DE2201388C3 - Application of a process of decarburization of a ferrous melt for decarburization of highly carbonized forrochrome or highly carbonized ferromanganese - Google Patents
Application of a process of decarburization of a ferrous melt for decarburization of highly carbonized forrochrome or highly carbonized ferromanganeseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Anwendung des Verfahrens der Entkohlung einer eisenhaltigen Schmelze durch Einblasen von Sauerstoff mit Hilfe von Mantelgasdüsen zur Entkohlung von hochgekohltem Ferrochrom oder von hochgekohltem Ferromangan.The invention relates to the use of the method of decarburizing an iron-containing melt by blowing in oxygen with the help of jacket gas nozzles for decarburization of highly carbonized Ferrochrome or high carbon ferromanganese.
Die Entkohlung eisenhaltiger Schmelzen durch Einblasen von Sauerstoff mit Hilfe von Mantelgasdüsen ist beim Frischen von Stahlschmelzen, insbesondere auch zum Frischen von phosphorreichem oder chromreichem Roheisen bekannt (DT-OS 19 09 779 und 1916 945). Stets wird mindestens em von einem Mantelgasschleier umgebener Strahl einer Sauersioff-Kalkstaub-Suspension in die Schmelze eingeblasen. Als Manielgas eignen sich insbesondere Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffe. Es wird mit reagierender Schlacke gearbeitet — Der Zweck dieser bekannten Verfahrensweisen beim Frischen von Stahlschmelzen ist die Unterdrückung des beim Frischen von Stahlschmelzen üblicherweise anfallenden braunen Rauches und. insbesondere beim Frischen von phosphorreichem Roheisen, die Erzielung einer als Düngemittel verwendbaren Schlacke mit hohem Gehalt an löslicher Phosphorsäure. — Ähnlich wie man die beim Frischen von Stahlschmelzen durch Aufblasen von Sauerstoff bekannten Maßnahmen auf das Entkohlen von hochgekohlten Ferrolegierungen übertragen hat, könnte man daran denken, auch das beschriebene Frischen mit Mantelgasdüsen zur Entkohlung von hochgekohltem Ferrochrom oder hocbgekobJtem Ferromangan einzusetzen. Das führt jedoch nicht ohne weiteres zum Erfolg. Man erzeugt vielmehr Chromoxid oder Manganoxid in Form von Schlacke. Aus der Schlacke kann das oxidierte, chemisch gebundene Chrom bzw. Mangan nur aufwendig wiedergewonnen werden. Die Praxis arbeitet daher anders:The decarburization of iron-containing melts by blowing in oxygen with the help of jacket gas nozzles is used for refining steel melts, especially for refining high-phosphorus or chromium-rich Pig iron known (DT-OS 19 09 779 and 1916 945). There is always at least one of them Jacket gas curtain surrounded a jet of an oxygen-lime dust suspension blown into the melt. Hydrogen or hydrogen are particularly suitable as maniel gas Hydrocarbons. Reactive slag is used - the purpose of these known procedures when refining molten steel is the suppression of when refining molten steel commonly occurring brown smoke and. especially when refining high-phosphorus pig iron, the achievement of a slag which can be used as a fertilizer and has a high content of soluble phosphoric acid. - Similar to the measures known for refining molten steel by blowing oxygen transferred to the decarburization of high-carbon ferro-alloys, one might think of also the described freshening with jacket gas nozzles for decarburization of highly carbonized ferrochrome or To use high-quality ferromanganese. However, this does not necessarily lead to success. One creates rather, chromium oxide or manganese oxide in the form of slag. From the slag can be oxidized, chemically Bound chromium or manganese can only be recovered with great effort. The practice therefore works different:
Das; klassische Verfahren zur Verringerung des Kohlenstoffgehaltes von hochgekohlten Ferrolegierungen und insbesondere von hochgekohltem Ferrochrom und Ferromangan ist das Frischen mit arteigenem Erz. Bei Ferrochrom geschieht dies zumeist mit stückigem Erz. Auf diese Weise kann der Kohlenstoff beispielsweise von 7,5 bis auf 2% gefrischt werden. Je tiefer jedoch der Kohlenstoffgehalt der Legierung gesenkt wird, um so höher ist der Chromoxidgehalt der Schlacke, der dann durch Rückführung in den Prozeß wieder nutzbar gemacht wird Auch das ist aufwendig. Im übrigen ist zu bemerken, daß auch beim Aufblasen von Sauerstoff zum Entfernen des Kohlenstoffs aus Ferrolegierungen die Entkohlung im Prinzip über intermediär gebildete oxidreiche Schlacken geschieht. Es sind hier zwei Verfahrensweisen üblich (Techn. Mitt. Krupp. Forsch.-Ber„ Bd. 21. J963, Nr. 4. S. 123 bis 127), nämlich ein zweistufiges Verfahren mit Einblasen von Sauerstoff in einen Konverter und mit nachfolgendem Aufblasen von Sauerstoff auf die Badoberfläche und das einstufige Aufblasen mit der Sauerstofflanze. Auch diese Verfahren haben nicht befriedigt Das zweistufige Verfahren führt zwar zu verhältnismäßig niedrigen Kohlenstoffgehalten, wobei gegebenenfalls in einer dritten Stufe eine Vakuumnachbehandlung notwendig ist. Man benötigt jedoch lange Blaszeiten, und diese bedingen erhebliche Verschlackungen der Begleitelemente, die insbesondere für Chrom mit 30 bis 80% CnCh in der Schlacke angegeben werden. Beim Aufblasverfahren ist außerdem der Auswurf an Schmelze während des Verblasvorganges erheblich. Im übrigen müssen solche Verfahren steuerungstechnisch bzw. regeltechnisch sehr sorgfältig geführt werden (DT-AS 15 33 950), wenn Legierungen mit einem hohen Gehalt an Chrom und einem niedrigen Gehalt an Kohlenstoff, bei vorgegebenem Mengenverhältnis im Endprodukt, hergestellt werden sollen.The; classic process for reducing the carbon content of high-carbon ferro-alloys and especially of high-carbon ferrochrome and ferro-manganese is the refining with native ore. In the case of ferrochrome, this is usually done with lumpy ore. In this way, the carbon can, for example can be refreshed from 7.5 to 2%. However, the lower the carbon content of the alloy is lowered the higher the chromium oxide content of the slag, which can then be used again by being fed back into the process is done This is also time-consuming. In addition, it should be noted that even when inflating oxygen to Removing the carbon from ferro-alloys the decarburization in principle via intermediates oxide-rich slag happens. There are two common procedures here (Techn. Mitt. Krupp. Forsch.-Ber " Vol. 21. J963, No. 4. pp. 123 to 127), namely a two-stage process with blowing oxygen into a converter and then blowing up Oxygen on the bath surface and the single-stage inflation with the oxygen lance. These procedures too have not satisfied The two-stage process leads to relatively low carbon contents, vacuum post-treatment may be necessary in a third stage. You need however, long blowing times, and these cause considerable slagging of the accompanying elements, in particular for chromium with 30 to 80% CnCh in the slag. The inflation process is also the ejection of melt during the blowing process is considerable. In addition, such procedures must be be managed very carefully in terms of control technology or control technology (DT-AS 15 33 950), if alloys with a high content of chromium and a low content of carbon, for a given proportion in the end product.
