doplnit dmýchání kyslíku shora přiváděním míchacího plynu neobsahujícího kyslík, bodní tryskou umístěnou ve stěně konvertoru pod hladinou taveniny, aby se zlepšil pohyb taveniny. Nevýhoda tohoto způsobu je v tom, že nepříznivě ovlivňuje tepelnou bilanci zkujňovacího procesu. Míchací plyn odebírá tavenině teplo a tím snižuje přípustný podíl šrotu ve vsázce.Austrian patent specification δ.163 590 discusses the possibility of supplementing the oxygen blowing from above by supplying an oxygen-free mixing gas through a side nozzle located in the converter wall below the melt level in order to improve the melt movement. The disadvantage of this method is that it adversely affects the heat balance of the refining process. The mixing gas removes heat from the melt and thus reduces the allowable proportion of scrap in the charge.

V americkém patentovém spisu δ.3 030 203 se popisuje způsob, při němž se kyslík nejprve dmýchá chlazenou dmyšnou shora. Po sklopení konvertoru se chlazená dmyšna ponoří do taveniny. To má ovšem tu nevýhodu, že chlazená dmyšna ponořená do taveniny odvádí z taveniny teplo. Soustředěné přivádění kyslíku do jednoho místa kovové taveniny způsobuje vystřikování tekutého kovu.U.S. Pat. No. 3,030,203 describes a process in which oxygen is first blown from a cooled lance from above. After tilting the converter, the cooled lance is immersed in the melt. However, this has the disadvantage that the cooled lance immersed in the melt dissipates heat from the melt. Concentrated supply of oxygen to one location of the metal melt causes the liquid metal to be ejected.

V americkém patentovém spisu c.3 259 484 se kombinuje vrchní přivádění kyslíku dmyšnou a přivádění kyslíku průlinčitým dnem konvertoru, zhotoveným ze žáruvzdorného materiálu. Tak lze ovšem dnem konvertoru přivádět jen poměrně malé množství kyslíku. Průtok kyslíku průlinčitými žáruvzdornými cihlami snižuje za současného stavu techniky podstatně jejich životnost, takže vyzdívka dna konvertoru vydrží jen málo taveb.U.S. Pat. No. 3,259,484 combines a top lance and a lance converter bottom made of a refractory material. However, only a relatively small amount of oxygen can be supplied through the bottom of the converter. Oxygen flow through lined refractory bricks significantly reduces their lifetime in the prior art, so that the bottom of the converter can withstand little heat.

Francouzský patentový spis δ.2 121 522 se vztahuje na způsob, při němž se použití horní dmyšny kombinuje s tryskami ve dně konvertoru. Přitom se kyslík přiváděný shora a spodem zavádí do různých pásem tekuté kovové taveniny. Například v první fázi zkujňování, výhodně v období kdy se spaluje křemík, se kyslík dmýchá jen tryskami ve dně. Pak, to je asi po 3 minutách, se do konvertoru zasune horní dmyšna a kyslík se dmýchá směrem na taveninu. Účelem tohoto způsobu je vyrobit ocel vyšší pevnosti, tedy ocel s vyšším obsahem uhlíku při dostatečně nízkém obsahu fosforu. Přivádění kyslíku shora má zvýšit obsah oxidu železnatého ve strusce, což je předpokladem účinného odfosforování. Dále se tím má zabránit vzniku hnědého dýmu.French patent specification 2 121 522 relates to a method in which the use of an upper lance is combined with the nozzles in the bottom of the converter. The oxygen supplied from above and below is introduced into different zones of the liquid metal melt. For example, in the first refining phase, preferably during the silicon combustion period, oxygen is blown only through the bottom nozzles. Then, after about 3 minutes, the upper lance is inserted into the converter and the oxygen is blown towards the melt. The purpose of this method is to produce steel of higher strength, i.e. steel with a higher carbon content and a sufficiently low phosphorus content. The introduction of oxygen from above is intended to increase the iron oxide content of the slag, which is a prerequisite for effective de-phosphorylation. Furthermore, brown smoke is prevented.

V německém zveřejňovacím spisu DOS č.2 237 253 se popisuje použití trysek s ochranným prostředím, vytvořených ze soustředných trubek, vestavěných do žáruvzdorné vyzdívky dna i do boční stěny konvertoru. Trysky umístěné v horní části boční stěny se používají pro přívod suspenze, složené z práškovitých struskotvorných látek a nosného plynu. Trysky v boční stěně konvertoru jsou uspořádány tak, že ve dmýehací poloze konvertoru jsou pod hladinou t aveniny, nebo tak, že jsou nad hladinou a směřujíGerman Offenlegungsschrift No. 2,237,253 discloses the use of environmentally-friendly nozzles made of concentric tubes built into the refractory bottom lining and the side wall of the converter. The nozzles located at the top of the side wall are used to supply a slurry composed of powdered slag-forming substances and a carrier gas. The nozzles in the side wall of the converter are arranged such that they are below the surface of the avenine in the vaporization position of the converter or so that they are above the surface and are directed

-3šikmo na ni. Pokud jsou umístěny nad hladinou taveniny, používá se jich jen k přivádění práškových struskotvorných látek.-3 at her. If they are placed above the surface of the melt, they are used only to supply powdered slag-forming substances.

Jedním ze znaků uvedeného řešení je, že velikost práškových částic je zvolena tak, aby dobře pronikaly do taveniny.One feature of said solution is that the particle size of the powder particles is chosen to penetrate well into the melt.

Podle jiného znaku tohoto řešení je možno u trysek, umístěných pod hladinou taveniny, požívat jako nosný plyn čistý kyslík. Přitom se používají známé trysky pro spodní dmýchání.According to another feature of the present invention, pure oxygen can be used as the carrier gas for nozzles below the surface of the melt. Known nozzles for lower blowing are used.

Podstatou řešení podle německého zveřejňovacího spisu DOS č.2 237 253 je, že na taven i nu se dmýchá suspenze nosného plynu a práškových struskotvorných látek. Tento způsob však nemá výhody jako dmýchání struskotvorných látek tryskami pod hladinou taveniny, jak je známo například z německého patentového spisu č.The essence of the solution according to German publication No. 2,237,253 is that a suspension of carrier gas and powdered slag-forming substances is blown on the melt. However, this process has no advantages such as blowing slag-forming substances through nozzles below the surface of the melt, as is known, for example, from German patent no.

966 314.966 314.

Německý vykládací spis DOS č.2 405 351 se vztahuje na kombinaci horního a spodního dmýchání kyslíku. Zkujňovací proces začne dmýcháním shora. Spodní dmýchání se zavádí, případně stupňuje, jakmile se zkujňovací účinek začíná snižovat. Tento zjev nastává podle popisu při poklesu obsahu uhlíku pod 0.2 až 0.05 % hmotnost i.Tím, še se kyslík dmýchá nejprve shora, není možno se vyhnout nevýhodám, spojeným s ho rním dmýcháním.German Unloading Document No. 2 405 351 relates to a combination of upper and lower oxygen blowing. The test process begins with the blowing from above. Bottom blowing is introduced or increased as soon as the refining effect begins to decrease. This phenomenon occurs, as described, when the carbon content falls below 0.2 to 0.05% by weight i.e., since the oxygen is first blown from above, the disadvantages associated with the upper blowing cannot be avoided.

Do známého stavu techniky patří i německý zveřejňovací spis DOS č.2 522^467, patentový spis NDR o.101 916 a americký patentový spis 7*4. •Jejích společným znakem je použití horních dmyšen v obvyklém kyslíkovém konvertoru se spodním dmýcháním, aby se dodatečným spalováním oxidu uhelnatého zlepšila tepelná bilance. Horní dmyšny jsou opatřeny ochranným uhlovod í kcvým opIáštění m.German Patent Publication No. 2,522,467, NDR 0101916 and US Patent 7 * 4 are also known in the art. • Their common feature is the use of upper lances in a conventional bottom-blowing oxygen converter to improve the heat balance by post-combustion of carbon monoxide. The upper lances are provided with a protective hydrocarbon for sheathing.

