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DE1758816C2 - Process for refining pig iron to steel - Google Patents

Process for refining pig iron to steel

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Publication number
DE1758816C2
DE1758816C2 DE19681758816D DE1758816DA DE1758816C2 DE 1758816 C2 DE1758816 C2 DE 1758816C2 DE 19681758816 D DE19681758816 D DE 19681758816D DE 1758816D A DE1758816D A DE 1758816DA DE 1758816 C2 DE1758816 C2 DE 1758816C2
Authority
DE
Germany
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gas
oxygen
jacket
steel
pig iron
Prior art date
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Expired
Application number
DE19681758816D
Other languages
German (de)
Other versions
DE1758816B1 (en
Inventor
Karl Dr.-Ing. Brotzmann
Hans-Georg Dipl.-Phys. Dr.Rer.Nat. Fassbinder
Helmut Prof. Dr.-Ing. Knueppel
Robert Lee
Guy Savard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EISENWERK-GESELLSCHAFT MAXIMILIANSHUETTE MBH 8458 SULZBACH-ROSENBERG
Original Assignee
EISENWERK-GESELLSCHAFT MAXIMILIANSHUETTE MBH 8458 SULZBACH-ROSENBERG
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Filing date
Publication date
Application filed by EISENWERK-GESELLSCHAFT MAXIMILIANSHUETTE MBH 8458 SULZBACH-ROSENBERG filed Critical EISENWERK-GESELLSCHAFT MAXIMILIANSHUETTE MBH 8458 SULZBACH-ROSENBERG
Publication of DE1758816B1 publication Critical patent/DE1758816B1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1758816C2 publication Critical patent/DE1758816C2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/34Blowing through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/48Bottoms or tuyéres of converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

2020th

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl, bei dem in einem Konverter unterhalb der Badoberfläche mindestens ein von einem Schleier eines gegenüber der Schmelze und/oder dem Werkstoff der Gaszuführung reaktionsträgen »5 Mantelgases umgebener Sauerstoffstrahl in die Schmelze eingeleitet wird.The invention relates to a method for refining pig iron to steel, in which in a converter below the bath surface at least one of a veil one opposite the melt and / or The oxygen jet surrounded by the gas supply is inert to the material of the gas supply Melt is initiated.

Aus der USA.-Patentschrift 33 30 645 ist es bekannt, über im Konverterboden angeordnete Düsenrohre Sauerstoff einzublasen und kreisförmig um jedes Dusenrohr von einem gemeinsamen Ringkanal ausgehende Kühl- bzw. Mantelgaskanäle, beispielsweise für Wasserdampf oder Kohlendioxyd, anzuordnen. Bei diesem Verfahren ergeben sich jedoch dieselben Schwierigkeiten wie beim Einblasen reinen Sauerstoffs über Porössteine, da die mehr oder miader starke Verschlakkung des feuerfesten Materials sehr bald zu einem verminderten Gasdurchlaß führt.From US Pat. No. 33 30 645 it is known about nozzle pipes arranged in the converter base Injecting oxygen and starting in a circle around each nozzle tube from a common ring channel To arrange cooling or jacket gas channels, for example for water vapor or carbon dioxide. With this one However, the same difficulties arise as in the case of bubbling pure oxygen over the method Porous stones, because the more or less strong entanglement of the refractory material very soon leads to a reduced gas permeability.

Aus der französischen Patentschrift 14 50 718 ist des weiteren ein Konverter bekanntgeworden, in dessen ¥> Bodenmitte eine Düse aus einem Innenrohr für Sauerstoff und einem konzentrischen Außenrohr für ein Kühl- bzw. Mantelgas angeordnet wird. Beim Frischen in diesem Konverter ist der in die Schmelze eintretende Sauerstoffstrahl von einem Schleier eines Mantelgases, beispielsweise Erdgas, Propan oder andere Kohlenwasserstoffe, umgeben, das gegenüber der Schmelze und/oder dem Werkstoff der Düsenrohre reaktionsträger ist.From the French patent 14 50 718 is furthermore known a converter become a nozzle of an inner tube for oxygen and a concentric outer tube for a coolant or shroud gas is arranged in its ¥> bottom center. When freshening in this converter, the oxygen jet entering the melt is surrounded by a veil of jacket gas, for example natural gas, propane or other hydrocarbons, which is less reactive to the melt and / or the material of the nozzle pipes.

