TR201400880A2 - Sıcak metalin fosforunun giderilmesine yönelik yöntem. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, sıcak metalin fosforunun giderilmesine yönelik, şunları içeren bir yöntem temin eder: asıl olarak bir CaO kaynağından oluşan bir rafine edici ajanın, dönüştürücü tipi bir kap içindeki sıcak metale ilave edilmesi; ve gaz halindeki oksijenin bir üst üfleme borusundan bir sıcak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenmesi, burada sıcak metal, sıcak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafından uygulanan dinamik basıncın %30 ila %80'lik bir üfleme ilerleme hızında 0.5 kPa ila 3.0 kPa olarak tanımlanacağı bir koşul altında fosfor giderme muamelesine tabi tutulur ve muamele sonrası cürufun T. Fe konsantrasyonu, kütle bazında %10 ila kütle bazında %30 olacak şekilde, sıcak metalin fosforu giderilir.

Description

TARIFNAME SICAK METALIN FOSFORUNUN GIDERILMESINE YÖNELIK YÖNTEM TEKNIK SAHA Mevcut bulus, sicak metal ön muamelesi olarak gerçeklestirilen, sicak metalin fosforunun giderilmesine yönelik yöntemler ile ilgilidir.

GEÇMIS TEKNOLOJI Geleneksel dönüstürücülü çelik üretimi proseslerinin yerine, sicak metalin fosfor giderme muamelesine tabi tutuldugu sicak metal ön-muamelesi yaygin olarak kullanilmaktadir. Bunun nedeni, rafine islemi daha düsük sicakliklarda gerçeklestirildiginde, fosfor giderme reaksiyonunun termodinamik olarak hizlandirilabilmesidir, bu da fosfor giderme muamelesinin daha az rafine edici ajan kullanilarak yapilmasina izin verir. Genel olarak sicak metal ön muamelesi sunlari içerir: silikon giderme muamelesi için sicak metale demir oksit gibi bir kati oksijen kaynaginin eklenmesi; silikon giderme muamelesi sirasinda olusan cürufun çikarilmasi ve ardindan fosfor giderme muamelesi için sicak metale bir rafine edici ajanin (fosfor giderme ajaninin) eklenmesi. Genellikle kireç gibi bir CaO bazli rafine edici ajan fosfor giderme muamelesinde rafine edici ajan olarak kullanilirken, gaz oksijen veya bir kati oksijen kaynagi (demir oksid gibi), oksijen kaynagi olarak kullanilir. Örnek muamele kaplari arasinda torpido arabalari, potalar (transfer potalari ve doldurma potalari) ve dönüstürücü tipi kaplar bulunur. Yaygin uygulamaya göre dönüstürücü tipi bir kap kullanildiginda, özellikle gaz oksijen, sicak metal banyosunun bir yüzeyi üzerine bir üst üIleme borusundan üIlenir ve karistirma gazi ayrica firinin tabanindan banyo içine üIlenir ve benzeri islemler yapilir.

JP , sicak metalin fosforunun giderilmesine yönelik, sunlari içeren bir yöntemi açiklar: esas olarak CaO kaynagindan olusan bir rafine edici ajanin, dönüstürücü tipi bir kap içindeki sicak metale ilave edilmesi; ve sonra bir üst üfleme borusundan, gaz halindeki oksijenin, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üilenmesi, burada bir üst üfleme borusundan beslenen gaz halindeki oksijen besleme hizi, 1.5 Nm3/dakika/sicak metal [ton] ila 5.0 Nm3/dakika/sicak metal [ton] olarak tanimlanir ve sicak metal, asagidaki iliski karsilanacak sekilde muamele edilir: 1.0 _<_ muamele sonrasi [%CaO/%Si02]'de cüruf bazikligi < 2.5. PTL l, geleneksel teknige kiyasla cüruf bazikliginin azaltilmasinin ve oksijen besleme _ hizinin arttirilmasinin, demir verimini düsünmeden yüksek fosfor giderme verimli ile fosfor giderme muamelesine izin verdigini belirtir.

ATIF LISTESI Patent Literatürü BULUSUN ÖZETI (Teknik Problem) Bununla birlikte, demir veriminde azalmayi önlerken, yüksek bir fosfor giderme verimi sunabilen, sicak metalin fosforunun giderilmesine yönelik alternatif bir yönteme hala devam eden bir ihtiyaç vardir.

Mevcut bulusun bir amaci, demir veriminde azalmayi önlerken yüksek bir fosfor giderme verimi sunabilen ve PTL l'den farkli olan, sicak metalin fosforunun giderilmesine yönelik alternatif bir yöntem sunmaktir.

(Problemin Çözümü) Bu amaca ulasmak için kasifler, sicak metal fosforunun giderilmesine yönelik bir yönteme uygulanabilecek çesitli kosullari arastirdi. Sonuç olarak, yukarida belirtilen amaca, üst ütleme borusundan üIlenen gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerindeki dinamik basinç ve ayni zamanda bir cürufun muamele sonrasi toplam Fe konsantrasyonu (bundan sonra "T. Fe konsantrasyonu" olarak anilacaktir) önceden belirlenmis bir aralik içine girecek sekilde, sicak metal fosforunun giderilmesinin gerçeklestirilmesi suretiyle ulasilabilecegini kesfettiler. Mevcut bulus, bu bulguya dayanilarak yapildi.