Podle německého zveřejňovacího spisu DOS č.2 522 467 se dodatečným spalováním oxidu uhelnatého zvyšuje vývin tepla v horní oblasti konvertoru, tzv. zvaném klobouku, aby se tam zabránilo vzniku nánosu ztuhlé taveniny.According to German Offenlegungsschrift No. 2,522,467, the post-combustion of carbon monoxide increases the heat generation in the upper region of the converter, the so-called hat, to prevent the formation of a solidified melt there.

Patentový spis NDR č.101 916 popisuje dodatečné spalování oxidu uhelnatého v konvertoru a jiných zařízeních pro zkujňování železa. Hlavními znaky řešení je poloha kyslíkových dmyšen nad hladinou taveniny a regulace poměru množství kyslíku přiváděného do dmyšen nad hladinou taveniny a do trysek pod hladinou taveniny.GDR patent No. 101 916 discloses post-combustion of carbon monoxide in a converter and other iron refining devices. The main features of the solution are the position of the oxygen lances above the melt level and the control of the ratio of the amount of oxygen supplied to the lances above the melt level and into the nozzles below the melt level.

Vestavěné dmyšny pro dodatečné spalování oxidu uhelnatého se nemajT od vodorovné roviny odklánět směrem nahoru nebo dolu o více než 20°, výhodně ne o více než 10°. Ještě výhodnější je mírný sklon dmyšen směrem dolů a to ne více než o 5°. Za nej výhod-4nějšl se považuje sklon 4°. Z těchto údajů je zjevné, jak velký význam se přikládá vodorovné poloze dmyšen pro dodatečné spalování oxidu uhelnatého.Built-in carbon monoxide after-burners should not be diverted upwards or downwards by more than 20 °, preferably not more than 10 °, from the horizontal. Even more preferably, the slight downward slope of the lance is not more than 5 °. The 4 ° slope is most preferred. From these data it is clear how much importance is attached to the horizontal position of the lances for the afterburning of carbon monoxide.

Rychlost dmýchání kyslíku tryskami ve dně konvertoru se musí regulovat tak, aby se vývoj oxidu uhelnatého optimalizoval. Potřebné množství kyslíku pro spáleni oxidu uhelnatého na oxid uhličitý se dmýchá do pásma vzniku oxidu uhelnatého poblíž hladiny taveniny. Jako výhodné množství kyslíku, dmýchaného boční\ooj.The rate of oxygen blowing through the nozzles in the bottom of the converter must be controlled to optimize carbon monoxide evolution. The oxygen required to burn carbon monoxide to carbon dioxide is blown into the carbon monoxide zone near the melt level. As a preferred amount of oxygen blown by the lateral fluid.

mi dmyšnami, se v tomto patentovém spise uvádí 25 až 30 celkového množství nadmýchaného kyslíku. Množství kyslíku dmýchaného bočními dmyšnami, je omezeno i tím, že proud kyslíku nesmí poškozovat vyzdívku ve směru proti dmýchanému proudu.In this patent, 25 to 30 total amounts of puffed oxygen are disclosed. The amount of oxygen blown by the side lances is also limited by the fact that the stream of oxygen must not damage the lining in the upstream direction.

Americký patentový spis č.3 895 784 rozvíjí myšlenku řízené přeměny oxidu uhelnatého v oxid uhličitý a popisuje regulační obvod, který analyzuje složení spalin a podle něho reguluje přívod kyslíku do zkujňovací nádoby a mění polohu dmyšen pro přívod kyslíku nad hladiηθ/taven iny. V provozní praxi je však změna pov lohy dmyšen, vestavěných ve sténě konvertoru, během zkujňování zcela neproveditelná. Otvory ve stěně konvertoru se po krátké době ucpou vystřikující ocelí a dmyšnami pak již nelze pohybovat.U.S. Pat. No. 3,895,784 develops the idea of controlling the conversion of carbon monoxide to carbon dioxide and describes a control circuit that analyzes the composition of the flue gas and regulates the oxygen supply to the refueling vessel and changes the position of the oxygen supply lances above the surface. In practice, however, changing the lance commands built into the converter wall is completely impracticable during refining. After a short time, the holes in the converter wall become blocked by spraying steel and the nozzles can no longer be moved.

Při dmýchání kyslíku nad hladinu taveniny je nutné pro dosažení metalurgických reakcí vytvořit v konvertoru co nejdříve struskovou pěnu. Tato strusková pěna vyplňuje pak podstatnou část volného prostoru nad hladinou taveniny a proud kyslíku proudí pak převážnou dobu zkujňovacího procesu touto struskovou pěnou. Při takovém postupu se zvyšuje obsah oxidu železnatého ve strusce, se známými metalurgickými účinky,jako při prostém dmýchání proudu shora dmýchaného kyslíku do taveniny.When blowing oxygen above the melt level, slag foam must be formed in the converter as soon as possible to achieve metallurgical reactions. This slag foam then fills a substantial part of the free space above the melt level and the oxygen flow then flows through the slag foam for the most part of the refining process. In such a process, the iron oxide content of the slag is increased, with known metallurgical effects, such as by simply blowing a stream of top-blowing oxygen into the melt.

To tedy znamená, že při známém přídavném horním dmýchání kyslíku dmyšnami vodorovnými, nebo skloněnými až o 20° k vodorovné rovině, nelze přenést žádné významnější množství tepla do taveniny, ani při dmýchání kyslíku shora v množství 10 až 20 % £>kj z celkově nadmýchaného kyslíku. Dodatečné spalování konvertorových odpadních plynů způsobuje pouze poškození žáruvzdorné vyzdívky konvertoru. Při těchto způsobech se předčasně opotřebovává zejména vyzdívka v klobouku konvertoru a na stěnách ve směru proti kyslíkovým dmyšnám. Příčinou tohoto nadměrného opotřebení vyzdívky je vysoká teplota v horní části konvertoru. Zvýšení podílu shora dmýchaného kyslíku nad 20 %\z celkového množství jen dále zvyšuj e poškozován í vyzd í vky.This means that, with the known additional upper blowing of oxygen by horizontal or inclined nozzles up to 20 ° to the horizontal, no significant amount of heat can be transferred to the melt, even when blowing oxygen from above from 10 to 20% of total blown air of oxygen. The post-combustion of the converter waste gases only causes damage to the converter refractory lining. In particular, the lining in the converter hat and the walls facing the oxygen lances is prematurely worn in these methods. The cause of this excessive wear of the lining is the high temperature at the top of the converter. Increasing the proportion of above-blown oxygen above 20% of the total amount only further increases lining damage.

Všem uvedeným známým způsobům je společná ta skutečnost, žeAll of these known methods are in common that:

-5žádným z nich není možno významně zvýšit přivádění tepla do ta· veriiny. Proto žádný z těchto způsobů se dosud úspěšně neuplatnil v provozní praxi.None of them can significantly increase the heat supply to the plant. Therefore, none of these methods has so far been successfully applied in operational practice.