Schließlich wird in der deutschen Patentschrift 5<> β 00 576 ein Konverterboden beschrieben, dessen Düsen aus Metallen oder Metallegierungen bestehen, die eine geringere Sauerstoffaffinität als Eisen sowie eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen und vorzugsweise aus Kupfer bestehen. Ein derartiger Boden eignet sich jedoch nur zum Frischen mit sauerstoffangereichertem Wind, nicht aber zum Blasen mit reinem Sauerstoff, das angesichts der hohen Temperaturen an den Düsenmündungen zu einem sehr schnellen Verschleiß des Düsenbodens führen würde. *>Finally, in the German patent specification 5 <> β 00 576 describes a converter base whose nozzles are made of metals or metal alloys that have a lower oxygen affinity than iron and a very high thermal conductivity and preferably consist of copper. However, such a soil is only suitable for freshening with oxygen-enriched Wind, but not for blowing pure oxygen, given the high temperatures the nozzle orifices would lead to very rapid wear of the nozzle base. *>

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, das eingangs erwähnte Verfahren weiter zu verfeinern und durch die Wahl des jeweiligen Mantelgases eine Möglichkeit zur physikalischen und chemischen Beeinflussung des Frischverlaufs zu schaf- 6S fen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, während des Frischens verschiedene Mantelgase nacheinander einzublasen. Als Mantelgas kommt dabei wegen seiner unter Umständen positiven Wirkung auf das Erstarrungsverhalten" des Stahls Wasserstoff und wegen seines verhältnismäßig niedrigen Preises Stickstoff in Frage. Darüber hinaus eignen sich sls Mantelgas bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Edelgase, Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd oder Wasserstoff enthaltenden Gase. Weiterhin kann als Mantelgas der Dampf einer bei der Badtemperatur dampfförmigen Flüssigkeit Verwendung finden. Der Druck des Mantelgases sollte insbesondere bei der Verwendung von mit Sauerstoff reagierenden Mantelgasen unter dem Druck des Sauerstoffs liegen.The object underlying the invention now is to further refine the initially mentioned method and fen by the choice of the shroud gas a possibility of physical and chemical influence of the fresh waveform to sheep 6 S. To achieve this object, it is proposed according to the invention to blow in different jacket gases one after the other during the freshening process. Because of its possibly positive effect on the solidification behavior of the steel, hydrogen and because of its relatively low price nitrogen are suitable as jacket gas The vapor of a liquid which is vaporous at the bath temperature can be used as the jacket gas.

Erfindungsgemäß kann zunächst mit Wasserstoff als Mantelgas gearbeitet werden und der sich dadurch ergebende höhere Wasserstoffgchalt der Schmelze durch ein anschließendes kurzfristiges Blasen mit Stickstoff verringert werden. Der Stickstoff dient in diesem Falle neben seiner Bremswirkung auf die Sauerstoffreaktion als Spülgas zum Entfernen des Wasserstoffs in der Schmelze. Eine Verringerung des Wasserstoffgehaltes ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn ein Stahl erzeugt werden soll, der trotz niedrigen freien Sauerstoffgehalles das Erstarrungsverhalten eines halbberuhigten Stahls besitzen soll.According to the invention, hydrogen can initially be used as the jacket gas and the resulting higher hydrogen content of the melt can be reduced by subsequent brief blowing with nitrogen. In this case, in addition to its braking effect on the oxygen reaction, the nitrogen serves as a purge gas to remove the hydrogen in the melt. However, a reduction in the hydrogen content is not necessary if a steel is to be produced which, in spite of the low free oxygen content, is to have the solidification behavior of a semi-killed steel.