T. Fe konsantrasyonu, bir cüruf içinde tüm demir oksidlerin toplam demir konsantrasyonunu temsil eder.

PTL l, gaz halindeki oksijen tarafindan sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine uygulanan dinamik basinca hiçbir önem vermez. Bununla birlikte gaz halindeki oksijenin üst üfleme borusundan beslenme hizi (ayrica "oksij en besleme hizi" olarak anilacaktir), 1.5 Nm3/dakika/sicak metal [ton] ila 5.0 Nm3/dakika/sicak metal [ton] olarak nispeten yüksek olacak sekilde ayarlanir ve böylelikle yüksek bir dinamik basinç, normal kosullar altinda sicak metal banyosu yüzeyine uygulanma egilimi gösterir. Bununla birlikte mevcut bulusa göre, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine uygulanacak dinamik basincin nispeten düsük yapilmasinin, oksijen besleme hizindan bagimsiz olarak ve hatta özellikle yüksek bir oksijen besleme hizinda demir veriminde azalmayi önlerken, yüksek fosfor giderme verimine katkida bulunabilecegi ortaya konuldu. Böylelikle mevcut bulus, oksijen besleme hizinin, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerindeki dinamik basinçtan bagimsiz olarak ele alindigi, tamamen yeni bir teknik konsepte dayanir, bu konsept, geleneksel teknikte bulunamaz. Ek olarak yukarida bahsedilen amaca, muamele sonrasinda bir cürufun T. Fe konsantrasyonu bile optimize edilerek ulasildi.

Yukaridaki bulgulara dayanarak, mevcut bulusun ana özellikleri söyledir: yöntem: asil olarak bir CaO kaynagindan olusan bir rafine edici aj anin, bir üst üfleme borusuna ve alt ütleme tüyerlerine sahip dönüstürücü tipi bir kap içindeki sicak metale ilave edilmesi; gaz halindeki oksijenin üst üfleme borusundan bir sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenmesi; ve karistirma gazinin, alt üfleme tüyerlerinden banyo içine üIlenmesi, burada sicak metal, sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin %30 ila %80'lik bir üfleme ilerleme hizinda 0.5 kPa ila 3.0 kPa olarak tanimlanacagi bir kosul altinda fosfor giderme muamelesine tabi tutulur ve muamele sonrasi cürufun T. Fe konsantrasyonu, kütle bazinda %10 ila kütle bazinda %30 olacak sekilde, sicak metalin fosforu giderilir. sicak metal, sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin %30 ila %80'lik bir üIleme ilerleme hizinda 0.5 kPa ila 1.5 kPa olarak tanimlanacagi bir kosul altinda fosfor giderme muamelesine tabi tutulur. burada, asagidaki iliski karsilanacak sekilde sicak metalin fosforu giderilir: 1.0 S muamele sonrasi [%CaO/%Si02]'de cüruf bazikligi < giderme yöntemi, burada gaz halindeki oksijen, üst üfleme borusundan 0.6 Nm3/dakika/sicak metal [ton] ila 5.0 Nm3/daldsicak metal [ton]'luk bir besleme hizinda beslenir. giderme yöntemi, burada karistirma gazi alt üfleme tüyerlerinin her birinden 0.05 Nm3/dakika/sicak metal [ton] ila 0.30 Nm3/dak/sicak metal [ton]'luk bir besleme hizinda beslenir. giderme yöntemi, burada rafine edici ajanin en azindan bir kismi, toz ve/Veya granül formunda, üst üIleme borusundan sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenir ve toz halinde ve/Veya granüllü rafine edici aj anin en azindan bir kismi, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerinde, gaz halindeki oksijenin üflenmesi suretiyle üretilen bir sicak nokta üzerine üflenir. giderme yöntemi, burada fosforu giderilmis sicak metalin karbonunu gidermeye yönelik bir karbon giderme firininda olusturulmus bir dönüstürücü cürufu, CaO kaynaginin bir parçasi olarak dönüstürücü tipi kap içine oda sicakliginda veya yükseltilmis sicaklikta yüklenir. giderme yöntemi, burada bir titanyum oksid kaynagi ve/Veya bir A1203 kaynagi, rafine edici ajanin bir parçasi olarak ilave edilir, böylelikle muamele sonrasinda cüruf içindeki toplam titanyum oksid içerigi, TiOz ve A1203 baglaminda kütle bazinda %4 ila kütle bazinda %15 olur. giderme yöntemi, burada sicak metalin fosforu, ham çelik içinde gerekli olana (çelik içindeki standardize edilmis içerik) esit veya bundan düsük bir P içerigine kadar giderilir` (Bulusun Avantajli Etkisi) Mevcut bulusa ait sicak metalin fosforunu giderme yöntemine göre, demir veriminde azalma önlenirken, yüksek fosfor giderme verimi ile sicak metalin fosforu giderilebilir. ÇIZIMIN KISA TARIFI Mevcut bulus ayrica ekteki çizime istinaden asagida daha detayli tarif edilecektir, burada: Sekil 1, gaz halindeki oksijenin ve rafine edici bir ajanin, mevcut bulusa ait bir örnekte bir üst üfleme borusunun bir boru deliginden nasil beslendigini gösteren bir diyagramdir.

DÜZENEKLERIN TARIFI Mevcut bulusa göre sicak metalin fosforunu gidermeye yönelik bir yöntemin bir düzenegi asagida tarif edilecektir.

Bu düzenege göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi temelde sunlari içerir: asil olarak bir CaO kaynagindan olusan bir rafine edici ajanin, bir üst üfleme borusuna ve alt üIleme tüyerlerine sahip dönüstürücü tipi bir kap içindeki sicak metale ilave edilmesi; gaz halindeki oksijenin üst üfleme borusundan bir sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenmesi; ve karistirma gazinin, alt üfleme tüyerlerinden banyo içine üIlenmesi.

