NO743386L

NO743386L -

Info

Publication number: NO743386L
Application number: NO743386A
Authority: NO
Inventors: P Metz
Original assignee: Arbed
Priority date: 1973-09-21
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1975-04-14
Also published as: SE7411798L; NL7412458A; AR201788A1; LU68467A1; ZA745957B; CH592740A5; BE819876A; PL91749B1; FR2244823A1; ATA748474A; DE2444115A1; GB1487565A; CA1052579A; AT347489B; IT1019346B; AU7354674A; BR7407841D0; FR2244823B1; JPS5077207A; DD114618A5

Description

Fremgangsmåte ved stålfremstilling Procedure for steel production

De anstrengelser som for tiden gjores av metallurger for å The efforts currently being made by metallurgists to

utvikle en kontinuerlig fremgangsmåte ved fremstilling av stål, er i det vesentlige basert på to forskjellige grunntrekk. Ifolge det. ene forslag skal smeltet rujern kontinuerlig raffineres med oxygen efterhvert som det tappes ut fra masovnen, dvs. at stålfremstillingen skal finne sted ved hjelp av en oxydasjon. Ifolge det annet forslag skal malmen behandles med et carbonholdig middel, dvs. ved hjelp av en reduksjon. developing a continuous method in the production of steel is essentially based on two different basic features. According to that. one proposal is that molten pig iron is to be continuously refined with oxygen as it is drained from the blast furnace, i.e. that the steel production is to take place by means of oxidation. According to the second proposal, the ore must be treated with a carbonaceous agent, i.e. by means of a reduction.

Den store interesse som knytter seg til disse prosesser, beror forst og fremst på muligheten for i ett eller flere kontinuerlige trinn direkte å kunne overfore råmaterialer til flytende stål og derefter kontinuerlig å overfore dette til stopte halv- The great interest linked to these processes is primarily due to the possibility of directly transferring raw materials to liquid steel in one or more continuous steps and then continuously transferring this to stopped semi-

fabrikata. Dessuten byr anleggene for utforelse av disse fremgangsmåter på visse fordeler sammenlignet med tidligere anlegg 'med samme produksjonskapasitet, dvs. en betraktelig minskning av anleggets omfang og av omkostningene pr„ produksjonsenhet, en unngåelse eller forenkling av laboratorieutstyr, lofting og transport av flytende metall, oppfangning og rensing av rokgasser og en samlet lettere produksjonsgjennomforing i praksis på en integrert og sterkt automatisert måte på et betraktelig mindre produksjonsarealumake. In addition, the facilities for carrying out these methods offer certain advantages compared to previous facilities with the same production capacity, i.e. a considerable reduction in the size of the facility and in the costs per unit of production, an avoidance or simplification of laboratory equipment, lofting and transport of liquid metal, collection and purification of flue gases and an overall easier production implementation in practice in an integrated and highly automated way on a considerably smaller production area

Det erholdte ståls kvalitet er tilfredsstillende og kan dessuten sterkt forbedres. Ikke desto mindre har disse nye fremgangsmåter ikke formådd å oppheve visse ulemper som også de tradi-sjonelle diskontinuerlige fremgangsmåter er beheftet med. The quality of the steel obtained is satisfactory and can also be greatly improved. Nevertheless, these new methods have not managed to eliminate certain disadvantages that the traditional discontinuous methods are also affected by.

Det er således nodvendig i de fleste stålverk for kontinuerlig fremstilling av stål å transportere i det minste en del av de hoved- . sakelige råmaterialer, som carbon, koks, malmer , agglomerater og pellets av malmer eller jernsvamp, til det sted hvor stålet skal It is thus necessary in most steelworks for the continuous production of steel to transport at least part of the main . relevant raw materials, such as carbon, coke, ores, agglomerates and pellets of ores or sponge iron, to the place where the steel is to be

