DE3045242A1

DE3045242A1 - Plant for ladle metallurgy treatment - with several individual lances and porous bottom brick for ladle

Info

Publication number: DE3045242A1
Application number: DE19803045242
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1980-04-24
Filing date: 1980-12-01
Publication date: 1981-10-29
Also published as: AT363981B; ATA220780A

Abstract

A metallurgical treatment such as deoxidation, desulphurisation or alloying of molten steel directly in the ladle uses at least three lances which can be raised and lowered independent of each other on a lance carrier, and a chute for the admixture of alloying components. One lance has a head to measure the temperature and oxygen potential and for attachment of a sampler, the second introduces deoxidising agents (aluminium, calcium, silicon) through a steel tube with little burn-up loss, and the third is a refractory sheathed tube for the addition of desulphurising agent. A porous brick in the ladle bottom is used to introduce an inert purging gas. This is a simple method of achieving the final steel analysis in the ladle and to correct the oxygen and sulphur content of the melt, as well as its temp.

Description

Einrichtung zur Durchführung von pfannenmetallurgischenDevice for carrying out ladle metallurgy

Verfahren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung von pfannenmetallurgischen Verfahren, wie Desoxidieren, Entschwefeln und/oder Legieren von Stahl, mit einer Gießpfanne und Vorrichtungen zum Einbringen von Zuschlagstoffen und von Spülgas in das flüssige Metall. Method The invention relates to an implementation device ladle metallurgical processes such as deoxidizing, desulphurising and / or alloying of steel, with a ladle and devices for adding aggregates and purge gas into the liquid metal.

Obwohl die moderne Stahlmetallurgie, wie das LD-Verfahren und dessen verschiedene Modifikationen Edelstahl-Qualitäten erreichen lassen, werden in immer stärker werdendem Umfang erhöhte Anforderungen an die Reinheit der erzeugten Stähle bzw. an die Treffsicherheit der Endanalysen gestellt. Während die wesentlichen Frisch- bzw.Although modern steel metallurgy, like the LD process and its Various modifications can be made in stainless steel grades to an increasing extent, increased demands on the purity of the steels produced or placed on the accuracy of the final analyzes. While the essential fresh respectively.

Raffinationsvorgänge im Konverter vor sich gehen und man früher auch die Zugabe von Legierungskomponenten im Konverter vorgenommen hat, werden neuerdings zum treffsicheren Erzielen der Endanalyse, d.h. der Gehalte an den Eisenbegleitern und an den gewünschten Legierungskomponenten, metallurgische Behandlungen in der Gießpfanne selbst durchgeführt, so das Desoxidieren, Entschwefeln und das Legieren mit Metallträgern. Weiters ist es auch bekannt, die in eine Pfanne abgegossene Schmelze von unten her mit inertem Gas, wie Argon oder Stickstoff, zu spülen, hauptsächlich um feste Desoxidationsprodukte, wie Aluminiumoxid-, Kalziumoxid- und Siliziumoxidteilchen, an die Oberfläche zu bringen, wo sie von einer oberflächigen Schlackenschicht aufgenommen werden.Refining processes are going on in the converter and so was one before the addition of alloy components in the converter has been made recently for the accurate achievement of the final analysis, i.e. the contents of the iron companions and on the desired alloy components, metallurgical treatments in the The ladle itself is carried out, including deoxidizing, desulphurising and alloying with metal supports. It is also known to use the melt poured into a ladle flushing from below with inert gas such as argon or nitrogen, mainly solid deoxidation products, such as aluminum oxide, calcium oxide and silica particles, to bring them to the surface where they are superficial Slag layer are added.