Rafine edici ajanin ana bileseni olan CaO kaynagi, CaO üretebilen bir Ca bilesigine (CaCO3, Ca(OH)2 veya CaMgOz gibi) veya CaO'ya karsilik gelir. Asil olarak CaO kaynagindan olusan rafine edici ajanin bilindik bir örnegi adi kireç olmakla birlikte kireç tasi, kireç hidrat, dolomit veya bir CaO kaynagi ihtiva eden kullanilmis cüruf (örnegin dönüstürücü cürufu, sürekli döküm cürufu veya külçe döküm cürufu) gibi diger bilesenler de kullanilabilir. Asil olarak CaO kaynagindan olusan rafine edici ajanin tercihen CaO baglaminda kütle bazinda %40 veya daha fazla CaO kaynagi ihtiva ettigi belirtilmelidir.

Gaz halindeki oksijenin üst üfleme borusundan sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üllenmesinde kullanilan bir gazin (gaz halindeki oksijen kaynaginin) yaygin bir örnegi, endüstriyel olarak temin edilebilen saf oksijen gazidir. Ek olarak sicak metal tercihen verimli fosfor giderme için karistirilir. Genel olarak gazin karistirilmasi, Ar gazi ve N2 veya oksijen gazi gibi eylemsiz bir gazin, firinin tabanina gömülmüs bir daldirma borusundan veya nozüllerden (alt üfleme tüyerlerinden) üflendigi bu karistirma prosesi olarak gerçeklestirilir.

Bu düzenege göre, sicak metal, sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin %30 ila %80'lik bir üIleme ilerleme hizinda 0.5 kPa ila 30 kPa olarak tanimlanacagi bir kosul altinda fosfor giderme muamelesine tabi tutulur ve muamele sonrasi cürufun T. Fe konsantrasyonu kütle bazinda %10 ila kütle bazinda %30 olacak sekilde, sicak metalin fosforu giderilir.

Kasifler, sicak metal banyosu üzerindeki dinamik basincin ve muamele sonrasi cürufun T. Fe konsantrasyonunun, fosfor giderme verimliligi ve demir verimi üzerinde anlamli bir etkiye sahip oldugunu kesfettiler.

Digerlerinin yani sira, demir verimindeki azalmayi önlemek amaciyla, sicak metal banyosu üzerindeki dinamik basincin geleneksel teknige kiyasla yeterince azaltilmasi özellikle önemlidir.

Sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin en azindan %30 ila %80'lik bir üfleme ilerleme hizinda 0.5 kPa'dan az oldugu durumda, cüruf olusumundan kaynaklanan egimlenmeyi önlemek mümkün degildir, bu da fosfor giderme verimliliginin azalmasina yol açar. Ek olarak cüruf içinde asiri demir oksidler olusur, bunun sonucunda da demir verimi azalir. Bu nedenle sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basincin alt siniri, 0.5 kPa olarak tanimlanir. Diger yandan sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin en azindan %30 ila %80'lik bir üfleme ilerleme hizinda 3.0 kPa'dan yüksek oldugu durumda, demir damlalarinin bozuldugu ve dönüstürücüden püskürdügü bir tükürme olgusuna bagli olarak demir verimi azalir. Bu nedenle sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basincin üst siniri, 3.0 kPa olarak tanimlanir. Bu açidan, sicak metal banyosu üzerindeki dinamik basincin 1.5 kPa veya daha az olacak sekilde kontrol edilmesi tercih edilebilir, böylelikle özellikle yüksek bir demir verimi elde edilebilir. yüzeyi üzerindeki dinamik basinç için herhangi bir kisitlama getirilmez; dinamik basinç, 0.5 kPa ila 3.0 kPa araliginda veya 3 .0 kPa'nin üzerinde olabilir. >%80 ve _<_%100'lük bir üfleme ilerleme hizinda sicak metal banyosunun yüzeyi üzerindeki dinamik basinç, tercihen, 5%80'lik bir üfleme ilerleme hizinda oldugu gibi, 0.5 kPa ila 3.0 kPa araliginda kontrol edilir. Bununla birlikte alt üfleme tüyerlerinden yetersiz miktarda karistirma gazinin beslenmesine bagli olarak yeterli bir eriyik-metal karistirma etkisi elde edilemediginde, dinamik basinç 3.0 kPa'dan yüksek olabilir.

Burada kullanildigi gibi "üfleme ilerleme hizi“ terimi, üflemenin baslangicindan verilen bir zaman noktasina kadar beslenmis oksijen miktarinin, üfleme prosesi boyunca beslenecek toplam oksijen miktarina orani anlamina gelir. Oksijen miktari, gaz halindeki oksijen kaynagi içindeki ve ilave edilmis ise kati oksijen kaynagi içindeki gaz halindeki oksijen baglaminda oksijen miktari ile temsil edilir.

Sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç, asagidaki denklemler ( 1) ila (4) ile hesaplanabilir; 9.3.isiiw'hggxçvoxduaaimi * ~ «- im burada: P: sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç pg: gaz püskürme yogunlugu [kg/Nm3]; Uo: üst üfleme borusundan çikarilan gaz halindeki oksijenin püskürme akis hizi [ni/saniye]; de: üst üfleme borusunun nozül çikis çapi [mm]; Po: üst üfleme borusundan çikarilan gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan nozül giris basinci [kgf/cm2]; Lh: üst üileme borusu yüksekligi [m]; Fj: üst üfleme borusunun tek bir nozülünden çikarilan gaz halindeki oksijenin besleme hizi [Nm3/saat]; ve dt: üst üfleme borusunun nozül bogaz çapi [mm].