fremstilles da det sted hvor sluttproduktene tappes ut, ofte befinner seg fjernt frå'råmaterialeforekomstene, og dessuten er det ofte nodvendig med en omfattende transport av halvfabrikata i form av stopeblokker, finemner eller plateemner til bearbeidelsesanlegg i de om-råder hvor markedet for sluttproduktene befinner seg. Det er vel-kjent at transportomkostningene alltid vil gi seg merkbare utslag, bl.a. ofte i form av en prohibitiv innkjopspris for en rekke sluttprodukter og på visse råmaterialers konkurranseevne. is produced, the place where the final products are tapped is often located far from the raw material deposits, and furthermore, it is often necessary to extensively transport semi-finished products in the form of stope blocks, fine blanks or plate blanks to processing facilities in the areas where the market for the final products is located . It is well known that the transport costs will always have a noticeable impact, i.a. often in the form of a prohibitive purchase price for a number of end products and on the competitiveness of certain raw materials.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte ved fremstilling av stål fra et smeltet utgangsmaterlale og som i forhold til de kjente fremgangsmåter for kontinuerlig fremstilling av stål byr på den fordel at den kan gjennomfores uten vanskeligheter og på aaokonomisk gunstig måte som er av stor be-tydning for fremstilling av halvfabrikata fra det ved hjelp av den foreliggende f r emgangsmåte fremstilte stål. The aim of the invention is to provide a method for the production of steel from a molten starting material which, compared to the known methods for the continuous production of steel, offers the advantage that it can be carried out without difficulty and in an economically favorable manner, which is of great meaning for the production of semi-finished products from the steel produced using the present process.

Den foreliggende fremgangsmåte er særpreget ved at en råsmelte erholdt i en egnet reduksjonsovn, spesielt en masovn, fra en råmalm eller forhåndsbehandlet malm overfores tLI granulater på stedet, og ved at .granulatene• på et sted fjernt fra det sted hvor de fremstilles, overfores til flytende stål ved at de kontinuerlig forvarmes, smeltes ved hjelp av brennere og/eller en lysbue, det smeltede metall raffineres med oxygen og med tilsetning av slaggdannelses- middel, og slaggen fjernes kontinuerlig fra det raffinerte stål. The present method is characterized by the fact that a raw melt obtained in a suitable reduction furnace, in particular a blast furnace, from a crude ore or pre-treated ore is transferred to the granules on site, and that the granules• at a location remote from the place where they are produced, are transferred to liquid steel in that they are continuously preheated, melted with the help of burners and/or an electric arc, the molten metal is refined with oxygen and with the addition of a slag forming agent, and the slag is continuously removed from the refined steel.

Det foretrekkes at det raffinerte stål kontinuerlig gjenopp-varmes i en sluttbebolder hvori stålet gis sin endelige sammensetning og den egnede temperatur og eventuelt behandles med vakuum for stålet stopes til stopeblokker eller utstopes kontinuerlig. It is preferred that the refined steel is continuously reheated in a final boiler in which the steel is given its final composition and the suitable temperature and possibly treated with a vacuum before the steel is stopped into stope blocks or is continuously stopped.

Ifolge oppfinnelsen kan smeltingen og fiaffineringen utfores på adskilte steder i anlegget for stålfremstillingen. De kan også utfores på det samme sted. Den gass som dannes når granulatene smelter og når det flytende metall raffineres, kan med fordel gjen-vinnes og på ny anvendes helt eller delvis for forvarming av granulatene som skal smeltes. According to the invention, the smelting and refining can be carried out at separate locations in the plant for steel production. They can also be carried out in the same place. The gas that is formed when the granules melt and when the liquid metal is refined can be advantageously recovered and re-used in whole or in part for preheating the granules to be melted.

