SE512574C2 - Långsträckt produkt som är verksam vid nedsänkning i ett bad av smält stål för svavelrening - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 Pl359 512 574 2 (2) H-J Langhammer, Influence of injection of powdered materials on oxide and sulphide cleanlininess of steel grades, Scaninject, June 9-10, 1977 (3) K_ Wada et al., Investigation of desulfiirization and deoxidation in injection metallurgy, Scaninject, June 12-13, 1980 (4) IM. Diximier et al., Recent developments of calcium alloys cored wire in the steel production, Scaninject, June 12-13, 1980 (5) M. Douchy, Sammansatt produkt med rörïforigt höÜe för behandling av smälta metallbad, svensk översättning av europapatent nr 0 281 485 (6) J. Blanpain, Gefüllter Metalldraht, DE 29 22 349 Al.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att erbjuda en ny reagensblandning i form av en lång- sträckt, företrädesvis trådforrnad produkt, i det följande benämnd tråd, som medger en kombinationsverkan av svavelrening och inneslutningsmodifiering, vilket saknas i idag kända produkter. Detta kan åstadkommas därigenom att trådens reaktiva del består av en materialkomposition som innehåller i vikts-%: 15-45 % CaO, 40-60 % CaSi och 2-5 % Al.

Vid svavelreningen reagerar CaO med inlöst svavel, varvid syre löses in i smältan. Detta syre tas upp av Ca (från CaSi) och av Si och Al.

Företrädesvis innehåller den reaktiva kompositionen även 20-30 % CaCO3, varvid halten CaO företrädesvis uppgår till 15-25 %. I det fall den reaktiva kompositionen icke inne- håller CaCO3, bör halten CaO företrädesvis uppgå till 35-45 %.

Avsikten med aluminium i den tråd som skall injiceras i stålsmältan är att i injektions- området erhålla en mycket låg syreaktivitet och därigenom lokalt förbättra förut- sättningarna för svavelreningen, samtidigt som man skapar förutsättningar för god kontroll av Al-utbytet och därmed även Al-halten i smältan, vilket kan ge en förhållande- vis låg aluminiumkonsumtion och förbättrad svavelrening, eftersom kompensation för reoxidation underlättas.

NI 10 20 25 30 512 574 3 Pl359 Injektion av nämnda reagenser i form av tråd ger önskad god inneslutningskontroll genom att de hårda aluminiumoxid-clusters som bildas vid aluminiumdesoxidationen modifieras med hjälp av kalcium i CaSi till kalciumaluminater av typ (CaO)12 (AI2O3)7.

Inneslutningar av denna typ är flytande nertill l455°C och medför därför ej de problem med igensättning av gjutrör och kokill vid stränggjutning som fasta clusters orsakar.

Dessutom avskiljs de lätt till den toppslagg som täcker ytan på den skänk i vilken injektionen utförs.

Företrädesvis byts en viss mängd CaO ut mot CaCOg, varigenom bättre svavelrening kan uppnås, genom att CaCOg kalcineras och spjälkas upp till CaO och C02 (g), vilket leder till att mycket fina CaO-kom med stor reaktionsyta bildas samtidigt med en ökad omrörning av badet då C02 (g) stiger mot ytan.

Beträffande halten av de olika ingrediensema i den reaktiva kompositionen må följande sägas.

CaSi skall förekomma i en minsta halt av 40 % för att genom sitt innehåll av Si ge önskad desoxidation, samtidigt som de hårda aluminiumoxid-clusters som bildas vid den aluminiumoxidation som också skall ske i smältan modifieras till kalciumaluminater av typ (CaO)12 (AlzOgfi-inneslutningar med hjälp av kalciumet i CaSi. Samtidigt, för att åstadkomma önskad svavelrening skall den reaktiva kompositionen innehålla minst 15 % CaO. Den övre gränsen för CaSi, 60 %, och för CaO, 45 %, eller max 25 % CaO, då kompositionen även innehåller 20-30 % CaCO3, begränsas av att förhållandet CaO/Al203 i smältan skall vara sådant att nämnda typ av kalciumaluminater bildas. Skulle halten CaO som tillsätts eller som bildas vara alltför hög, bildas andra, icke önskvärda inneslutningar med högre smälttemperatur.

För att skapa en önskvärt låg syreaktivitet i injektionsområdet skall reagensblandningen, dvs den reaktiva kompositionen, innehålla minst 2 % Al. Mer än 5 % utgör överflöd av aluminium och skulle ge dålig verkningsgrad. Den effekt som kan åstadkommas genom att en viss mängd CaO byts ut mot CaCO3 har nämnts ovan. För att åstadkomma den 10 l5 20 25 30 Pl359 512 574 4 önskade ökade kinetiken genom dels bubbelbildning, dels genom att reaktionsytan ökar genom det närmast explosionsartade skapandet av många små Ca0-partiklar, bör halten CaCOg, i reagensblandningen uppgå till minst 20 %. Injektionen av CaCO; medför emellertid en sänkning av temperaturen lokalt i smältan. Dessutom får man en viss uppkolning genom injektion av CaCOg. Av detta skäl begränsas halten CaCOg till max 30 %.

Den långsträckta produkten - tråden - kan fysiskt - konstniktionsmässigt - gestaltas på många olika sätt inom ramen för uppfinningen. Villkor som tråden skall uppfylla är att den bör ha tillräcklig böjlighet för att kunna hasplas på och från en trumma men samtidigt ha tillräcklig styvhet för att kunna matas ned genom ett slaggtäcke på ytan av en metall- smälta i en behandlingsskänk och sänkas ned i smältan till ett djup av åtminstone ca 2 m.