Die Erfindung geht von der Anwendung des Verfahrens der Entkohlung einer eisenhaltigen Schmelze durch Einblasen von Sauerstoff mit Hilfe von Mantelgasdüsen zur Entkohlung von hochgekohltem Ferrochrom oder hochgekohltem Ferromangan aus.The invention is based on the application of the method of decarburizing an iron-containing melt by blowing in oxygen with the help of jacket gas nozzles for decarburization of highly carbonized Ferrochrome or high carbon ferromanganese.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, diesen FrischvorgangIt is based on the task of this freshening process
22 01 22 01
io zu führen, daß eine chromoxidreiche bzw. manganoxidreiche Schlacke, aus der das Chrom bzw. das Mangan chemisch und damit wirtschaftlich aufwendig wiedergewonnen werden müßte, praktisch nicht mehr entsteht. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Legierongsschmeize vor dem Einblasen des Sauerstoffs auf eine Temperatur von über 1OOCC über Schmelzbereich erhitzt und in die zu verblasende Ferrolegierung für je 1% zu entfernenden Kohlenstoff und je Tonne Legierung etwa 15 Nm3 Sauerstoff »o innerhalb von 1 bis 5 Minuten eingeblasen werden.io to lead that a chromium oxide-rich or manganese-oxide-rich slag from which the chromium or manganese would have to be chemically and thus economically expensive to be recovered, practically no longer arises. The solution to this problem is to heat the alloy melt before the oxygen is blown in to a temperature of over 100 ° C above the melting range and to add about 15 Nm 3 of oxygen to the ferro-alloy to be blown for 1% of carbon to be removed and per ton of alloy about 15 Nm 3 of oxygen »o can be blown in within 1 to 5 minutes.
Arbeitet man in der beschriebenen Weise, so kann die Erhitzung der Legierungsschmelze auf eine Temperatur von über 1OOCC über Schmelzbereich dadurch herbeigeführt werden, daß vorhandene oder zugesetzte sauer- stoffaffine Metalle oder deren Legierungen. z.B. Siliciummetall Ferrosilicium, Aluminium, zu Beginn der Blasperiode zugesetzt und mit Sauerstoff oxidiert werden. Jedenfalls empfiehlt es sich, die Arbeitsiemperatur der Legierungsschmelze durch Versetzen der Legieningsschmelze mit festem Kühlmateriai. z. B. arteigenem Rücklaufmetall, aneigenem schlackehaltigem Metall Feinerz, vorreduziertem Erz od. dgl, konstant zu halten. Die geringe Menge an Schlacke, die bei der erfindungsgemäßen Anwendung entsteht, ist gleichsam eine trockene Schlacke, die physikalisch gebundene Bestandteile der Ferrolegierung (nicht aber Chromoxid oder Manganoxid in beachtlicher Menge) enthält Dieses physikalisch gebundene Metall kann durch Ausschmelzen ohne weiteres zurückgewonnen werden, und folglich kann auch schlackehaltiges Material gleichsam als Kühlmittel rückgeführt werden. Jedenfalls kann bei der erfindungsgemäßen Anwendung die Arbeitstemperatur so niedrig gehalten werden, daß die feuerfeste Auskleidung des Gefäßes keinen Schaden nimmtOperating in the described manner, the heating of the alloy melt can be brought about by a temperature of about 1OO C C above melting range that existing or added oxygen-affine metals or alloys thereof. eg silicon metal ferrosilicon, aluminum, added at the beginning of the blowing period and oxidized with oxygen. In any case, it is advisable to increase the working temperature of the alloy melt by adding solid cooling material to the alloy melt. z. B. species-specific return metal, aneigenem slag-containing metal fine ore, prereduced ore od. The like to keep constant. The small amount of slag that results from the application according to the invention is, as it were, a dry slag that contains physically bound constituents of the ferroalloy (but not chromium oxide or manganese oxide in considerable amounts) .This physically bound metal can be easily recovered by melting out, and consequently Material containing slag can also be recycled as a coolant, as it were. In any case, when using the invention, the working temperature can be kept so low that the refractory lining of the vessel is not damaged