Den foreliggende fremgangsmåte er halvkontinuerlig. Men det forhold at den flytende råsmelte forbigående overfores til faste granulater, gjor det mulig under meget fordelaktige betingelser og fra en lang rekke forskjellige malmer å fremstille produktet på et hvilket som helst sted, f.eks. i nærheten av malmforekomstene eller ved kysten etc., og å transportere de erholdte granulater til stedet for fremstillingen av stålet og av halvfabrikata og å overfore de sistnevnte til sluttprodukter på et sted i nærheten av fremstillings-stedet for stålet og halvfabrikataene. Håndteringen av granulatene fra smeiten kan utfores meget enkelt på samme måte som halvfabrikataene eller sluttproduktene som tar stor plass0Det samme gjelderom.de transporteres sjoveien eller over land. The present method is semi-continuous. But the fact that the liquid raw melt is temporarily transferred to solid granules makes it possible under very advantageous conditions and from a wide range of different ores to produce the product at any location, e.g. near the ore deposits or on the coast etc., and to transport the obtained granules to the place of manufacture of the steel and semi-finished products and to transfer the latter to final products at a place near the place of manufacture of the steel and semi-finished products. The handling of the granules from the smelting can be carried out very easily in the same way as the semi-finished or final products which take up a lot of space0 The same applies if they are transported by road or overland.

Dette er også meget fordelaktig da råmaterialene ofte inneholder en meget vesentlig prosentuell andel av forurensninger som sterkt oker transportomkostningene. This is also very advantageous as the raw materials often contain a very significant percentage of contaminants that greatly increase transport costs.

Teknisk er det fordelaktig at de fra smeiten fremstilte granulater utgjor et råmateriale av hoy kvalitet„ Restinnholdet av oxygen er lavt, og det byr ikke på problemer å fjerne dette restinn-hold0Granulatene inneholder en meget fordelaktig andel av carbon som metallurgisk er av stor viktighet når granulatene smeltes fordi den bidrar til reduksjonen av oxydene og til omroring av smeltebadet foruten at den representerer en varmekilde„ Technically, it is advantageous that the granules produced from the smelting form a raw material of high quality. The residual content of oxygen is low, and there are no problems in removing this residual content. is melted because it contributes to the reduction of the oxides and to the stirring of the melting bath, in addition to representing a heat source"

Den praktiske utforelse av den foreliggende fremgangsmåte kan varieres sterkt slik at, hva gjelder selve raffineringstrin.net, fordel kan trekkes av de nodvendige erfaringer innen området kontinuerlig raffinering. The practical implementation of the present method can be greatly varied so that, as far as the refining step itself is concerned, advantage can be taken of the necessary experience in the field of continuous refining.

Under fremstillingen, av råmaterialene omdannes den flytende smelte som er blitt fremstilt på kjent måte i en smelteovn, til. findelte og porose granulater f„eks. ved granulering i vann. During the production of the raw materials, the liquid melt that has been produced in a known manner in a melting furnace is converted into. finely divided and porous granules, e.g. by granulation in water.

Disse granulater transporteres til det sted hvor de skal omdannes, og mellomlagres. For de smeltes, oppvarmes de gradvis inntil en temperatur mellom 8-900°C og deres smeltepunkt. Gass fra smelteovnen og eventuelt en kilde for supplerende varmeutvikling kan anvendes for forvarmingen. Denne kan utfores f0eks. i en roterovn eller på et roterende underlag, på en vandrerist, i et fluidisert skikt eller ganske enkelt i tilforselskanalen for den lukkede smelteovn 0 ' Granulatenes store spesifikke overflateareal som skyldes deres lave kornstorrelse (under 10 mm) og deres hoye porositet, muliggjor en effektiv kontakt med gassene og med væskene, slik at forvarmingen med gass og smeltingen i det flytende metallbad foregår meget These granules are transported to the place where they are to be converted, and temporarily stored. Because they are melted, they are gradually heated up to a temperature between 8-900°C and their melting point. Gas from the melting furnace and possibly a source for supplementary heat development can be used for preheating. This can be done e.g. in a rotary kiln or on a rotating base, on a moving grate, in a fluidized bed or simply in the supply channel of the closed melting furnace 0 ' The large specific surface area of the granules, due to their small grain size (below 10 mm) and their high porosity, enables an efficient contact with the gases and with the liquids, so that the preheating with gas and the melting in the liquid metal bath takes place a lot

hurtig.fast.