Úkolem vynálezu je zdokonalit výrobu oceli v kyslíkovém konvertoru se spodním dmýcháním tak, aby se zlepšila tepelná bílaňce zkujňovacího procesu, což by umožnilo zvýšit podíl pevných složek, zejména šrotu, ve vsázce. Přitom je nutno zachovat znáné výhody zkujňovacího procesu se spodním dmýcháním kyslíku, zejména možnost spolehlivého řízení zkujňovacího procesu, bezpečné roztavení vsazeného šrotu, vyšší výtěžnost, nízký obsah uhlíku ve vyrobené oceli a nízký obsah oxidu železnatého ve vypouštěné strusce.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the production of steel in a low-blowing oxygen converter so as to improve the thermal whiteness of the refining process, which would increase the proportion of solids, especially scrap, in the feed. In this connection, the known advantages of the lower oxygen blasting process, in particular the possibility of reliably controlling the blasting process, the safe melting of the scrap scrap, the higher yield, the low carbon content of the steel produced and the low iron oxide content in the discharged slag.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby oceli ze vsázky tekutého surového železa a ocelového šrotu v konvertoru s kombinovaným dmýcháním zkujňovacího kyslíku spodem pod hladinu taveniny v obalovém proudu ochranného média a shora na hladinu, taveniny, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že 20 aě 80 % obj z celkového potřebného množství zkujňovacího kyslíku se dmýchá shora na hladinu taveniny ve formě alespoň jednoho turbulentního volného paprsku nasměrovaného na hladinu taveniny, nasávajícího nad hladinou taveniny uvolňované zplodiny ze zkujňovací reakce a Je přivádějícího^po dodatečném spálení v nich obsaženého oxidu uhelnatého zpět do kontaktu s hladinou taveniny, přičemž zbý\0Íj.These drawbacks are eliminated by a process for producing steel from a batch of molten pig iron and scrap steel in a converter with combined blowing of refining oxygen from below the level of the melt in the shielding medium and from above to the level of the melt according to the invention. % by volume of the total amount of refining oxygen is blown from above to the melt level in the form of at least one turbulent free beam directed towards the melt level sucking above the melt level releasing the flue gas from the refining reaction and returning the carbon monoxide contained therein with the melt level, the remaining 10%.

vajících 80 až 20 %\tz celkového potřebného množství zkujňovacího kýslíku se dmýchá spodem pod hladinu taveniny a při vzniku struskové pěny na hladině taveniny se pro potlačení její tvorby vnášejí do taveniny v obalovém proudu ochranného média prachové struskotvorné látky a/nebo palivo. Výhodně se při vzniku stru skové pěny přivádí do taveniny vápenný prach a/nebo práškové palivo obsahující uhlík.80 to 20% of the total required amount of refining oxygen is blown from below the melt level and, when slag foam is formed at the melt level, dust slags and / or fuel are introduced into the melt in the containment stream of the protective medium. Preferably, in the formation of the teat foam, lime dust and / or carbonaceous fuel powder is fed to the melt.

Turbulentním volným paprskem se rozumí fyzikální jev, popsaný např. v publikaci W.Albring Angewandte Stromungslehre nakladatelství Theodor Steinkopff, Dresden und Leipzig, 1962 na str.328 až 330. Jedná se o paprsek plynu, vystupujícího velkou, rychlostí blížící se až rychlosti zvuku, z rovinného nebo kruhového otvoru ve stěně do volného prostoru_; naplněného stejným médiem. Volný turbulentní paprsek strhává s sebou okol ní plyn a předává mu svoji energii, takže rychlost plynu ve volném paprsku postupně klesá s narůstající vzdáleností od výstupníTurbulent free beam means a physical phenomenon, as described, for example, in W.Albring Angewandte Stromungslehre, published by Theodor Steinkopff, Dresden and Leipzig, 1962 on pages 3228 to 330. It is a jet of gas emerging at a high speed approaching the speed of sound, from a planar or circular wall opening to a free space _; filled with the same medium. The free turbulent jet entrains the surrounding gas with it and transmits its energy so that the velocity of the gas in the free jet gradually decreases with increasing distance from the outlet

-6ho otvoru, přičemž šířka paprsku se zvětšuje. Dochází pří tom k promísení mezi plynem paprsku a jej obklopujícím médiem. Tento postup je zajímavý se zřetelem na procesy spalování. Když se dmýchá paprsek spalitelného plynu a jako jej obklopující médium je volen vzduch nebo kyslík, je-li teplota dostatečně vysoká, je stupeň míšení rozhodujícím kriteriem pro spalování. Proces míšení může probíhat laminárně nebo turbulentně.-6h of the opening, the width of the beam increases. There is a mixing between the gas of the beam and its surrounding medium. This process is interesting with respect to the combustion processes. When the combustible gas jet is blown and air or oxygen is selected as the surrounding medium, if the temperature is sufficiently high, the degree of mixing is the decisive criterion for combustion. The mixing process may be laminar or turbulent.

Pro účinnost způsobu podle vynálezu je nutné, aby dráha turbulentního volného paprsku v plynovém prostoru konvertoru byla dostatečně dlouhá. Proto podle dalšího znaku vynálezu je délka dráhy každého turbulentního volného paprsku, měřená mezi výstupním otvorem trysky a klidnou hladinou taveniny, rovná čtyřicet inásobku až osmdesát inásobku\ výstupní ho otvoru trysky.For the efficiency of the method of the invention, it is necessary that the turbulent free beam path in the gas space of the converter is sufficiently long. Therefore, according to a further feature of the invention, the path length of each turbulent free jet, measured between the nozzle exit orifice and the calm melt level, is equal to forty times to eighty times the nozzle exit orifice.

Aby se zabránilo nadměrnému opotřebení vyzdívky konvertoru a podpořilo se míchání taveniny, jakož i přenos tepla z turbulentního volného paprsku na taveninu, je úhel dopadu turbulentního volného paprsku vůči klidné hladině taveniny nejméně 35°, Spotřeba uhlovodíků k ochraně trysky pro dmýchání shora je nižší, než při spodním dmýchání.In order to avoid excessive wear of the converter lining and to promote melt mixing as well as heat transfer from the turbulent free jet to the melt, the angle of incidence of the turbulent free jet relative to the calm melt level is at least 35 °. during lower blowing.

Způsob výroby oceli z tekutého surového železa a ocelového šrotu má podle vynálezu další četné výhody.The process for producing steel from liquid pig iron and steel scrap has many other advantages according to the invention.

Podíl tuhé železonosné přísady ve vsázce, např. podíl ocelového šrotu,se ve srovnání s výrobou oceli v kyslíkovém konvertoru se spodním dmýcháním zvyšuje o 5 až 10 % Lze tedy zvýšit hmotnost vsazeného šrotu o 50 až 100 kg na tunu vyrobené oceli. Tento podíl ocelového šrotu je tedy vyšší i oproti výrobě oceli v kyslíkovém konvertoru s dmýcháním shora. Přitom vyšší podíl šrotu ve vsázce při dmýchání shora oproti spodnímu dmýchání je alespoň zčásti umožněn exothermickou oxidací železa. Při použití způsobu podle vynálezu zůstává však podíl oxidu železnatého ve strusce tak nízký jako při spodním dmýchání. Toho nelze dosáhnout žádným ze známých způsobů dmýchání kyslíku shora na hladinu taveniny a to z důvodů shora uvedených.The proportion of solid iron additive in the charge, eg the proportion of steel scrap, increases by 5 to 10% compared to steel production in the bottom-blowing oxygen converter. Thus, the weight of the scrap scrap can be increased by 50 to 100 kg per tonne of steel produced. This proportion of steel scrap is therefore also higher than the production of steel in a top-blowing oxygen converter. At the same time, the higher proportion of scrap in the batch during top-blowing compared to bottom-blowing is at least partly made possible by the exothermic oxidation of iron. However, by using the process according to the invention, the proportion of iron oxide in the slag remains as low as that of the bottom blowing. This cannot be achieved by any of the known methods of blowing oxygen from above to the melt level for the above reasons.

_koW· _k oW ·

Přiváděním nejméně 20 ^kyslíku z celkového nadmýchaného množství pod hladinu taveniny se zabrání vzniku struskové pěny v konvertoru, přičemž tímto spodně dmýchaným kyslíkem se přivádí do taveniny podstatná část vápna. Tím, že nad hladinou taveniny nevzniká strusková pěna, má kyslík, dmýchaný shora, tvar volného turbulentního paprsku, který naráží na hladinu taveniny.By supplying at least 20% of the total inhaled oxygen below the melt level, the formation of slag foam in the converter is prevented, with the lower-blown oxygen supplying a substantial portion of the lime to the melt. By avoiding the formation of slag foam above the melt level, the oxygen blown from above has the shape of a free turbulent jet that impinges on the melt level.