Toz halindeki ve/veya granüllü bir rafine edici ajana bir gaz püskürtmesinin eslik etmesi durumunda, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerindeki dinamik basinç su sekilde hesaplanir: Denklem (1)`de gaz püskürtme yogunlugu pg, rafine edici ajanin kinetik enerjisinin neden oldugu dinamik basinç artisini niceliksel olarak degerlendirmek amaciyla, asagidaki denklem ile hesaplanabilir: ya **w aj+VplîFîfßw 'H (4) burada: pj: üst üfleme borusundan çikarilan gaz halindeki oksijenin yogunlugu [kg/Nm3]; ve Vp: toz halindeki rafine edici aj anin besleme hizi [kg/dak].

Sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç, yukaridaki Denklemler (1) ila (4)'e göre uygun sekilde ayarlanabilir. Özellikle dinamik basinç, oksijen besleme hizinin, üst üfleme borusu yüksekliginin ve üst üfleme borusunun nozül çikis çapinin degistirilmesi suretiyle ayarlanabilir.

Muamele sonrasinda cürufun T. Fe konsantrasyonu kütle bazinda %10'un altinda oldugunda, cüruiîin oksijen potansiyeli düserek fosfor giderme verimliliginde azalmaya yol açar. Bu, ayrica, cürufun akiskanliginin azalmasina ve sicak metal ile cüruf arasindaki ayrilmanin kötülesmesine neden olarak, bu sekilde demir verimini azaltir. Buna göre T. Fe konsantrasyonu, kütle bazinda %10 veya daha fazla ve tercihen kütle bazinda %15 veya daha fazla olarak tanimlanir.

Diger yandan muamele sonrasinda cürufun T. Fe konsantrasyonu kütle bazinda %30'un üzerinde oldugunda, cürufun CaO konsantrasyonu düserek fosfor giderme verimliliginde azalmaya yol açar. Ek olarak cüruf ile birlikte daha fazla miktarda demir atilir, bu sekilde demir verimi azalir. Buna göre T. Fe konsantrasyonu, kütle bazinda %30 veya daha az ve tercihen kütle bazinda %25 veya daha az olarak tanimlanir.

T. Fe konsantrasyonu, oksijen besleme hizinin, üst üfleme borusu yüksekliginin, karistirma gazi besleme hizinin ve benzerinin degistirilmesi suretiyle ayarlanabilir.

Bu düzenekte, sicak metal, tercihen, asagidaki iliski karsilanirken 0.6 Nm3/dak/sicak metal [ton] ila 5.0 Nm3/dak/sicak metal [ton]'luk bir oksijen besleme hizinda fosfor giderme muamelesine tabi tutulur: 1.0 S muamele sonrasi [%CaO/%Si02]'de cüruf bazikligi < 2.5, burada cürufun SIOZ konsantrasyonunu temsil eder.

Bu sekilde oksijen besleme hizini nispeten yüksek tutarken, cüruf bazikliginin nispeten düsük tutulmasi, asagidaki islemleri ve (i) ve (ii) etkilerini saglayabilir, bunun sonucunda fosfor giderme muamelesi, demir verimini azaltmadan, yüksek fosfor giderme verimliligi ile gerçeklestirilebilir. (i) Tek basina sadece cüruf bazikliginin azaltilmasi, yetersiz bir fosfor giderme yeterliligi ile sonuçlanirken fosfor giderme yeterliligi, cürufun oksijen potansiyeli oksijen besleme hizinin arttirilmasi ile arttirilarak desteklenebilir. (ii) Oksijen beslemesindeki artisin daha fazla püskürmeye ve toza neden olmasi ve demir verimini bozmasi problemini ele almak için, bir örtü cürufu olarak güçlendirilmis fonksiyonellige sahip bir cürufun kolay olusturulmasina izin verecek sekilde cüruf bazikligi azaltilabilir, bu da püskürmeyi ve tozu önleyebilir.

Oksijen besleme hizi 0.6 Nm3/dak/sicak metal [ton]'dan düsük oldugunda, üfleme daha uzun sürer ve üretkenlik düsüktür. Diger yandan oksijen besleme hizi 5.0 NmS/dak/sicak metal [ton]'dan yüksek oldugunda, yüksek püskürmeye ve toz üretimine bagli olarak demir verimi azalir. Üretkenlik ve demir verimi açilarindan oksijen besleme hizi daha fazla tercihen 1.0 Nm3/dak/sicak metal [ton] ila 2.5 Cüruf bazikligi 1.0'dan düsük oldugunda, cürufun fosfor giderme yeterliligi yetersizdir, bu da fosfor giderme verimliliginin düsük olmasina yol açar. Diger yandan Cüruf bazikligi 2.5 veya daha fazla oldugunda serbest CaO konsantrasyonu arzu edilmeyen düzeyde yükselir. Bu açidan Cüruf bazikligi tercihen 2.5'ten az ve daha fazla tercihen 2.2 veya daha azdir.

Cüruf bazikligini ayarlama yöntemleri sunlari içerir: yüklenecek rafine edici ajan miktarinin ayarlanmasi; iyi bilinen yüklenecek SiOz kaynaklarinin, örnegin silika taslarinin ve tugla parçalarinin ayarlanmasi ve sicak metal içindeki Si konsantrasyonunun, ön silikon giderme muamelesi veya FeSi alasiminin yüklenmesi suretiyle ayarlanmasi.