De forvarmede granulater renner derefter ned i et smelterom i anlegget. Dette rom oppvarmes ved tilfor sel av energi efter behov, dvs. avhengig av smeltens sammensetning og den granulatmengde som skal smeltes ved tilforsel av elektrisk energi eller ved hjelp The preheated granules then flow down into a melting room in the plant. This room is heated by the supply of energy as needed, i.e. depending on the composition of the melt and the quantity of granules to be melted by the supply of electrical energy or by means of

av forbrenning f.eks. av oxygen og brensel i brennere eller i et plasma eller ved hjelp av elektriske lysbuer. Tilforselen av granulatene reguleres i overensstemmelse med nedsmeltningshastigheten og raffineringshastigheten for smeiten. of combustion e.g. of oxygen and fuel in burners or in a plasma or by means of electric arcs. The supply of the granules is regulated in accordance with the melting rate and the refining rate of the smelt.

Smeltingen og raffineringen kan utfores i det samme oppvarmede rom hvori de forvarmede granulater, oxygenet, slaggdannelsesmid-lene og eventuelt carbon innfores. Det flytende stål som fore-ligger som en emulsjon i slaggen, renner ned i et avhellingsrom med en slik hastighet at nivået for det smeltede metall i smelte- og raffineringsrommet holder seg i det vesentlige konstant. The smelting and refining can be carried out in the same heated room in which the preheated granules, the oxygen, the slag forming agents and possibly carbon are introduced. The liquid steel, which is present as an emulsion in the slag, flows down into a pouring chamber at such a speed that the level of the molten metal in the melting and refining chamber remains essentially constant.

Smelterommet kan. også stå i forbindelse med et eget raf f inerings-rom. Metallet sirkulerer kontinuerlig som en strom fra et rom til det annet ved oversvomning, ved hjelp av ..slfongvirkning eller under innvirkning av tyngdekraften og i avhengighet av nedsmeltingen og tilforselen av de forvarmede, faste granulater. I raffineringsrommet utsettes metallet for innvirkning av oxygen som blåses inn gjennom én eller flere lanser. Kalken og flussmidlene kan innfores adskilt eller suspendert i oxygenet. Det kan være fordelaktig å anvende et efter det forste raffineringsrom ytterligere raffineringsrom for raffinering av smelter med hoyt innhold av fosfor. The melting room can. also be connected to a separate refining room. The metal circulates continuously as a stream from one room to another by flooding, by means of ..slfong action or under the influence of gravity and depending on the melting down and supply of the preheated, solid granules. In the refining room, the metal is exposed to oxygen which is blown in through one or more lances. The lime and the fluxes can be introduced separately or suspended in the oxygen. It can be advantageous to use a further refining room after the first refining room for refining melts with a high content of phosphorus.

Slaggskummet kan i raffineringsrommet fores i motstrom til metallet, idet det raffinerte stål og den uttomte slagg utvinnes adskilt. The slag foam can be fed in countercurrent to the metal in the refining room, as the refined steel and the depleted slag are extracted separately.

Raffineringsrommet kan likeledes være oppdelt i to adskilte kammere. I det forste kammer injiseres det eventuelt slaggdan-nelsesmiddelholdige oxygen i smeltebadet fra det forutliggende smelterom. Emulsjonen av slagg og metall som dannes på metallets overflate i dette kammer, flommer over i et annet nabokammer hvori stålet skilles fra slaggen ved avhelling og hvor de to faser tommes ut separat. The refining room can also be divided into two separate chambers. In the first chamber, any slag-forming agent-containing oxygen is injected into the melting bath from the preceding melting chamber. The emulsion of slag and metal that forms on the surface of the metal in this chamber overflows into another neighboring chamber in which the steel is separated from the slag by pouring and where the two phases are emptied out separately.