Vidare skall tråden vara konstruerad på sådant sätt - och detta gäller främst trådens rör- eller slangformade hölje - att reagensblandningen, dvs den reaktiva kompositionen, inte reagerar med smältan förrän på önskat djup under smältans yta, dvs normalt på ett djup i storleksordningen 2 m.

KORT FIGURBESKRIVNING I ritningsfigurema visar Fig. l-Fig.6 tråden enligt uppfinningen i genomskärning enligt några tänkbara utföringsforrner.

Höljet till tråden utgörs av ett rör eller slang av metall, lämpligen en metall som smälts och ingår i metallsmältan, företrädesvis utan att kemiskt reagera med ämnen i smältan.

Normalt utgörs höljet av ett rör eller slang av stål med tillräcklig tjocklek för att ge tråden erforderlig styrka, dock inte tjockare än att tråden kan hasplas på och av från en tfllmmä.

Fig. l visar en tråd bestående av ett heldraget stålrör Ia, som innehåller en pulver- eller kornformig produkt 2 bestående av nämnda reaktiva komposition. i 10 15 20 25 30 512 574 5 P13s9 Fig. 2 visar en tråd bestående av ett stumsvetsat stålrör lb innehållande nämnda reaktiva komposition 2.

Fig. 3 visar ett överlappssvetsat eller limmat stålrör lc innehållande nämnda reaktiva komposition 2.

Fig. 4 visat ett falsat stålrör ld innehållande nämnda reaktiva komposition 2.

Pig. 5 visar ett stumsvetsat rör la, som innehåller en aluminiumtråd 3, som svarar mot den avsedda aluminiumhalten i kompositionen, inbäddad i en reaktiv pulver- eller komformig produkt 2', som innehåller övriga ingredienser i den reaktiva kompositionen.

Fig. 6 visar ett stumsvetsat rör la, som på insidan är belagt med en alurriiniurnfolie, eller som innehåller en aluminiumband 3”. Den reaktiva blandningen 2' innehåller på samma sätt som enligt Fig. 5 övriga ingredienser i den reaktiva blandningen.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORL/LER ocH EXEMPEL Enligt en första foredragen utforingsfonn innehåller reagensblandningen i vikts'%, 38-42 % CaO, 3-4 % Al och 55-60 % CaSi. Ett exempel på en komposition enligt denna utforingsforrn är en komposition bestående av 39.3 % CaO, 3.6 % Al och 57.1 % CaSi.

Enligt en andra, företrädesvis foredragen utföringsfonn, innehåller den reaktiva komposition i tråden enligt uppfinningen i vikts-%, 18-24 % CaO, 2.5-4 % Al, 45-55 % CaSi och 22-28 % CaCOg. Ett exempel på en sådan föredragen utföringsfonn är en komposition som består av 21.3 % CaO, 3.2 % Al, 50.2 % CaSi och 25.4 % CaCOg.

I samtliga fall föreligger CaO, CaSi och CaCO3 som pulver eller kom eller som agglomerat i det rörforrrtiga höljet, medan aluminiumet endera kan föreligga som pulver eller som större partiklar i blandningen och/eller som en tråd, folie, band eller liknande inuti höljet. I princip är det även tänkbart att aluminiumet ingår som en del inuti eller på insidan av höljet. min l ll ll ll 'llll l' " llll l l 512 574 6 P1359 Förutom de nämnda komponentema CaO, A1, CaSi och CaCO3 kan tråden, förutom järn i höljet, som inte inkluderats i de nämnda procentsatsema, innehålla andra komponenter, förutsatt att dessa icke menligt stör den avsedda svavelreningen och inneslutníngs- modifieringen. Sådana tänkbara, ytterligare komponenter kan inkludera, utan att vara begränsade till, tex. bor och mischmetall.

Claims (10)

10 15 20 512 574 7 P13s9 PATENTKRAV

1. Långsträckt produkt innefattande åtminstone en del, i det följande benämnd reaktiv komposition, som är reaktivt verksam vid nedsänkning i ett bad av smält stål, for behandling av sådana smältor, i synnerhet for svavelrening och modifiering av inne- slutningar, k ä n n e t e c k _n a d av att nämnda reaktiva komposition innehåller i vikts-%, 15-45 % CaO, 40-60 % CaSi och 2-5 % Al.

2. Produkt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen även innehåller 20-30 % CaCOg.

3. Produkt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva komposition innehåller 35-45 % CaO.

4. Produkt enligt krav 2, k a' n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen innehåller 15-25 % CaO.

5. Produkt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen innehåller 38-42 % CaO, 3-45 % Al och 55-60 % CaSi.

6. Produkt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva komposition har den nominella sammansättningen 39.3 % CaO, 3.6 % Al och 57.1 % CaSi.

7. Produkt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen innehåller 18-24 % CaO, 2.5-4.5 % Al, 45-55 % CaSi och 22-28 % CaCO3.

8. Produkt enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen har den nominella sammansättningen 21.3 % CaO, 3.2 % Al, 50.2 % CaSi och 25.4 % Cacoj-i. Pl359 512 574 8

9. Produkt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen är inkapslad i form av ett partikelforrnat material eller som agglomerat i ett rörforrnat metallhölje, företrädesvis ett rörformat hölje av stål.

10. Produkt enligt något av kraven 1-8, ä' n n e t e c k n a d av att den reaktiva kompositionen är inkapslad i ett rörformat metallhölje, företrädesvis ett rörformat hölje av stål, och att nämnda aluminium föreligger som en sträng i höljet, medan övriga ingredienser i kompositionen föreligger som partiklar eller agglomerat i höljet.