Zwar ist es bekannt daß die Verschlackung von Legierungselementen, wie Chrom und Mangan, bei Frischprozessen an Roheisen mit steigender Temperatur abnimmt (DT-OS 19 16 945), doch ist diese Erfahrung auf Legieningsschmelzen von Ferrolegierungen nicht ohne weiteres anwendbar, weil in solchen Legierungsschmelzen der Kohlenstoff anders gebunden ist Im Rahmen der Erfindung erreicht man durch das Merkmal daß die Legierungsschmelze auf eine Temperatur von über 10O0C über Schmelzbereich erhitzt wird, auch einen anderen Effekt, nämlich, daß die Entkohlungsreaktion ohne Bildung einer chromoxidreichen bzw. manganoxidreichen Schlacke schon bei Beginn der erfindungsgemäßen Anwendung definiert und ohne Störungen eintritt Die thermodynamisch und reaktionskinetisch erhebliche Reaktionstemperatur ist bei der erfindungsgemäßen Anwendung die des Brennfleckes, der sich über der Mantelgasdüse bzw. den Mantelgasdüsen ausbildet und in diesem Bereich findet vermutlich auch die Entkohlungsreaktion statt - Die Merkmale, daß in die zu verblasende Ferrolegierung für je 1% zu entfernenden Kohlenstoff und für je Tonne Legierung etwa 15 Nm3 Sauerstoff eingeblasen werden, und zwar innerhalb von 1 bis 15 Minuten, machen offenbar eine Aussage über die Reaktionsgeschwindigkeit, geregelt oder gesteuert über die Menge des in der Zeit angebotenen Sauerstoffs. Arbeitet man mit dieser Reaktionsgeschwindigkeit so tritt überraschenderweise in erheblichem Maße Verschlackung von Chrom bzw. Mangan nicht auf. - Von besonderer Bedeutung ist daß nach der Lehre der Erfindung ohne Bildung einer chromoxidreichen bzw. manganoxidreichen Schlacke gearbeitet wird. Darin liegt daß die Zeitspanne in der angegebenen Grenze von 1 bis 15 Minuten so begrenzt werden kann und soll daß störende Schlacken nicht entstehen, im Ergebnis erhält man einfach zu ermittelnde, leicht einhaltbare und stabile Verfahrensbedingungen, die ohne Schwierigkeiten und reproduzierbar zum Erfolg führen. Es versteht sich von selbst daß im Rahmen der erfindungsgemäßen Anwendung die Zuführung feinkörniger Bestandteile möglich ist Selbstverständlich wird man jedoch nach Möglichkeit keine Schlackenbildner zugeben.Although it is known that the slagging of alloy elements, such as chromium and manganese, decreases with fresh processes on pig iron with increasing temperature (DT-OS 19 16 945), this experience is not readily applicable to alloy melts of ferro alloys, because in such alloy melts the carbon is bound differently in the context of the invention is achieved by the feature that is heated, the alloy melt to a temperature of about 10O 0 C above the melting range, also another effect, namely that the decarburization reaction without formation of a chromium oxide or manganoxidreichen slag already at the beginning The thermodynamically and kinetically significant reaction temperature in the application according to the invention is that of the focal point that forms above the jacket gas nozzle or the jacket gas nozzles and in this area the decarburization reaction presumably also takes place - Di e Features that about 15 Nm 3 of oxygen are blown into the ferro-alloy to be blown for 1% of carbon to be removed and for each ton of alloy, within 1 to 15 minutes, apparently make a statement about the reaction rate, regulated or controlled via the amount of oxygen available in the time. Surprisingly, if this reaction rate is used, there is no significant slagging of chromium or manganese. - It is of particular importance that, according to the teaching of the invention, work is carried out without the formation of a chromium oxide-rich or manganese-oxide-rich slag. This means that the time can and should be limited to the specified limit of 1 to 15 minutes so that disruptive slag does not arise; the result is easy-to-determine, easy-to-maintain and stable process conditions that lead to success without difficulty and in a reproducible manner. It goes without saying that, within the scope of the application according to the invention, the addition of fine-grained constituents is possible. Of course, however, no slag formers will be added if possible.
Besonders bewährt haben sich die beschriebenen Maßnahmen, wenn als Ausgangsmaterial ein Ferrochrom mitThe measures described have proven particularly useful when the starting material is ferrochrome With
40 bis 80% Chrom,40 to 80% chromium,
bis zu 9% Kohlenstoff,up to 9% carbon,
bis zu 8% Siliciumup to 8% silicon
und Rest Eisen,and remainder iron,
sowie verfahrensbedingte Verunreinigungen anas well as process-related impurities
Phosphor und Schwefel
verwendet wird.Phosphorus and sulfur
is used.