Karistirma gazinin besleme hizi tercihen 0.05 Nm3/dak/sicak metal [ton] ila 0.30 Nm3/dak/sicak metal [ton]'dur. 0.05 Nm3/dak/sicak metal etkisi saglayabilir, bu sekilde muamele sonrasi bir Cüruf kompozisyonu içinde bulunan serbest CaO miktari yeterince düsük düzeyde tutulur. 0.30 Nm3/dak/sicak metal [ton]'a esit veya bundan düsük bir besleme hizi, ne Cüruf içindeki FeO'nun asiri azalmasina, ne de fosfor gidermenin bozulmasina neden olur.

Asil olarak bir CaO kaynagindan olusan rafine edici ajan, sicak metale herhangi bir yöntemle, örnegin üstten yükleme, sicak metale bir daldirma borusu ile enjekte etme ve üst üfleme borusundan sicak metal banyosunun bir yüzeyi üzerine üfleme yoluyla beslenebilir. Bu düzenekte, özellikle fosfor giderme verimliliginin gelistirilmesi ve cüruf olusumu tesvik edilerek bir örtü cürufu fonksiyonelliginin güçlendirilmesi açilarindan, rafine edici ajan, tercihen toz halinde ve/veya granüllü formda, üst üfleme borusundan sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenir.

Gaz halindeki oksijen, üst üfleme borusundan sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflendiginde, gaz halindeki oksijenin banyo yüzeyine etki eden yüksek miktarda F eO üretmesine neden olunur, bu da rafine edici ajanin cüruf olusumunu tesvik etmesi açisindan çok avantajli bir durumdur. Rafine edici ajanin cüruf olusumu, rafine edici ajanin üst üfleme borusu içinden yüksek miktarda FeO'nun üretildigi bölgeye direkt olarak beslenmesi suretiyle etkili sekilde tesvik edilebilir.

Ek olarak hem gaz halindeki oksijen hem de rafine edici ajan, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üst üfleme borusu içinden üflendiginde, gaz halindeki oksijen disinda bir tasiyici gaz (örnegin N2 ve Ar gibi bir eylemsiz gaz), rafine edici ajani sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üflemek için kullanilabilir. Yine rafine edici ajanin bir kismi veya tamami, tercihen, gaz halindeki oksijenin üflenmesi suretiyle, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerinde üretilen bir sicak nokta üzerine üflenir. Bunun nedeni, sicak noktanin, gaz halindeki oksijen beslenerek FeO”nun üretildigi asil yer olmasidir ve CaO'nun banyo yüzeyi üzerindeki bu yerlere dogrudan ilave edilmesi, CaO cüruf olusumunu etkili sekilde tesvik eder, böylelikle CaO,nun ve FeO'nun temas verimi arttirilir. Özellikle sicak nokta, sicak metal banyosu yüzeyi üzerinde, gaz halindeki oksijenin etkisine bagli olarak sicakligin en yüksek oldugu ve gaz halindeki oksijenin neden oldugu yogun oksidasyon reaksiyonlari içeren ve gaz halindeki oksijen gazi püskürmesi ile karistirma altinda tutulan bir bölgedir. Böylelikle bu bölge, CaO beslemesi ile elde edilecek etkinin en anlamli hale geldigi bir bölge olarak kabul edilebilir.

Buna göre gaz halindeki oksijen tercihen, rafine edici ajanin sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üflenmesine yönelik bir tasiyici gaz olarak kullanilir. Bu durumda gaz halindeki oksijen, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine rafine edici ajan ile birlikte üflenir ve böylelikle rafine edici ajan direkt olarak bir sicak noktaya beslenir.

Sonuç olarak sicak metal banyosu yüzeyi üzerinde CaO”nun ve FeO'nun temas verimi en yüksek hale gelir.

Gaz halindeki oksijenin ve rafine edici ajanin sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üst üfleme borusu kullanilarak üflenme tarzi ile ilgili bir kisitlama getirilmemistir. Örnegin sicak metal banyosunun yüzeyine sadece gaz halindeki oksijen, üst üfleme borusunun bazi nozüllerinden beslenebilir ve rafine edici ajan ise, digerlerinden beslenebilir. Rafine edici ajanin tasiyici gazi, gaz halindeki oksijen veya gaz halindeki oksijenden baska bir gaz (örnegin nitrojen ve Ar gibi eylemsiz bir gaz) olabilir. Bu durumda, borunun uzak ucunun ortasinda bir birincil boru deligine ve birincil boru deliginin çevresinde birçok ikincil boru deligine sahip bir üst üfleme borusunun kullanilmasi ve ikincil boru deliklerinin gaz halindeki oksijeni beslemek üzere ve ana boru deliginin, tasiyici gazi ve rafine edici ajani sicak metal banyosunun yüzeyine beslemek üzere konfigüre edilmesi özellikle tercih edilebilir. Ek olarak gaz halindeki oksijenin üflenmesi ve tasiyici gazin ve rafine edici ajanin üflenmesi, farkli üst üIleme borulari ile yapilabilir. Bununla birlikte her durumda gaz halindeki oksijen, yukarida bahsedildigi gibi, rafine edici ajanin en verimli cüruf olusumunu saglamak açisindan, rafine edici ajanin tasiyici gazi olarak en fazla arzu edilir.