To umožňuje přenášet na taveninu asi 90 % energie, vznikající dodatečným spálením konvertorových odpadních plynů. Dráha turbulentního volného paprsku kyslíku v plynovém prostoru konvertoru je dostatečně dlouhá a turbulentní volný paprsek na ní 'ri.This makes it possible to transfer to the melt about 90% of the energy generated by the post-combustion of the converter waste gases. The path of the turbulent free beam of oxygen in the gas space of the converter is sufficiently long and the turbulent free beam on it.

cfár^r·cfár ^r ·

-r ý- C ú / óWů-

-8 yh a saje dostatečné množství konvertorových odpadních plynů· Přitom se kyslík a konvertorové odpadní plynné' zplodiny promísí, takže na povrch taveniny naráží už jen horký plyn, který je složen z kysličníku uhelnatého a kysličníku uhličitého a prakticky neobsahuje volný kyslík. Tím se sníží i tvorba hnědého dýmu, to je spalo^án^ železa. Při způsobu podle vynálezu se spálí asi jen 0*3 železa, tedy as/ jen tolik, jako při prostém dmychání kyslíků spodem.At the same time, the oxygen and converter waste gases are mixed so that only hot gas, consisting of carbon monoxide and carbon dioxide and practically free of free oxygen, strikes the surface of the melt. This also reduces the formation of brown smoke, i.e. iron burn. In the process according to the invention, only about 0 * 3 of iron, i.e., as /, is burned as much as by simply blowing oxygen from below.

Při způsobu podle vynálezu nenastává zvýšené opotřebení vyzdívky konvertoru· To je způsobeno tím, že paprsek kyslíku nenaráží na stěnu konvertoru, ale pouze na hladinu taveniny.In the method according to the invention, there is no increased wear of the converter lining. This is due to the fact that the oxygen beam does not hit the converter wall, but only the melt level.

_z okZ _z okZ

Při spodním mmychání již 20 až JO % (z celkového množství kyslíku se zvyšuje podíl šrotu ve vsázce asi o 40 kg na tunu oceli. Dalším zvýšením podílu spodembdmýohaného kyslíku na cca 50 % se zvýší podíl šrotu ve vsázce asi o 6 Ve ’ srovnání s výrobou oceli v kyslíkovém konvertoru pouze se spodním dmycháním. Podíl šrotu, vyjádřený hmotnostním poměrem Šrotu k vyrobené tekuté oceli, se tedy zvýší z 27 obvyklých při výrobě oceli v kyslíkovém konvertoru se spodním dmycháním, na 33 % při způsobu podle vynálezu. Tím se v příslušné míře sníží podíl surového železa ve vsázce. Při způsobu podlepse svýší spotřeba kyslíku asi 60 Λ/*³ I------f na tunu vytavehé oceli, jež je obvyklé při prostém spodním dmychání a to asi o 12 %r^i?ri obsahu 0,02 % hmoi. uhlíku v hotové oceli činí obsah kysličníku železnatého ve strusoe asi 15 %<rPri výrobě oceli s obsahem 0,05 A uhlíku,klesne obsah kysličníku železnatého ve strusce asi na 8 %Zxo jsou vysledky obvyklé při prostém dmychání kyslíku spodem,With bottom rinsing already 20 to 10% (of the total amount of oxygen, the proportion of scrap in the charge increases by about 40 kg per tonne of steel. By further increasing the proportion of bottom oxygen to about 50%, the proportion of scrap in the charge increases by about 6 Thus, the proportion of scrap, expressed as the weight ratio of scrap to produced liquid steel, is increased from 27 conventional in the production of steel in a bottom-blowing oxygen converter to 33% in the process of the invention. In the method, the oxygen consumption will increase by about 60 Λ / * ³ I ------ f per tonne of molten steel, which is usual in simple bottom blowing, by about 12% r ^ i? ri The content of 0.02% by weight of carbon in the finished steel is about 15% of the iron oxide content in the slag. of slag in slag at about 8% Zxo, the results are

Zvýšeníí%potřeby kyslíku asi o 12 spálí asi 24 ličníku uhelnatého v konvertorových odpadních plynech na kysličník uhličitý. Množství tepla, které se tím uvolní, stačí při tepelné účinnosti 90 % roztavit oněch.6 šrotu, jež jsou ve vsázce navíc. Při způsobu podle vynálezu se přenese na taveninu téměř veškeré teplo, uvolněné spálením kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý.It increases the oxygen demand by about 12 and burns about 24 carbon monoxide in the converter waste gases to carbon dioxide. With the thermal efficiency of 90%, the amount of heat released is sufficient to melt the 6 scrap which is in the extra charge. In the process according to the invention, almost all the heat released by the combustion of carbon monoxide to carbon dioxide is transferred to the melt.

Kyslík, přiváděný do konvertoru se dokonale zužitkuje. Jeho podstatný podíl, asi 75 %^%e podílí na zkujňovacích reakcích. Zbývající množství kyslíku se využije k dodatečnému spalování kysličníku uhelnatého a tím umožní zvýšení podílu šrotu ve vsázce.The oxygen supplied to the converter is utilized perfectly. Its major part, about 75% e%, is involved in refining reactions. The remaining amount of oxygen is used to re-burn the carbon monoxide and thereby increase the proportion of scrap in the feedstock.

Na hladinu taveniny naráží'paprsek plynu, složený z kysličníků uhelnatého a uhličitého, jehož teplota je značně vyšší než teplota taveniny a činí asi 25OO°C. Povrch hladiny taveniny na níž probíhají chemické reakce a přestup tepla je značný, vlivem intenzivního pohybu lázně, způsobeného přívodem kyslíku pod hladinu taveniny. Hladina taveniny se vlní a stříká do výše nejméně jednoho metru. Tento značné zvětšený reakční povrch taveniny, který při způsobu podle vynálezu existuje po podstatnou dobu zkujňování, je nejspíše rozhodující příčinou vysokého využití kyslíku a dobrého přestupu tepla do taveniny.A melt of carbon monoxide and carbon dioxide, whose temperature is considerably higher than the melt temperature and is about 2500 ° C, strikes the surface of the melt. The surface level of the melt on which chemical reactions take place and the heat transfer is considerable, due to the intensive movement of the bath caused by the oxygen supply below the melt level. The melt level ripples and sprays to at least one meter. This greatly increased reaction surface of the melt, which has existed for a considerable period of refining in the process of the invention, is most likely to be a decisive cause of high oxygen utilization and good heat transfer to the melt.

Pokud jsou)paprsky kyslíku dmychaného sberas ' nasměrovány na místo s největší tlouštkou struakové vrstvy, lze zvýšit podíl šrotu ve vsázce až o 10 %3ve srovnání s výhradně spodním dmycháním kyslíku, tedy na 37 % z hmotnosti vyrobené oceli.If the sberas blown oxygen beams are directed to the location with the greatest teat layer thickness, the scrap proportion in the charge can be increased by up to 10% 3 compared to only the lower oxygen blowing, ie 37% of the weight of the steel produced.

Při použití způsobu podle vynálezu je možno snížit počet trysek ve dne konvertoru, ve srovnání s kyslíkovým konvertorem výhradně pro spodní dmýchání a to asi o polovinu. Tím se jednak zvětšuje vnitřní prostor konvertoru, jednak se snižuje spotřeba ochranných uhlovodíku asi o jednu třetinu.By using the process according to the invention, the number of nozzles in the bottom of the converter can be reduced by about half compared to the oxygen converter exclusively for bottom blowing. This increases the internal space of the converter and reduces the consumption of protective hydrocarbons by about one third.

Objash&n' výkrese.Objash & n 'drawing.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad kyslíkového konvertoru, vhodného pro výrobu oceli způsobem podle vynálezu.The attached drawing shows an example of an oxygen converter suitable for the production of steel by the method according to the invention.