Man kann aber auch als Ausgangsmaterial auch Ferromangan mit 30 bis 90% Mangan,
bis zu 8% Kohlenstoff,
bis zu 8% Silicium und
Rest Eisen,
sowie verfahrensbedingte Verunreinigungen an Phosphor und SchwefelBut you can also use ferromanganese with 30 to 90% manganese, up to 8% carbon,
up to 8% silicon and
Remainder iron,
as well as process-related contamination of phosphorus and sulfur
einsetzen.deploy.
Bei Ferrochrom soll die Überhitzungstemperatur 1650 bis 175O°C betragen, bei Ferromangan 1450 bis 165O°C Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen erläutert:For ferrochrome the overheating temperature should be 1650 to 1750 ° C, for ferromanganese 1450 to 165O ° C The invention is explained below using examples:
Beispiel 1 Herstellung von Ferrochrom mit 4 bis 6% Kohlenstoff In einem Lichtbogenofen wurden 212 t FerrochromExample 1 Production of ferrochrome with 4 to 6% carbon In an electric arc furnace 212 t of ferrochrome were produced
59J0% Cr59J0% Cr
7,27% C7.27% C
1.05% Si1.05% Si
OJ03% SOJ03% S
0,05% P0.05% P
auf 16700C überhitzt (Schmelzbereich einer solchen Legierung 1400 bis 14500C) und anschließend in Partien von je 5^51 in einem Konverter mit Sauerstoff verblasen. Der Konverter war mit Mtgnesitsteinen ausgekleidet und verfügte i&er eine etwa 200 mm über dem Boden angebrachte doppelwandige Düse, durch deren äußeren Manid das Schutzfluid Butan geblasen wurde. Je Charge wurden innerhalb von 6 bis 12 Minuten 200 Nm3 Sauerstoff eingeblasen- Zu Beginn der Blasperiode wurden gleichzeitig 260 kg Feinkalk mn eingeblasen. Die Temperatur der flüssigen Schmelze wurde durch laufende Zugabe von insgesamt etwa 400 kg Ferrochrom Feinanteil (etwa 8 bis 10%, bezogen auf die Gesamtcharge, sind erforderlich) konstant gehalten. Nach Beendigung der Verblasperiode wurden wiederum 250 kg (etwa 5%, bezogen auf die Gesamtcharge) Ferrochrom Feinanteil zur Legierungsschmelze gegeben, die alsdann sofort in eine ausgekleidete Schale abgegossen wurde.overheated to 1670 ° C. (melting range of such an alloy 1400 to 1450 ° C.) and then blown with oxygen in batches of 5 ^ 51 each in a converter. The converter was lined with granite stones and had a double-walled nozzle about 200 mm above the floor, through the outer manid of which the protective fluid butane was blown. 200 Nm 3 of oxygen were blown in per batch within 6 to 12 minutes. At the beginning of the blowing period, 260 kg of fine lime were blown in at the same time. The temperature of the liquid melt was kept constant by continuously adding a total of approx. 400 kg of ferrochrome fines (approx. 8 to 10%, based on the total charge, are required). After the end of the blowing period, 250 kg (about 5%, based on the total charge) ferrochrome fine fraction were added to the alloy melt, which was then immediately poured into a lined bowl.
Erhalten wurden insgesamt 198 1 Ferrochrom mit 623% CrA total of 198 liters of ferrochrome with 623% Cr were obtained
4^% C
<0,10% Si4 ^% C
<0.10% Si
0,015% S0.015% S.
0.015% P.0.015% P.
Die Chromausbeute betrug ohne Berücksichtigung des Feinanteiles 973%.The chromium yield was 973% without taking the fines into account.
Herstellung von Ferrochrom mit 1 bis 2% KohlenstoffManufacture of ferrochrome with 1 to 2% carbon
65 t Ferrochrom mit 59,70% Cr 7,18% C 1.49% Si 0,03% S65 t ferrochrome with 59.70% Cr 7.18% C 1.49% Si 0.03% S.