I de to ovennevnte tilfeller strommer det raffinerte metall ned i en sluttbehandlingsbeholder av lommetypen eller blandetypen, hvori det underkastes de vanlige sluttbehandlinger og eventuelt behandling under vakuum. Det således fremstilte stål kan derefter direkte utstopes i stopeformer eller tilfores til et anlegg for kontinuerlig stoping. In the two above-mentioned cases, the refined metal flows down into a finishing container of the pocket type or mixing type, in which it is subjected to the usual finishing treatments and possibly treatment under vacuum. The steel produced in this way can then be directly stuffed into stope forms or fed to a plant for continuous stopeing.

Raffineringen kan også utfores på kjent måte ved pulverisering av smeiten. For å gjennomfore dette oppdeles en strom av smelte fra smelterommet og som faller fritt ned i et reaksjons-kammer, med i det minste én kontinuerlig stråle av oxyderende gass og tilsatte pulver formige materialer som i de dannede små dråper reagerer med forurensningene i smeiten. Det raffinerte metall opp-samles på bunnen av reaksjonskammeret hvor den overliggende slagg fjernes ved oversvomming, hvorefter metallet fjernes fra reaksjons-* kammeret for for utstopingen å underkastes behandlinger for å korrigere dets analyse og temperatur. The refining can also be carried out in a known manner by pulverizing the smelt. To carry this out, a stream of melt is divided from the melting room and falls freely into a reaction chamber, with at least one continuous jet of oxidizing gas and added powder-like materials which in the small droplets formed react with the impurities in the smelting. The refined metal is collected at the bottom of the reaction chamber where the overlying slag is removed by flooding, after which the metal is removed from the reaction* chamber to undergo treatments to correct its analysis and temperature.

Den foreliggende fremgangsmåte gjor det således mulig kontinuerlig dg ved hjelp av en rekke forskjellige midler å fremstille stål av hoy kvalitet. De fremstilte stål kan ha en sterkt for-skjellig sammensetning og være legert eller ulegert. Det kan i hvert tilfelle fremstilles -stål med den foreskrevne analyse på The present method thus makes it possible to produce steel of high quality continuously using a number of different means. The manufactured steels can have a very different composition and be alloyed or unalloyed. Steel with the prescribed analysis can be produced in each case

en noyaktig og reproduserbar måte.an accurate and reproducible way.

De forskjellige sammenhengende og noyaktig avpassede frem-gangsmåtetrinn kan lett utfores automatisk ved styring med en data-maskin. The various coherent and precisely adapted procedural steps can easily be carried out automatically by control with a computer.

Claims

1. Process for steel production, characterized in that a raw melt obtained in a suitable reduction furnace, especially a blast furnace, from raw ore or pre-treated ore is transferred to granules at the site of the smelting of the ore, and in that the granules are in a place -remote from the place where they were produced from the smelting, transferred to liquid steel in continuous steps consisting of preheating, melting, possibly with the supply of supplementary calories as needed, using burners and/or an electric arc, refining the metal with oxygen and adding slag -forming agents, and continuous separation of the slag from the refined steel.

2. Method according to claim 1, characterized in that the refined steel is continuously heated in a final treatment container in order to give the steel the desired analysis and temperature and to possibly subject the steel to a treatment under vacuum, for the steel is stopped in stop forms or is continuously pumped out.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the granules formed from the smelting are at least partially preheated with the gases formed during the smelting and/or refining. <!> +.

Method according to claims 1-3? characterized in that the melting and the refining are carried out simultaneously in the same * room.

5. Method according to claims 1-3, characterized in that the smelting and refining are carried out one after the other in separate smelting rooms and refining rooms.

6. Method according to claims 1 and 5, characterized in that a slag foam is produced.

7. Method according to claim 5 or 6, characterized in that the slag is circulated in countercurrent to the metal.

8. Method according to claim 5, characterized in that the refining room is divided into two separate chambers, the first of which serves for refining the steel and the other for tapping the steel.

9. Method according to claim 5, characterized in that the refining is carried out by pulverizing the liquid melt.

10. Procedure according to requirements 1, 5? 8 and 9, characterized in that directly after the first refining room, another refining room is used to refine melts with a high content of phosphorus0