Konvertor je oparřen pláštěm 1 z ocelového plechu, v němž je uspořádána žáruvzdorná vyzdívka 2. Ve vyměnitelném dnu ý konvertoru jsou umístěny spodní trysky 4, vytvořené ze dvou soustředných trubek. Vnitřní trubka spodní trysky 4 je spojena pří- 10 vodní trubkou 6 s rozdělovačem £ vápna. Do rozdělovače £ vápna se sběrným potrubím 2 přivádí suspenze práškového vápna a kyslíku. Do prstencové štěrbiny spodní trysky 4 se přivádějí buú plynné nebo kapalné uhlovodíky. Přeřazení z plynných uhlovodíků, na kapalné a naopak se provádí tlakově řízenými přepojovacími ventily 8, do niohž se plynovými potrubími^ přivádějí plynné uhlovodíky a kapalinovými potrubími 10 uhlovodíky kapalné. Od přepojovacího ventilu 8 vede spojovací potrubí 11 k prstencové štěrbině spodní trysky 4. Je výhodné vytvořit přírubu spodní trysky-s přepojovacím ventilem 8 jako stavební jednotku.The converter is provided with a sheet metal casing 1 in which a refractory lining 2 is arranged. In the replaceable bottom of the converter there are lower nozzles 4 formed of two concentric tubes. The inner tube of the lower nozzle 4 is connected by a supply tube 6 to the lime distributor. A slurry of powdered lime and oxygen is supplied to the lime distributor 6 via the manifold 2. Either gaseous or liquid hydrocarbons are supplied to the annular gap of the lower nozzle 4. Shifting from gaseous hydrocarbons to liquid and vice versa is effected by pressure-controlled transfer valves 8, into which gaseous hydrocarbons are fed through the gas lines and liquid hydrocarbons through the liquid lines. From the transfer valve 8, the connecting duct 11 leads to the annular gap of the lower nozzle 4. It is advantageous to design the lower nozzle flange with the transfer valve 8 as a building unit.

Nad. čepy 12 pro sklápění konvertoru jsou v žáruvzdorné vyzdívce 2 konvertoru umístěny dvě vrchní trysky 1^, složené rovněž ze dvou soustředných trubek. Tyto vrchní trysky 1£ pro přivádění kyslíku stará. jsou umístěny asi 2 m nad hladinou ló taveniny v jejím klidném stavu. Vrchní trysky 1£ jsou skloněny k vodorovné rovině o úhel 1£, který činí asi 45° a jsou nasměrovány na hladinu 16 taveniny. K vrchním tryskám 1£ se přivádí kyslík kyslíkovýn potrubím 14 a uhlovodíky přídavným potrubím 1£.Over. In the refractory lining 2 of the converter, two upper nozzles 11, also composed of two concentric tubes, are located in the converter tilting pins 12. These upper oxygen supply nozzles 16 are old. are located about 2 m above the surface of the melt in its quiescent state. The upper nozzles 16 are inclined to the horizontal plane by an angle 16 which is about 45 ° and are directed to the melt surface 16. Oxygen is supplied to the upper nozzles 16 through line 14 and the hydrocarbons via an additional line 16.

U výstupního otvoru 18 vrchní trysky lý se vytváří\ volný paprsek 19 v plynovém prostoru konvertoru, jež vyplňuje vrchní pásmo 20 konvertoruj volny paprsek vystepuje z výstupního otvoru 18 vrchní tryský^řibližně rychlostí zvuku. Tím strhává s sebou odpadní plynnúýe“3®ěl^i šipek 21. Odpadní plyny jsou tvořeny převážně kysličníkem uhelnatým.At the outlet orifice 18 of the upper nozzle 11, a free jet 19 is formed in the gas space of the converter, which fills the upper zone 20 and the free jet converts the free jet from the outlet orifice 18 at approximately the speed of sound. It thus entrains the waste gases of the arrows 21. The waste gases are predominantly carbon monoxide.

'ífáic/st zvuhjj \ volný paprsek lg dopadá velkou rychlostí fna povrch 22 zvířené směsi taveniny a strusky, jež se vytváří ve středním pásmu 24 konvertoru. Tuto směs nadále zviřuje, přičemž spaluje kysličník uhelnatý v odpadních plynech na kysličník uhličitý a získané teplo předává tavenině ve spodním pásmu 2j> konvertoru.The free beam 1g impinges at high speed on the surface 22 of the vortex mixture which forms in the central zone 24 of the converter. This mixture continues to swirl, burning the carbon monoxide in the waste gases to carbon dioxide and transferring the heat obtained to the melt in the lower zone 20 of the converter.

Kyslík se suspendovaným vápnem, nebo bez něho, přiváděný spodními tryskami 4 ve dnu konvertoru způsobuje pohyb taveniny a tím i rychlé vyrovnávání koncentrací jednotlivých prvků v tavenině. Přitom se vytvářejí již uvedená tři pásma v konvertoru a to spodní pásmo 2j> s hladinou 16, naplněné taveninou, střed11 ní pásmo 24 s nepravidelným povrchem 22, naplněné vířící směsí taveniny a strusky a konečně vrchní pásmo 20, tvořené plynovým prostorem.Oxygen, with or without suspended lime, supplied by the bottom nozzles 4 in the bottom of the converter causes the melt to move and thereby quickly equalize the concentrations of the individual elements in the melt. In the process, the three zones in the converter are formed, namely a lower zone 21 with a melt-filled surface 16, a central zone 24 with an irregular surface 22 filled with a swirling mixture of melt and slag and finally an upper zone 20 formed by a gas space.

Střední pásmo 24 nelze zaměňovat s pásmem pěnové strusky, vznikající při prostém dmychání kyslíku do prostoru nad hladinu taveniny. Při způsobu podle vynálezu dochází ve středním pásmu 24 k stříkáním a erupcím tekutého kovu, který se přitom intenzivně míchá s tekutou struskou. Do středního pásma 24, které je v nuceném pohybu a v němž probíhají reakce mezi roztaveným kovem a, struskou, zasahují impul^^voíneho paprsku 19 o vysoké teplotě a rychlosti a předávají svoji energii tavenině.The intermediate zone 24 should not be confused with the foam slag zone produced by simply blowing oxygen into the space above the melt level. In the process according to the invention, liquid metal is sprayed and eroded in the central zone 24, which is intensively mixed with the liquid slag. The central zone 24, which is in a forced movement, in which reactions occur between the molten metal and the slag, is interrupted by a high temperature and velocity pulse 19 of the free beam 19 and transmits its energy to the melt.

\fáiirb fáe ήί n /\ fáiirb fáe /

Vzhledem k vysoké teplotě/ volného paprsku 19^jsou^jjly^ty v něm obsažené převážně disociovány. Při dopadu /νοίίη^ΰ pis^prsku na povrch 23 směsi tekutého kovu a strusky, případně při jeho proniknutí do středního pásma 24^ se disociované složky rekombinují a vzniklé teplo se předává tavenině ve spodním pásmu 2j>.Due to the high temperature / free beam 19, the jets contained therein are predominantly dissociated. Upon impact of the spray on the surface 23 of the mixture of liquid metal and slag or its penetration into the central zone 24, the dissociated components recombine and the heat generated is transferred to the melt in the lower zone 21.

Znázorněný kyslíkový konvertor, vhodný pro způsob podle vynálezu, je možno dále obměňovat.The illustrated oxygen converter suitable for the process of the invention can be further varied.

φ V konvertoru o kapacitě óO^t oceli jsou kromě spodních trysekupořádány dvě vrchní trysky*nad čepy^konvertoru, skloněné k vodorovné rovině o 45°. Výstupní otvory~vrchních trysek-jsou u nove vyzděného konvertoru umístěny 2 m nad hladinou taveniny.φ In the converter with a capacity of 0 · 0 t of steel, in addition to the lower nozzles, two upper nozzles * are arranged above the converter pins 4, inclined to a horizontal plane by 45 °. The outlet openings of the upper nozzles are located 2 m above the melt level in the newly lined converter.

pokračujícím provozem se tato vzdálenost postupně zvyšuje až na 3 in· Vnitřní průměr kyslíkové trubky vrchní trysk/^je 40 mm, prstencová štěrbina pro přívod uhlovodíku má šířku 1 mm. Jako ochranný plyn se dmychá propan v množství 1 % podle objemu z dmychaného kyslíku.this distance is gradually increased to 3 inches by continuous operation. The inner diameter of the top nozzle oxygen tube is 40 mm, the annular slot for the hydrocarbon inlet has a width of 1 mm. Propane is blown as shielding gas in an amount of 1% by volume of the blowing oxygen.