0,06% P wurden, wie im Beispiel 1 beschrieben, in Partien von je 53 t - nach Überhitzen auf 1700 bis 17500C - mit Sauerstoff verblasen. Je Charge wurden 520Nm3 Sauerstoff innerhalb 15 bis 25 Minuten eingeblasen. Wie auch im Beispiel 1 wurden Feinkalk eingeblasen und etwa 20% Ferrochrom Feinanteil in die Schmelze gegeben.As described in Example 1, 0.06% P was blown with oxygen in batches of 53 t each - after overheating to 1700 to 1750 ° C. 520 Nm 3 of oxygen were blown in within 15 to 25 minutes per batch. As in example 1, fine lime was blown in and about 20% ferrochrome fine fraction was added to the melt.
Erhalten wurden insgesamt 57 t Ferrochrom mit 6Zl % Cr
1,11% C
<0,10% Si
0,012% S
0,025% P.A total of 57 t of ferrochrome with 6Zl% Cr were obtained
1.11% C
<0.10% Si
0.012% S.
0.025% P.
Die Chromausbeute betrug ohne Berücksichtigung des Feinanteils 91,2%.The chromium yield, without taking into account the fines, was 91.2%.
Claims (7)
und Rest Eisen,up to 9% carbon, up to 8% silicon
and remainder iron,
verwendet wird.as well as process-related contamination of phosphorus and sulfur
is used.
bis zu 8% Kohlenstoff,
bis zu 8% Silicium und
Rest Eisen,5. Application according to one of claims 1 to 4, characterized in that the starting material is ferromanganese with 30 to 90% manganese,
up to 8% carbon,
up to 8% silicon and
Remainder iron,
verwendet wird.as well as process-related contamination of phosphorus and sulfur
is used.
Priority Applications (16)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE792732D BE792732A (en) | 1972-01-13 | PROCESS FOR RAPIDLY DECARBURATION OF IRON ALLOYS BY MEANS OF OXYGEN | |
| DE19722201388 DE2201388C3 (en) | 1972-01-13 | Application of a process of decarburization of a ferrous melt for decarburization of highly carbonized forrochrome or highly carbonized ferromanganese | |
| ZA723123A ZA723123B (en) | 1972-01-13 | 1972-05-08 | A method of rapidly decarburising ferro-alloys witn oxygen |
| SU1848463A SU544388A3 (en) | 1972-01-13 | 1972-11-20 | The method of decarburizing ferroalloys |
| FR7243511A FR2167520A1 (en) | 1972-01-13 | 1972-12-07 | Rapidly decarburising ferro alloys - avoiding oxidation of the main alloying elements |
| DD167692A DD100973A5 (en) | 1972-01-13 | 1972-12-19 | |
| IT54933/72A IT974237B (en) | 1972-01-13 | 1972-12-21 | PROCESS FOR THE RAPID ELIMINATION OF CARBON FROM IRON ALLOYS BY MEANS OF OXYGEN |
| YU59/73A YU36196B (en) | 1972-01-13 | 1973-01-11 | Process for rapid decarbonization of ferrous alloys with oxygen |
| SE7300353A SE406931B (en) | 1972-01-13 | 1973-01-11 | WAY TO COBBLE CHROMINE IRON OR HIGH COOLATE MANGANIAN BY INSPIRING OXYGEN THROUGH COVER NOZZLES |
| LU66817A LU66817A1 (en) | 1972-01-13 | 1973-01-11 | |
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| CS73285A CS189601B2 (en) | 1972-01-13 | 1973-01-12 | Decarburization of melt carbon ferrochromium or ferromanganese |
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| US05/842,349 US4139370A (en) | 1972-01-13 | 1977-10-17 | Method of refining ferro-alloys |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2201388A1 DE2201388A1 (en) | 1973-08-02 |
| DE2201388B2 DE2201388B2 (en) | 1976-03-04 |
| DE2201388C3 true DE2201388C3 (en) | 1976-10-14 |
Family
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