Auch ein etwa zu hoher Stickstoffgehalt könnte durch 4in nachfolgendes Einblasen von Kohlendioxyd oder Argon wieder verringert werden. Das wird aber in der Regel nicht erforderlich sein, da Versuche ergeben haben, daß die bei der Verwendung von Stickstoff als Mantelgas sich einstellenden Stickstoffgehalte weit unter den Stickstoffgehalten solcher Stahlschmelzen liegen, die unter Verwendung von sauerstoffangereicherter Loft gefrischt worden sind. Beim Blasen mit technisch reinem Sauerstoff und stickstofffreiem Mantelgas lassen sich dagegen Stickstoffgehalte von 0,001 bis 0,002% erzielen. Diese Werte liegen noch weit unter den beim Sauerstoffaufblas-Verfahren erzielbaren Stickstoffgehalten.An excessively high nitrogen content could also be caused by the subsequent blowing in of carbon dioxide or argon can be reduced again. As a rule, however, this will not be necessary, since tests show have that the nitrogen content that occurs when nitrogen is used as the jacket gas is far below the nitrogen content of such steel melts, which are made using oxygen-enriched Loft have been refurbished. When blowing with technically pure oxygen and nitrogen-free jacket gas on the other hand, nitrogen contents of 0.001 to 0.002% can be achieved. These values are still far below the nitrogen contents achievable with the oxygen top-up process.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß die an sich heftige Reaktion des Sauerstoffs mit der Schmelze und der dadurch bedingte Verschleiß des Konverterbodens einschließlich der im Konverterboden liegenden Düsen durch die Wahl der nacheinander einzublasenden Mantelgase optimal abgebremst wird und sich demzufolge bei hoher Bodenhaltbarkeit nur wenig brauner Rauch bildet. Außerdem kann der Düsenabbrand optimal auf den Bodenverschleiß abgestimmt werden, so daß sich trotz des Blasens mit Sauerstoff weder trichterförmige Erweiterungen im Bereich der Düsen noch Düsenansätze bilden, bei denen die Gefahr eines völligen Verschließens der betreffenden Düsen besteht. Der Erhaltung der Funktionsmäßigkeit aller Düsen kommt insofern erhebliche Bedeutung zu, als die eingeblasenen Gasmengen im Vergleich zum herkömmlichen bodenblasenden Konverter gering sind und es demzufolge um so mehr auf eine feinfühlige Verfahrenssteuerung ankommt.The inventive method has the advantage that the vigorous reaction of the oxygen with the melt and the resulting wear of the converter base including that in the converter base horizontal nozzles are optimally braked by the choice of the jacket gases to be injected one after the other and consequently only little brown smoke is formed with high soil durability. In addition, the Nozzle burnout can be optimally matched to the wear and tear of the soil, so that despite the blowing with oxygen neither funnel-shaped expansions in the area of the nozzles nor nozzle attachments where the There is a risk of the nozzles in question being completely blocked. The maintenance of functionality of all nozzles is of considerable importance as the amount of gas blown in compared to the conventional bottom blowing converters are low and therefore all the more on a sensitive one Process control matters.

So haben Versuche ergeben, daß bei der Verwendung von Düsenrohren aus reinem Kupfer mit einem Innendurchmesser von 12 mm und 5 Volumenprozent Propan, berogen auf den Sauerstoff, als Mantelgas die Düsen, infolge der starken Kühlung bereits nach wenigen Schmelzen aus dem Boden herausragen. Außerdem bildeten sich an den hervorstehenden Düsenenden Ansätze, wie sie in F i g. 1 schematisch dargestellt sind. Im Konverterboden 6 (F i g. 3) sind mehrere Mantelgasrohre 7 und konzentrische Sauerstoffrohre 8 angeordnet. Bei zu starker Kühlung und damit zu geringem Du-So experiments have shown that when using nozzle pipes made of pure copper with a Inner diameter of 12 mm and 5 percent by volume propane, based on the oxygen, as the jacket gas Nozzles protrude from the ground after just a few melts due to the strong cooling. aside from that lugs formed at the protruding nozzle ends, as shown in FIG. 1 are shown schematically. in the Converter base 6 (FIG. 3) several jacket gas pipes 7 and concentric oxygen pipes 8 are arranged. If the cooling is too strong and therefore too little shower