Při celkově přiváděném množství kyslíku 20 000 Aí'jtP/A_/ í—---1 z čehož přibližně polovina se dmýohá spodními tryskami^a zbytek vrchními tryskami^feiní doba zkujnování přibližně 10 mintfó.árotu se vsadí o 4 tuny více, než při prostém spodním dmychání. Obsah kysličníku železnatého ve strusce je přibližně týž, jako při prostém spodním dmychání.When the total feed of oxygen Aí'jtP 20000 / A _/ I ---- 1 in which approximately half dmýohá bottom nozzles and the residue topcoats ^ ^ nozzles Fein refining time approximately 10 mintfó.árotu bets about 4 tons more than simple bottom blowing. The iron oxide content of the slag is approximately the same as that of simple bottom blowing.

Í3Í3

Umístění vrchních trysek^ve výšce 2 m nad klidnou hladinou taveniny umožňuje poměrně snadno zvýšit počet těchto vrchních trysek. V tom případe je vhodné umístit vrchní trysky^ve vrchní části konvertoruj-----.-—ozvané klobouk . Protože stěny konvertoru jsou v této jeho části skloněny, je priŠiojsí otvor pro vrchní tryskykrčrláí. Rovněž žáruvzdorná vyzdívka se snáze přizpůsobuje umístění vrchních trysek“. Tak například při umístění šesti vrchních trysekv klobouku konvertoru jsou vrchní trysky skloněny k vodorovné rovině pod úhlem v rozmezí 45° až 75°· Vrchní . , trysky-jsou nasměrovány tak, aby místa dopadu příslušných! volných paprsků, byla rozložena rovnoměrně po hladinaPlacing the top nozzles at a height of 2 m above the calm melt level makes it relatively easy to increase the number of top nozzles. In this case, it is preferable to place the top nozzles at the top of the converting hat. Since the walls of the converter are inclined in this part, the next opening for the upper nozzles is curved. Also, the refractory lining adapts more easily to the position of the upper nozzles. For example, when placing the six top nozzles in the converter hat, the top nozzles are inclined to the horizontal at an angle of 45 ° to 75 ° · Top. , the nozzles-are directed to the points of impact relevant! Free beams were distributed evenly over the surface

Zvětšením počtu vrchních trysek”lze déle zvýšit účinnost způsobu podle vynálezu. Je možno dále zvýšit podíl šrotu ve vsázoe při zachování nízkého podílu kysličníku železnatého ve strusoe.By increasing the number of top nozzles, the efficiency of the method according to the invention can be further increased. It is possible to further increase the proportion of scrap in the batch while maintaining a low proportion of iron oxide in the slag.

Zvýšit podíl šrotu ve vsázce o více jak 5 v© srovnání s prostým dmýcháním kyslíku zespodu je možno tím, žeS volné' paprsky, vystupující z vrchních trysek^*dopadají na ta místa povrchu taveniny, kde vrstva strusky je největší. Tím je možno iAlWOXS· f zvýšit podíl šrotu ve vsázce až o 10 %)ve srovnání s prostým dmycháním kyslíku zespoda, tedy na 37 % z hmotnosti vytavené oceli. Spotřeba kyslíku se přitom zvyšuje asi o 20 %/Ve srovnání s jeho spotřebou při prostém dmýchání zespodu. Tento účinek se vyavětluje tím, zeYvolné paprsky vhodné zasahují směs tekutého kovu a strusky a zároveň způsobují intenzivní rotaci odpadních konvertorových plynů a tím i lepší využití jejich skryté tepelné a chemické energie.The proportion of scrap in the charge can be increased by more than 5 compared to the simple blowing of oxygen from below by the free rays emerging from the upper nozzles striking those areas of the melt surface where the slag layer is the largest. This allows iAlWOXS · f to increase the proportion of scrap in the batch by up to 10% compared to simply blowing oxygen from below, ie to 37% by weight of the steel. Oxygen consumption increases by about 20% compared to its oxygen consumption by simply blowing from below. This effect is exacerbated by the fact that the free rays suitably strike the mixture of liquid metal and slag and at the same time cause intense rotation of the waste converter gases and thereby better use of their hidden thermal and chemical energy.

Kyslík může být dmýchán na hladinu taveniny i jen jedinou dmyšnou. To je vhodné tehdy, když se na použití způsobu podle · vynálezu přestavuje konvertor, pracující původně jen s vrchním dmýcháním, který je takovouto dmyšnou již opatřen.Oxygen can be blown to the surface of the melt even with only one lance. This is suitable when a converter, initially operating only with top blowing, is already provided for the use of the method according to the invention, which is already provided with such a blower.

. Při použití dmyšny pro přivádění kyslíku na hladinu taveniný\ nutno dodržet všechny l—-—~j podmínky způsobu podle vynálezu.. When using the lance to supply oxygen to the molten surface, all the conditions of the process according to the invention must be observed.

- 13 Nejdůležitější je přitom zabránit vzniku zpěněné strusky, což se dosáhne přiváděním podstatného množství vápna dmýcháním pod hladinu taveniny·- 13 The most important thing here is to prevent the formation of foamed slag, which is achieved by supplying a substantial amount of lime by blowing below the melt level.

Při pře&avbě konvertoru, který původně pracoval jen se spodním dmychání^na konvertor pro způsob podle vynálezu, je možno snížit počet spodních trysek”* uspořádaných ve dnu”konvertoru· To nemá žádné nevýhody, pokud průřez spodních trysek-postačí k dopravě potřebného množství struskotvorných látek. Obvykle se počítá s množstvím 10 kg struskotvorných látek na jeden Nnč dmychaného kylíku. To je výhodné zejména při zpracovávání surového železa s nízkým obsahem fosforu, kde je spotřeba přiváděného vápna nižší, než při zpracovávání surového železa s vysokým obsahem fosforu·Conversion of a converter that initially only operated with a bottom blower to a converter for the method of the invention can reduce the number of bottom nozzles arranged in the bottom of the converter. This has no disadvantage if the cross-section of the lower nozzles is sufficient to transport the required amount of slag-forming substances. . Usually a quantity of 10 kg of slag-forming agents per Nc of blowing oxygen is envisaged. This is particularly advantageous when processing pig iron with a low phosphorus content, where the consumption of lime is lower than when processing pig iron with a high phosphorus content.

Pokud se zpracovává surové železo s vysokým obsahem fosforuj nutno zachovat při snižování počtu spodních trysek”míru, která zajistí přivádění dostatečného množství vápna, nutného pro zabránění vzniku struskové pěny.When processing pig iron with a high phosphorus content, it is necessary to maintain a measure that reduces the number of lower nozzles which ensures the supply of sufficient lime to prevent the formation of slag foam.

Tak například kyslíkový konvertor o kapacitě 200 t, zpracovávající surové železo s nízkým obsahem fosforu, který pracoval se spodním dmýcháním kyslíku, byl původně opatřen dvaceti spodnimi tryskami**s celkovým dmychacím průřezem 150 cm · Po přestavbě byl opatřen pouze deseti spodními tryskami”o celkovém dmychacím průřezu 80 cm^ a dvěmi vrchními tryskami” upravenými nad čepyAonvertoru o průřezu 50 cm² pro dmýchání kyslíku. Zkujňovací doba se tím zkrátila asi o 25 to je na 8 až 10 minwtjOdíl vsazeného šrotu se přitom zvýšil o 12 tun, tedy asi o 6 % hmot. z množství vytavené oceli.For example, an oxygen converter with a capacity of 200 tons, processing pig iron with a low phosphorus content, which worked with lower oxygen blowing, was originally provided with twenty lower nozzles ** with a total blowing cross section of 150 cm · After rebuilding was provided with only ten lower nozzles ” 80 cm @ 2 and two upper nozzles ' above the 50 cm < ^{2 &gt}; The test time was thus reduced by about 25, i.e. to 8 to 10 min. The amount of scrap scrap increased by 12 tons, i.e. by about 6% by weight. from the amount of molten steel.

