NO743386L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved stålfremstilling

De anstrengelser som for tiden gjores av metallurger for å

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.

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-

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 produksjonsarealu

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Dette er også meget fordelaktig da råmaterialene ofte inneholder en meget vesentlig prosentuell andel av forurensninger som sterkt oker transportomkostningene.

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„

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.

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.

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

hurtig.

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

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.

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.

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.

Slaggskummet kan i raffineringsrommet fores i motstrom til metallet, idet det raffinerte stål og den uttomte slagg utvinnes adskilt.

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.

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.

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.

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

en noyaktig og reproduserbar måte.

De forskjellige sammenhengende og noyaktig avpassede frem-gangsmåtetrinn kan lett utfores automatisk ved styring med en data-maskin.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved stålfremstiIling, karakterisert ved at en råsmelte erholdt i en egnet reduksjonsovn, spesielt en masovn, fra råmalm eller forbehandlet malm overfores- til granulater på stedet for smeltingen av malmen, og ved at granulatene på et sted -fjernt fra det sted hvor de ble fremstilt fra smeiten, overfores til flytende stål i kontinuerlige trinn bestående av forvarming, smelting, eventuelt under tilfor sel av supplerende kalo-rier efter behov, ved hjelp av brennere og/eller elektrisk lysbue, raffinering av metallet med oxygen og tilsetning av slagg-dannelsesmidler, og kontinuerlig separering av slaggen fra det raffinerte stål.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at det raffinerte stål oppvarmes kontinuerlig i en sluttbehandlingsbeholdé for.å gi stålet den onskede analyse og temperatur og for eventuelt å underkaste stålet en behandling under vakuum, for stålet stopes i stopeformer eller utstopes' kontinuerlig.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de fra smeiten dannede granulater forvarmes i det minste delvis med gassene som dannes under smeltingen og/eller raffineringen. <!> +.

Fremgangsmåte ifolge krav 1-3?karakterisert ved at smeltingen og raffineringen utfores samtidig i det samme * rom.

5. Fremgangsmåte ifolge krav 1-3, karakterisert ved at smeltingen og raffineringen utfores efter hverandre i adskilte smelterom og raf f in er ingsrom.

6. Fremgangsmåte ifolge krav 1, og 5, k' a r a k t e r i s e r t ved at det fremstilles et slaggskum.

7. Fremgangsmåte ifolge krav 5 eller 6, karakterisert ved at slaggen sirkuleres i motstrdm til metallet.

8. Fremgangsmåte ifolge krav 5, karakterisert ved" at raffineringsrommet er oppdelt i to adskilte kammere, hvorav det forste tjener for raffinering av stålet og det annet for uttapping av stålet.

9. Fremgangsmåte ifolge krav 5, karakterisert ved at raffineringen utfores ved pulverisering av den flytende smelte.

10. Fremgangsmåte ifolge krav 1, 5? 8 og 9, karakterisert ved at det direkte efter det forste raffineringsrom anvendes et annet raffineringsrom for å raffinere .smelter med hoyt innhold av fosfor0