Bekannte Einrichtungen zur Durchführung von pfannenmetallurgischen Verfahren umfassen rohr- und rutschenförmige Vorrichtungen, mit denen die Desoxidationsmittel, Entschwefelungsmittel oder Legierungskomponenten in den in die Pfanne einfließenden Strahl geleitet werden, wobei der Strahl diese Zuschlagstoffe innerhalb der Schmelze in der Pfanne verteilt. Mit diesen Einrichtungen war es nicht oder nur mit Schwierigkeiten möglich, Korrekturbehandlungen, z.B. eine Desoxidationskorrektur oder eine Entschwefelungskorrektur, vorzunehmen. Auch war die Verteilung der Zuschlagstoffe nicht immer optimal.Known facilities for carrying out ladle metallurgy Processes include tubular and chute-shaped devices with which the deoxidizers, Desulfurizing agents or alloy components in those flowing into the ladle Beam are directed, whereby the beam these aggregates within the melt spread in the pan. These institutions did not work, or only with difficulty possible, corrective treatments, e.g. a deoxidation correction or a desulfurization correction, to undertake. The distribution of the aggregates was also not always optimal.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine einfach zu betätigende Einrichtung zur Durchführung von pfannenmetallurgischen Verfahren zu schaffen, mit der die Einstellung der Endanalyse des Stahls in der Pfanne sichergestellt wird und eine genaue Kontrolle bzw.The invention aims to avoid the disadvantages outlined and difficulties and the task is an easy-to-use device to carry out ladle metallurgical processes with which the setting The final analysis of the steel in the ladle is ensured and a precise control respectively.

Korrektur des Sauerstoffgehaltes, des Schwefelgehaltes und auch der Temperatur der Schmelze ermöglicht wird.Correction of the oxygen content, the sulfur content and also the Temperature of the melt is made possible.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß oberhalb der Pfanne ein Lanzenträger mit mindestens drei unabhängig voneinander heb- und senkbaren Lanzen sowie eine Rutsche zum Einbringen von Legierungskomponenten angeordnet sind, wobei an eine Lanze Meßköpfe für die Temperaturmessung und Sauerstoffpotentialmessung sowie gegebenenfalls ein Probeentnahmekopf anschließbar sind, die zweite Lanze eine Tauchlanze aus einem Stahlrohr mit geringem Abbrandverhalten ist, und die dritte Lanze als hohles feuerfest ummanteltes Rohr zum Einbringen von Entschwefelungsmitteln ausgebildet ist, dessen Mündung knapp oberhalb des Pfannenbodens endigt, und daß im Boden der Pfanne in deren peripheren Randbereich ein poröser Bodenstein zum Einbringen von Spülgas vorgesehen ist.In the case of a facility, this task is described at the outset Art solved in that a lance carrier with at least three above the pan Lances that can be raised and lowered independently of each other, as well as a slide for insertion of alloy components are arranged, with a lance measuring heads for the Temperature measurement and oxygen potential measurement and, if necessary, a sampling head can be connected, the second lance a diving lance made of a steel tube with a low Burning behavior is, and the third lance as a hollow refractory coated tube for introducing desulfurizing agents is formed, whose The mouth ends just above the bottom of the pan, and that in the bottom of the pan the peripheral edge area of which is provided with a porous floor stone for introducing flushing gas is.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Mündungsbereich der Rutsche zum Einbringen von Legierungskomponenten eine Vibrationsrinne für Kühlschrott oder weitere Zuschlagstoffe vorgesehen.According to a preferred embodiment of the invention is in the mouth area the chute for introducing alloy components, a vibrating chute for cooling scrap or other additives are provided.