Spotřeba ochranných uhlovodíků se přitom snížila asi o 1/5. Tato úspora vznikla jednak tím, že spotřeba uhlovodíků pro ochranu spodních trysek”se snížením jejich^počtu na polovinu klesla rovněž asi na polovinu· Vrchní trysky“pak spotřebovávají podstatně méně ochranných uhlovodíků, pouze asi 1 /0 z dmýchaného kyslíku. Tím se pochopitelně sníží i náklady. Další výhoda je pak v tom, že uhlovodíků, procházejících £4κβΛΜΟΟ,Consumption of hydrocarbons decreased by about 1/5. This savings is due, on the one hand, to the fact that the consumption of hydrocarbons for the protection of the lower nozzles decreases by about half by reducing their number. The upper nozzles then consume considerably less protective hydrocarbons, only about 1/0 of the blowing oxygen. This, of course, also reduces costs. Another advantage is that hydrocarbons passing through £ 4κβΛΜΟΟ,

- 14 ne na polovinu, čímž obsah vodíku ve vyrobené oceli klesne asi o 1/4. Množství dmýchaného kyslíku je rozděleno přibližně rovným dílem mezi spodní a vrchní trysky.- 14 not by half, whereby the hydrogen content of the steel produced decreases by about 1/4. The amount of blown oxygen is distributed approximately equally between the lower and upper nozzles.

Snížení počtu spodních trysek^ve dně konvertoru má ještě další výhody. Tak například plocha dna-na níž jsou uspořádány spodní ti'ysky~ může být menší a tak lze zvětšit prostor pro taveninu a tím lze zvětšit kapacitu konvertoru. Při malém počtu spodních trysek“je možno spodní trysky^umístit ve spodní části stěny konvertoru. V tom případě je výhodné použít místo trysek s centrální přívodní trubkou pro kyslík trysky, u nichž se kyslík přivádí prstencovou štěrbinou. Taková tryska umožňuje zvýšený přívod kyslíku. Dále proud kyslíku neproniká tak hluboko do taveniny. Proto nepůsobí na protilehlou část stěny konvertoru, což zabraňuje předčasnému opotřebení vyzdívky.Reducing the number of lower nozzles in the bottom of the converter has further advantages. For example, the area of the bottom on which the lower tubes are arranged may be smaller, and thus the melt space can be increased and thus the capacity of the converter can be increased. With a small number of lower nozzles, the lower nozzles can be positioned at the bottom of the converter wall. In this case, it is preferable to use nozzles in which the oxygen is supplied through the annular gap instead of the central oxygen lance. Such a nozzle allows an increased oxygen supply. Further, the oxygen stream does not penetrate as deep into the melt. Therefore, it does not act on the opposite part of the converter wall, which prevents premature wear of the lining.

Menší počet spodních trysek“umožňuje i další různá konstrukční zjednodušení. Postačí menší rozdělovač vápna, sníží se počet přívodních trubek pro kyslík a uhlovodíky. Hovněž se mohou zmenšit i rozměry příslušných sběrných potrubí 2· isysei Qj 4The smaller number of lower nozzles ”allows for various design simplifications. A smaller lime distributor is sufficient, the number of oxygen and hydrocarbon feed pipes is reduced. Also, the dimensions of the respective manifolds 2 · isysei Qj 4 may be reduced

Přívod kyslíku do vrchní ch<ů, spodních trysek 'se výhodně pro vádí dvěma samostatně a navzájem nezávisle regulovatelnými zásobovacími ústrojími. Tak například při vzpřimování konvertoru po naplnění vsázkou se kyslík dmychá jen vrchními tryskami“ kdežto spodními tryskami“se přivádí jen dusík. Teprve po úplném vzpřímení konvertoru se začne kyslík dmychat i spodními tryskami í .The supply of oxygen to the upper, lower nozzles is preferably conducted via two separately and independently controllable supply devices. For example, when the converter is upright after charging, oxygen is blown only through the upper nozzles, while the lower nozzles only supply nitrogen. Only when the converter is fully upright does the oxygen begin to blow through the lower nozzles.

Při zpracovávání surového železa s vysokým obsahem křemíku, například 1,5 až 2 %/Yje výhodné nejprve dmýchat spodními tryskami asi 60 % z oelkového objemu kyslíku s co největším množstvím práškového vápna, aby se zabránilo vzniku strusky s vysokým obsahem kysličníku křemičitého.In the treatment of pig iron with a high silicon content, for example 1.5 to 2% / Y, it is preferable to first blow through the lower nozzles about 60% of the total oxygen content with as much lime powder as possible to avoid high silica slag.

Oddělené, navzájem nezávislé řízení přívodu kyslíku pod a nad hladinu taveniny umožňuje přizpůsobovat provoz konvertoru různým provozním podmínkám. Lze tak dosáhnout předvolené teploty tekuté oceli se značnou přesností.Separate, independent control of the oxygen supply below and above the melt level makes it possible to adapt the converter operation to different operating conditions. A preset liquid steel temperature can be achieved with considerable accuracy.

- 15* Dále se uvádějí '---------/ konkrétní příklady způsobu podle vynálezu_řv porovnání 3 první tavbou vedenou známým způsobe:: se spodním dmýcháním kyslíku.- 15 * The following are '--------- / concrete examples of the method _of the invention compared to the first three smelting :: guided in a known manner with a bottom oxygen blowing.

V konvertoru o kapacitě 60 tun (In a 60-ton converter (

------------ —j,-----— , -! pro známé dmýchání kyslíku spodem, jež má po novém vyzdění vnitřní objem 55 m^, je v jeho dnu-uspořádáno 10 spodních trysek^.Do konvertojru se vsází přibližně 18 tun šrotu smíšfieho složení a 49 tun surového železa. Šrot je složen například z 5 tún balíků, plechu, 7 tun běžného smíšeného šrotu a 6 tun vratného šróu z válcoven a oceláren s jednotí:------------ —j, -----—, -! For the known bottom-blowing oxygen having an internal volume of 55 m 2 after re-lining, 10 bottom nozzles 4 are arranged in its bottom. Approximately 18 tons of mixed scrap and 49 tons of pig iron are charged into the converter. Scrap consists, for example, of 5 tonnes of bales, sheet metal, 7 tonnes of conventional mixed scrap and 6 tonnes of return scrap from rolling mills and steel mills with the unity of:

obsahuje podle % manganu a 1,7 % fosforu. Po celkové době zkujňování 12 minut, která se dělí na hlavní periodu dmýchání v délce ÍO minut a dvouminutové dodatečné dmýchání, vznikne ocel s obsahem 0,03 Truhlíku, 0,1 % manganu a 0,025 % fosforu. Za dobu zkujňování se do konvertoru přivede tryskami ve dnu 3 000 Λ/λϊ³,-j kyslíku prát# keJnrf 15 000 až 20 000 j--/Jako ochranné prostředí se prstencovými štěrbinami spodních trysek“přivede asi 60 -/propanu o frčéoktj 300 až 350 NrrřJh. .contains by weight of manganese and 1,7% of phosphorus. After a total refining time of 12 minutes, which is divided into a main blowing period of 10 minutes and a 2 minute post blowing, a steel containing 0.03 Box, 0.1% manganese and 0.025% phosphorus is formed. During the refining period, about 3,000 Λ / λϊ ³ , -j of oxygen is washed into the converter # keJnrf 15,000 to 20,000J - / about 60% of propane with a frecéoktj 300 as a protective environment with the annular slots of the lower nozzles. up to 350 NrrøJh. .