Rafine edici ajan örnegin, üstten yükleme, banyo içine enjeksiyon ve benzeri kullanilarak, üst üfleme borusundan sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üflenme yerine, alternatif bir yöntemle kismen ilave edilebilir. Bu durumda, bu yöntemlerin her biri ile ilave edilecek rafine edici ajan miktarinin, toplam rafine edici ajan miktarina göre kütle bazinda %20 veya daha düsük olmasi hala arzu edilir. Rafine edici ajan, rafine edici ajani sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflemek için üst üfleme borusunun kullanilmasi disinda bir yöntem kullanilarak, toplam miktara göre kütle bazinda %20'nin üzerindeki bir oranda ilave edildiginde, rafine edici ajanin gaz halindeki oksijen ile birlikte sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üflenmesi ile elde edilen fosfor giderme reaksiyonunu tesvik etme etkisi daha az belirgin olma egilimi gösterir.

Bu düzenekte, bir titanyum oksid kaynaginin ve/veya bir A1203 kaynaginin, rafine edici ajanin bir parçasi olarak kullanilmasi, CaO bazli rafine edici ajanin cüruf olusumunu tesvik eder ve ayrica cürufun oksijen potansiyelini arttirarak, cürufun güçlendirilmis bir fosfor giderme yeterliligine yol açar. Bu, fosfor giderme reaksiyonunun daha da tesvik edilmesi ile sonuçlanarak, daha verimli sicak metal fosfor gidermeye izin verir. Yani titanyum oksid kaynagi ve/veya A1203 kaynagi, CaO bazli rafine edici ajanin cüruf olusumunun kolaylastirilmasi için bir promoter görevi gördügünden, titanyum oksid kaynaginin ve/veya A1203 kaynaginin kullanilmasi, bir florin (F) kaynagindan önemli ölçüde muaf veya ancak küçük bir miktar F kaynagi ihtiva eden bir rafine edici ajan kullanilirken özellikle etkilidir.

Titanyum oksidler, örnegin TiO, TiOz, Ti203 ve Ti305 dahil herhangi bir formda olabilir. Titanyum oksidler ihtiva eden ve titanyum oksid kaynaklari görevi gören maddeler arasinda örnegin demir kumu, ilmenit cevheri (titaniferöz demir cevheri), rutil cevheri ve titanyum-oksid ihtiva eden demir cevheri bulunur ve bunlarin biri veya daha fazlasi kullanilabilir. Bunlar arasinda demir kumu özellikle tercih edilir, çünkü her biri genellikle 1 mm veya daha küçük partikül ebadina sahip olup, bu nedenle bir reaksiyon kabi içinde hizla eriyen ince partiküllerden olusur. Ek olarak örnegin demir kumu, ilmenit cevheri ve titanyum-oksid ihtiva eden demir cevheri de, demir oksid kaynaklari olarak kullanilir ve bu nedenle bu bilesenlerden biri veya daha fazlasi (özellikle tercihen en azindan demir kumu), cüruf içindeki T. Fe konsantrasyonunu arttirmak amaciyla cürufa ilave edilebilir.

A1203 kaynagi örnekleri, ticari olarak temin edilebilen bir kalsiyum alüminat bazli solvent ortami ve alüminyum oksid ihtiva eden cevherler, örnegin alüminyum külü ve boksit olabilir. Ek olarak çelik üretiminin yan ürünleri, örnegin her biri yüksek konsantrasyonda alüminyum oksid ihtiva eden külçe döküm cüruflari, ikincil rafine cüruflari ve tugla parçalari da kullanilabilir. A1203 kaynagi olarak, A1203 açisindan kütle bazinda %20 veya daha fazla A1203 ihtiva edenler tercih edilir.

Ilave edilecek titanyum oksid kaynagi ve/veya A1203 kaynagi miktari, tercihen, TiOz ve A1203 açisindan muamele sonrasi cüruf içindeki toplam titanyum oksid içerigi kütle bazinda %4 ila kütle bazinda %15 olacak sekilde kontrol edilir. Kütle bazinda %15'i asan toplam içerik, fosfor giderme reaksiyonu için gerekli CaO'yu seyreltecek, bu sekilde fosfor giderme yeterliligini bozacaktir. Ek olarak normal fosfor giderme isleminde hem titanyum oksidler hem A1203, cüruf içinde toplamda yaklasik kütle bazinda %1.0 ila kütle bazinda %2.5 oraninda kaçinilmaz sekilde bulunur. Bununla birlikte titanyum oksidlerin ve A1203'ün toplam içerigi kütle bazinda %4'ten az oldugunda, CaO bazli rafine edici ajanin cüruf olusumunu tesvik etme etkisi yetersizdir.

Bu düzenekte, fosforu giderilmis sicak metalin karbonunu giderme amaçli bir karbon giderme firini içinde olusturulan dönüstürücü cürufu, CaO kaynaginin bir parçasi olarak dönüstürücü tipi kap içine oda sicakliginda veya yükseltilmis sicaklikta yüklenebilir. Oda sicakliginda yüklendiginde, bosaltilmis dönüstürücü cürufu bir kez sogutulabilir ve sonra yüklenmeden önce ezme gibi bir prosese tabi tutulabilir.

Alternatif olarak, yükseltilmis sicaklikta yüklendiginde, dönüstürücü cürufu bir kaba bosaltilabilir ve yaklasik 400°C veya daha yüksek bir yükseltilmis sicaklikta tutulurken, bir fosfor giderme firinina yüklenebilir.

Bu düzenege göre, sicak metalin fosforu, ham çelikte gerekli olana (çelik içindeki standart içerige) esit veya bundan düsük bir fosfor (P) içerigine kadar kolaylikla giderilebilir. Bu, takip eden karbon giderme adiminda önemli miktarda fosfor giderme yapilmasi ihtiyacini ortadan kaldirir ve böylelikle karbon giderme ve rafine etme islemlerinin çok az miktarlarda cüruf ile yapilmasina izin verir. Sonuç olarak, özellikle Mn cevheri ilave edilerek eriyik çelik içindeki Mn konsantrasyonunun arttirilmasi suretiyle yüksek bir Mn verimi elde edilmesi mümkündür.