senabbrand ragen die Düsen 7, 8 schließlich über den Konverterboden 6 hinaus, so daß sich Ansätze 9 bilden können. Diese Ansätze führen zu einer Veränderung des Düsenquerschnitts und beeinträchtigen zudem die Bildung eines gleichmäßigen Schleiers aus Mantelgas um den zentrischen Sauerstoffs rahl. Als Folge davon ergibt sich eine verstärkte Bildung von braunem Rauch. Dem kann jedoch durch die vorübergehende Verwendung eines anderen, den Abbrand der Düsenrohre 7, 8 und damit auch der Ansätze 9 forcierenden Mantelgases begegnet werden.Senabbrand, the nozzles 7, 8 finally protrude beyond the converter base 6 so that lugs 9 are formed can. These approaches lead to a change in the nozzle cross-section and also affect the Formation of a uniform veil of jacket gas around the central oxygen rahl. As a consequence of this there is an increased formation of brown smoke. However, this can be achieved through temporary use another jacket gas that forces the burn-off of the nozzle pipes 7, 8 and thus also of the attachments 9 to be encountered.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit und um ein Eindringen von Sauerstoff in das Mantelgassystem bei aus irgendeinem -Grunde verschlossenem Sauerstoffrohr 8 zu verhindern, ist insbesondere bei Verwendung von Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltenden Gasen, wie beispielsweise Propan, in der Zuleitung 14 des Mantelgasrohres 7 ein Rückschlagventil 15,18 angeordnet, wie das in F i g. 2 und 3 der Zeichnung dargestellt ist. Dieses Rückschlagventil 15, 18 ist auf einen bestimmten Druck eingestellt, oberhalb dessen es sich sofort schließt. Die Sauerstoffrohre sind an eine gemeinsame Sauerstofileitung angeschlossen, während jedes Mantelgasrohr eine eigene Zuleitung besitzt (F i g. 3). AufTo increase operational safety and to prevent oxygen from penetrating into the jacket gas system when off Preventing oxygen tube 8 from being closed in any way is particularly important when using Hydrogen or hydrogen-containing gases, such as propane, in the feed line 14 of the jacket gas pipe 7, a check valve 15, 18 is arranged, like the one in FIG. 2 and 3 of the drawing. This Check valve 15, 18 is set to a certain pressure, above which it is immediately closes. The oxygen tubes are connected to a common oxygen line, while each jacket gas tube has its own supply line (FIG. 3). on

ίο diese Weise läßt sich die Mantelgaszufuhr individuell regeln, und können die Düsen mit unterschiedlichen Mantelgasen beschickt werden. Zwischen den Rückschlagventilen 18 und Regelventilen 20 sind zu diesem Zweck Durchflußmengenmesser 19 angeordnet.ίο In this way, the jacket gas supply can be customized regulate, and the nozzles can be charged with different jacket gases. Between the check valves 18 and control valves 20 are arranged flow meter 19 for this purpose.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Frischen von Roheisen zu Stahl, bei dem in einem Konverter mindestens ein von einem Schleier eines gegenüber der Schmelze und/oder dem Werkstoff der Gaszuführung reaktionsträgen Mantelgases umgebener Sauerstoffstrahl unterhalb der Badoberfläche in die Schmelze eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Frischens verschiedene Mantelgase nacheinander eingeblasen werden.1. Process for refining pig iron to steel, in which at least one of a veil of an inert to the melt and / or the material of the gas supply Oxygen beam surrounded by jacket gas enters the melt below the surface of the bath is initiated, characterized in that that different jacket gases are blown in one after the other during the freshening process. 2. Vc-fahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Wasserstoff enthaltendes Gas und gegen Frischende ein wasserstofffreies Gas als Mantelgas eingeblasen wird.2. Vc driving according to claim 1, characterized in that that initially a hydrogen containing Gas and towards the end of the freshness a hydrogen-free gas is blown in as jacket gas.
DE19681758816D 1968-08-13 1968-08-13 Process for refining pig iron to steel Expired DE1758816C2 (en)

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