. Spolu s kyslíkem se do konvertoru přivede asi 4 tuny práškového vápna. Vápno se přidává zejména hned na počátku zkujňování při spalování křemíku a na konci zkujňování při dodatečném dmýchání.. About 4 tons of lime powder are fed to the converter together with oxygen. In particular, lime is added at the beginning of the refinement of silicon combustion and at the end of refinement of additional blowing.

Při úpravě tohoto konvertoru pro způsob podle vynálezu se instalow»/y dvě vrchní tryskyToad oběma čepy“ve vzdálenosti přibližně 2,5 m nad hladinou lázně. Vrchní tryskyjsou tvořeny dvěm& soustřednými trubkami se středí -hubkou pro přívod kyslíku o světlosti 50 mm, která je obklopena štěrbinou o šířce 2 mm pro přivádění uhlovodíků.. Obě trubky jsou vzájemně středěny pomocí šesti žeber.When converting this converter for the method according to the invention, two upper nozzles (two to two pins) are installed at a distance of approximately 2.5 m above the bath level. The upper nozzles are formed by two concentric tubes with a 50 mm oxygen center spout surrounded by a 2 mm slot for the introduction of hydrocarbons. The two tubes are centered to each other by six ribs.

Do takto upraveného konvertoru se vsadí 22 tun šrotu obdobného složení, jako v předcházejícím případě a 45 tun surového železa, téhož složení, jako v předcházejícím případě. Do spodnícn. trysek^se,dmychá asi 10 000 Ntoí*/h kyslíku.22 tons of scrap of a similar composition to the previous case and 45 tons of pig iron of the same composition as in the previous case are charged into the converter thus treated. To the bottom. about 10,000 Nto / h oxygen is blown through the nozzles.

uch spodnícn trysek se dmyona propan v množstvu přibližné I65 A/Jfbírktn vrchních trysek as i 100 Nto/h.In the lower nozzle, propane is blown in an amount of approximately I65 A / J of the upper nozzles and up to 100 Nto / h.

- 16 ----------------! Celková zkujnovací doba trvá 10 minu^z toho miní^trvá perioda hlavního dmýchání a 2 min^erioda dodatečného dmýchání. Vápno v množství 4 tuny se přivádí do konvertoru, stejně, jako při pouze spodním dmýchání a přivádí se jen spodními tryskami .Do konvertoru o kapacitě 200 tun, v němž jsou nad čepykonvertoru umístěny 4 vrchní trysky^· vždy po dvou nad každým čepem ,, jež jsou od vodorovné roviny odkloněny o 60°, se vsadí 70 tun šrotu a 150 tun surového železa o složení) 4 % uhlíku, 1 /0 manganu, 1,2 % křemíku a 0,1 % fosforu. Za 10 min^kuj novací doby se- 16 ----------------! The total residence time is 10 minutes, of which the duration of the main blowing period and 2 minutes of the post-blowing period. Lime in the amount of 4 tons is fed to the converter, as in the case of the bottom blowing only, and is fed only through the lower nozzles. To the 200 tons converter, in which 4 top nozzles are placed above the converter pins. 70 tons of scrap and 150 tons of pig iron (4% carbon, 1/0 manganese, 1,2% silicon and 0,1% phosphorus) are charged. After 10 min

- v šestnácti spodními tryskami’ve dně~konvertoru o průměru kyslíkové trubky 28 mm přivede 5θ00 Mrí³ f—-H kyslíku. Vápno se vnese v množstva 15 tun výhradně spodními tryskami—.Úprava konvertoru pro způsob podle vynálezu umožní/4 vsadit o 12 tun šrotu více, než při prostém dmýchání zespoda, tedy 00% více. Zkujnovací doba je o 20 % kratší, což umožňuje přiměřené zvýšení výroby.- in the sixteen lower nozzles in the bottom of the converter having an oxygen tube diameter of 28 mm, 5θ00 M ^{3 of 3} H-oxygen is introduced. The lime is introduced in a quantity of 15 tons exclusively by means of the lower nozzles. The refinement time is 20% shorter, allowing a reasonable increase in production.

Při jiné úpravě je konvertor o kapacitě 200 tun opatřen jen deseti spodními tryskami- místo původních šestnácti a dvěma vrchními trySkami~.Prúměr kyslíkových trubek spodních trysek Činí 28 mm a dopraví se jimi 15 tun vápna za dobu osmi minut dmychání. Celkové množství 10 000 ŇM³f--1 kyslíku při průí.okci 1—-->In another embodiment, the 200-ton converter has only 10 lower nozzles instead of the original sixteen and two upper nozzles. The diameter of the lower nozzle oxygen tubes is 28 mm and transports 15 tonnes of lime for eight minutes of blowing. The total amount of 10,000 µm ³ f - 1 oxygen at a throughput of 1 ---->

,-1 70 000 Nwř/h f-z---- -—> se rozděluje rovnoměrně me» 4 zi vrchní / spodní trysky. Spodní trysky-jsou uspořádány ve dně J. konvertoru ve dvou řadách v úzkém pruhu, rovnoběžném s osou naklápění konvertoru. Tím se zvětšil volný prostor konvertoru, což umožňuje vytavit až 2?0 tun oceli na jednu tavbu.The 70,000 Nw / h f-z ----->> is distributed evenly between 4 top and bottom nozzles. The lower nozzles are arranged in the bottom of the converter in two rows in a narrow band parallel to the axis of tilting of the converter. This increased the free space of the converter, allowing to melt up to 20 tonnes of steel per melt.

Při přestavbě konvertoru s vrchním dmýcháním o kapacitěWhen converting the converter with top blowing capacity

100 tun se na dolním okraji bočních stěn, asi 21 cm nade dnem Z v v 4 vestavěly dvě 1-1 spodní txyskyo šířce prstencové mezery 8 mm při středním průměru prstence cca jOO mm. Do těchto spodních i--trysek~se za 10 mi.n^u^zkujnován£ přivedlo přibližně 2 5θθ Nh) kyslíku a asi 6 tun vápna. Totéž množství kyslíku se dmýchalo vodou chlazenou dmyšnou na hladinu taveniny. Vzdálenost dmyšny od hladiny taveniny byla 2,5 m.100 tons at the bottom edge of the side walls, about 21 cm above the bottom of the Z vv 4, were built two 1-1 lower txyskyo annular gap width of 8 mm at an average ring diameter of about 100 mm. These lower and - nozzles for ~ 10 mi.n ^u ^ £ refining brought about 5θθ 2 NH) O and about 6 tonnes of lime. The same amount of oxygen was blown through the water-cooled lance to the melt level. The distance of the lance from the melt level was 2.5 m.

Claims

Patent Claims'

A process for producing steel from a batch of liquid pig iron and scrap steel in a converter with combined blowing of refining oxygen from below the melt level in the shielding medium envelope and from above to the melt level, characterized in that 20 to 80 vol.

from the total amount of refining oxygen required, it is blown from above to the melt level in the form of at least one turbulent free jet directed towards the melt level, sucking the releasing products from the refining reaction above the melt level and bringing the flue gases contained therein melt, the remaining vol

80 to 20% of the total amount of oxygen needed is blown below the melt level and, when slag foam is formed at the melt level, dust slag and / or carbonaceous fuels are introduced into the melt in the containment stream of the protective medium.

Method according to claim 1, characterized in that lime dust and / or carbon-containing pulverulent fuel is fed to the melt to form slag foam.

Method according to claim 1, characterized in that the length of each

The turbulent free beam between the nozzle exit orifice and the steady melt level is 40 to 80 times the exit orifice diameter.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the turbulent free jet is blown onto the surface of the melt in a protective protective stream of hydrocarbons.

Method according to claims 1 to 4, characterized in that the angle of incidence of each turbulent free beam with respect to the quiet melt level is at least 35 °.