Ayrica karbon giderme ve rafine islemlerini büyük ölçüde basitlestirmek ve rafine etme süresini kisaltmak ve böylelikle bütün çelik üretimi prosesinin verimini gelistirmek mümkündür. Ham çelik içinde gerekli olan P içerigi örnekleri arasinda kütle bazinda %0.03 veya daha düsük (genel çelik için) ve kütle bazinda %0.015 veya daha düsük (düsük fosforlu çelik için) bulunur.

Bu düzenekte, gaz halindeki oksijenin sicak metale beslenmesine ek olarak, bir kati oksijen kaynaginin buna ilave edilmesi de mümkündür.

Genel anlamda kati oksijen kaynagi olarak bir demir oksid kaynagi, örnegin demir cevheri, hadde tufali, demir kumu ve toplanmis toz (bir maden eritme ocaginda, bir dönüstürücüde, bir sinterleme prosesi sirasinda vb. egzost gazindan elde edilen, demir ihtiva eden toz) kullanilabilir.

Kati oksijen kaynaginin yüklenmesi, kati oksijen kaynaginin sicak metal banyosu yüzeyi üzerine konulmasini, üst üfleme borusundan sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üileme yapilmasini (blast yöntemi), bir daldirma borusundan sicak metal içine enjeksiyon yapilmasini (enjeksiyon yöntemi) ve benzerlerini içeren herhangi bir yöntemle yapilabilir. Bu düzenekte, bir kati oksijen kaynaginin toz halinde ve/veya granüllü formda üst üfleme borusundan sicak metal banyosu yüzeyi üzerine üflenmesi tercih edilir. Bunun nedeni, bir fosfor gidermeyi tesvik etme etkisinin, cürufun oksijen potansiyeli gelistirilerek ve sicak nokta sogutularak elde edilebilmesidir. Ek olarak bu proses yöntemleri arasinda toz halinde ve/veya granüllü formda kati oksijen kaynagi, tercihen, gaz halindeki oksijen için kullanilan besleme sisteminden farkli bir besleme sistemi üzerinden tasiyici gazin, banyo yüzeyi üzerinde, üzerine gaz halindeki oksijenin üilendigi bir pozisyonun yakinindaki bir pozisyona beslenmesi suretiyle üflenir.

Kati oksijen kaynaginin tasiyici gazi olarak örnegin hava, oksidize edici olmayan bir gaz, bir soy gaz, indirgeyici gaz ve karbon dioksit içerisinden biri veya daha fazlasi kullanilabilir. Burada kullanildigi gibi indirgeyici gaz, hidrokarbon bazli bir gaz örnegin propan gazi veya bir CO gazi içerir; oksidize edici olmayan gaz, nitrojen gazi gibi, oksidasyon kapasitesi olmayan bir gazi temsil eder ve nadir gaz, Ar gazi ve He gazi gibi eylemsiz bir gazi temsil eder. ÖRNEKLER Bir blast firinindan gelen sicak metal, bir blast firini döküm evinde silikon giderme muamelesine tabi tutuldu, bir transfer potasina alindi ve transfer potasi içinde silikon giderme islemi uygulandi. Cüruf sicak metalden çikarildiktan sonra sicak metal, 300 tonluk bir dönüstürücü içine fosfor giderme muamelesi için konuldu ve fosfor gidermeye tabi tutuldu. Bu fosfor giderme muamelesinde bir rafine edici ajan (kireç tozu) ve gaz halindeki oksijen, sicak metale üst ütleme borusundan beslendi. Sekil 1, rafine edici ajanin ve gaz halindeki oksijenin üst üIleme borusunun uzak ucunda bulunan boru deliklerinden nasil beslendigini gösterir. Bu sekilde gaz halindeki oksijen ve rafine edici ajan, borunun orta ekseni çevresinde sanal bir daire boyunca yerlestirilmis birçok boru deliginden beslendi. Boru deliklerinden enjekte edilen toz halinde ve/veya granüllü rafine edici ajanin büyük kismi, gaz halindeki oksijenin üIlenmesi suretiyle sicak metal banyosunun yüzeyi üzerinde üretilmis bir sicak nokta üzerine üflenmek üzere adapte edildi. Bir dönüstürücü cürufunun kullanildigi bir test örneginde dönüstürücü Cüruf, firina sicak metal yüklenmeden önce firin içine oda sicakliginda yüklendi. Yardimci materyal olarak bir titanyum oksid kaynagi (demir kumu) ve bir A1203 kaynagi (döküm cürufu) kullanilan bir test örneginde yardimci materyal, islemin basindan sonuna kadar firinin tepesinden sürekli sekilde yüklendi. Fosfor giderme muamelesi, florit gibi, florin ihtiva eden materyal ilave edilmeden yapildi.

Sicak metalin kompozisyonu ile ilgili olarak muamele edilmemis sicak metalin Si konsantrasyonu ve P konsantrasyonu ve ayrica muamele edilmis metal içindeki P konsantrasyonu, Tablo 1 ve 2'de gösterilir. Üfleme kosullari ile ilgili olarak gaz halindeki oksijenin besleme hizi, sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç ve karistirma gazinin besleme hizi, Tablo 1 ve 2'de gösterilir. Tablo 1 ve 2'de gösterilen, sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç degerleri, Tablo l'deki No. 6 ve No. 14 haricinde, üileme ilerleme hizinin %0 ila %100 oldugu durumda sabittir. Tablo 1'deki No. 6 ve No. 14 ile ilgili olarak sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç, 4.0 kPa olarak tanimlanir, burada üfleme ilerleme hizi %0 ila %3 O'un altidir, buna karsilik dinamik basinç, Tablo 1'de gösterilen degerler olarak tanimlanir, burada üfleme ilerleme hizi %30 ila %100'dür. Sicak metal banyosu yüzeyi üzerindeki dinamik basinç, gaz halindeki oksijenin besleme hizi, üst üIleme borusu yüksekligi ve üst üileme borusu nozül çikis çapi uygun sekilde düzenlenerek ayarlandi.

Yardimci metal ile ilgili olarak Tablo 1, CaO tüketimini gösterirken Tablo 2, CaO tüketimini, titanyum oksid kaynagi olarak demir kumu tüketimini, A1203 kaynagi olarak döküm cüruf tüketimini ve karbon giderme firinindan elde edilen dönüstürücü cüruf miktarini gösterir.

Tablo 1'in kosullarinda demir kumu, döküm cürufu ve dönüstürücü cürufu kullanilmadi.

Muamele sonrasi her cürufun kompozisyonu olarak Tablo 1, bazikligi ve T. Fe konsantrasyonunu gösterirken Tablo 2 ek olarak TlOg konsantrasyonunu, A1203 konsantrasyonunu ve serbest CaO konsantrasyonunu gösterir. Baziklik, yüklenecek rafine edici ajan miktarinin kontrol edilmesi suretiyle ayarlandi. Ek olarak T. Fe konsantrasyonu, gaz halindeki oksijenin besleme hizi, üst üfleme borusunun yüksekligi ve karistirma gazinin besleme hizi kontrol edilerek ayarlandi. Tablo 1 ve 2 ayrica her test örnegi için demir verimini ve egimlenme varligini veya yoklugunu gösterir.

Claims (9)

ISTEMLER

1. Sicak metalin fosforunun giderilmesine yönelik, sunlari içeren bir yöntem: asil olarak bir CaO kaynagindan olusan bir rafine edici ajanin, bir üst üfleme borusuna ve alt üfleme tüyerlerine sahip dönüstürücü tipi bir kap içindeki sicak metale ilave edilmesi; gaz halindeki oksijenin üst üfleme borusundan bir sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenmesi; ve karistirma gazinin, alt üfleme tüyerlerinden banyo içine üflenmesi, burada sicak metal, sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin %30 ila %80'1ik bir üfleme ilerleme hizinda 0.5 kPa ila 3.0 kPa olarak tanimlanacagi bir kosul altinda fosfor giderme muamelesine tabi tutulur ve muamele sonrasi cürufun T. Fe konsantrasyonu, kütle bazinda %10 ila kütle bazinda %30 olacak sekilde, sicak metalin fosforu giderilir.

2. Istem l'e göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada sicak metal, sicak metal banyosu yüzeyi üzerine gaz halindeki oksijen tarafindan uygulanan dinamik basincin %30 ila %80'lik bir üfleme ilerleme hizinda 0.5 kPa ila 1.5 kPa olarak tanimlanacagi bir kosul altinda fosfor giderme muamelesine tabi tutulur.

3. Istem 1,e veya 2'ye göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada, asagidaki iliski karsilanacak sekilde, sicak metalin fosforu giderilir: 1.0 S muamele sonrasi [%CaO/%Si02]'de cüruf bazikligi < 2.5.

4. Istem 1 ila 3'ten herhangi birine göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada gaz halindeki oksijen, üst üfleme borusundan 0.6 Nm3/dakika/sicak metal [ton] ila 5.0 Nm3/dak/sicak metal [ton]'1uk bir besleme hizinda beslenir.

5. Istem 1 ila 4'ten herhangi birine göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada karistirma gazi, alt üfleme tüyerlerinin her birinden 0.05 Nm3/dakika/sicak metal [ton] ila 0.30 Nm3/dak/sicak metal [ton]'1uk bir besleme hizinda beslenir.

6. Istem 1 ila 5'ten herhangi birine göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada rafine edici ajanin en azindan bir kismi, toz ve/Veya granül formunda, üst üfleme borusundan sicak metal banyosunun yüzeyi üzerine üflenir ve toz halinde ve/Veya granüllü rafine edici aj anin en azindan bir kismi, sicak metal banyosunun yüzeyi üzerinde, gaz halindeki oksijenin üflenmesi suretiyle üretilen bir sicak nokta üzerine üflenir.

7. Istem 1 ila 6'dan herhangi birine göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada fosforu giderilmis sicak metalin karbonunu gidermeye yönelik bir karbon giderme firininda olusturulmus bir dönüstürücü cürufu, CaO kaynaginin bir parçasi olarak dönüstürücü tipi kap içine oda sicakliginda veya yükseltilmis sicaklikta yüklenir.

8. Istem 1 ila 7'den herhangi birine göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada bir titanyum oksid kaynagi ve/Veya bir A1203 kaynagi, rafine edici ajanin bir parçasi olarak ilave edilir, böylelikle muamele sonrasinda cüruf içindeki t0plam titanyum oksid içerigi, TiOz ve A1203 baglaminda kütle bazinda %4 ila kütle bazinda %15 olur.

9. Istern 1 ila 8'den herhangi birine göre, sicak metalin fosforunu giderme yöntemi, burada sicak metalin fosforu, ham çelik içinde gerekli olana (çelik içindeki standardize edilmis içerik) esit veya bundan düsük bir P içerigine kadar giderilir.