Die Ausbildung des Lanzenträgers mit drei voneinander unabhängigen heb- und senkbaren Lanzen ermöglicht eine sichere Beherrschung und Kontrolle der in der Pfanne ablaufenden Vorgänge. Eine erste Fällungsdesoxidation wird während des Abstechens der Schmelze in der Pfanne mit Desoxidationsmitteln, wie Aluminium, Kalzium, Silizium oder Manganlegierungen vorgenommen, deren Menge aufgrund einer Analyse vor dem Schmelzenabstich aus dem Konverter errechnet wurde. Dieser Hauptteil der Desoxidationsmittel wird, wie üblich, in den Abstichstrahl geleitet, wobei es vorteilhaft ist, durch den porösen Stein im Pfannenboden Argon oder Stickstoff einzuleiten. Wie sich gezeigt hat, hat die Einleitung des Spülgases in den erfindungsgem5ß außermittig im Randbereich der Pfanne eingesetzten Bodenstein eine verbesserte Verteilung der Desoxidationsmittel zur Folge. Nach Einbringen des Hauptteils der Desoxidationsmittel - wie beschrieben -in den Abstichstrahl wird die Pfanne aus der Abstichstellung unter den Lanzenträger verfahren,mittels welchem die Meßlanze in die Schmelze eingetaucht wird. Der Zustand der Schmelze wird mit der Meßlanzer die einen Meßkopf zur Messung der Temperatur und des Sauerstoffpotentials besitzt, ermittelt.The training of the lance bearer with three independent raisable and lowerable lances enable safe mastering and control of the Processes taking place in the pan. A first precipitation deoxidation occurs during tapping the melt in the ladle with deoxidizers such as aluminum, Calcium, silicon or manganese alloys are made, the amount of which is due to a Analysis before the melt tapping was calculated from the converter. This main part the deoxidizer is, as usual, passed into the tapping jet, whereby it it is advantageous to introduce argon or nitrogen through the porous stone in the bottom of the pan. It has been found that the introduction of the purge gas into the device according to the invention is off-center Bodenstein used in the edge area of the pan improves the distribution of the Deoxidizer result. After the main part of the deoxidizing agent has been introduced - as described - in the tapping jet, the pan is out of the tapping position move under the lance carrier, by means of which the measuring lance is immersed in the melt will. The state of the melt is measured with the measuring probe temperature and oxygen potential.

Meßköpfe dieser Art, die für Kurzzeitmessungen (one-wayprobe) verwendet werden, sind bekannt und beispielsweise in "Stahl und Eisen 99" (1979), Seite 398-401, beschrieben. Ein solcher Meßkopf besteht aus Kontaktschaft, Keramiksockel und Schlackenabweiser. In den Keramiksockel sind ein Thermoelementrohr, ein Sauerstoffmeßfühler und die Ableitelektrode eingelassen. Der Meßfühler kann aus einem Elektrolytrohr gebildet sein, in dessen Innerem, in einem Zelenraum, sich ein Metall/Metalloxid-Bezugsgemisch mit der Bezugselektrode befindet. In einen anderen Zellenraum dringt die zu messende sauerstoffhältige Metallschmelze ein, nachdem eine abschmelzbare Kappe an der Spitze des Meßkopfes abgeschmolzen ist. Zwischen Bezugs-und Ableitelektrode wird die EMK der Kette gemessen.Measuring heads of this type, which are used for short-term measurements (one-way probing) are known and for example in "Steel and Iron 99" (1979), pp. 398-401. Such a measuring head consists of a contact shaft, Ceramic base and slag deflector. In the ceramic base are a thermocouple tube, an oxygen sensor and the lead-in electrode are embedded. The probe can be formed from an electrolyte tube, inside it, in a cell room, itself a metal / metal oxide reference mixture is located with the reference electrode. In another The oxygen-containing molten metal to be measured penetrates the cell space after a fusible cap is fused off at the tip of the measuring head. Between The emf of the chain is measured for reference and lead electrodes.

Statt eines solchen kombinierten Temperaturmeß-Sauerstoffpotentialmeß-Kopfes können auch Meßköpfe ausschließlich für die Temperaturmessung verwendet werden. Solche sind ebenfalls bekannt.Instead of such a combined temperature measurement / oxygen potential measurement head measuring heads can also be used exclusively for temperature measurement. Such are also known.

An die Meßlanze kann gegebenenfalls auch ein sogenannter Sampler zur Entnahme einer Schmelzenprobe anschließbar sein. So.lche Sampler sind ebenfalls bekannt. Sie bestehen aus, von einer Papphülle umgebenen Gießformen aus Stahlblech zum Aufnehmen der Probe.If necessary, a so-called sampler can also be attached to the measuring lance A melt sample can be taken. Such samplers are also known. They consist of casting molds made of sheet steel, surrounded by a cardboard cover to pick up the sample.

Nachdem die Schmelztemperatur und das Sauerstoffpotential in der beschriebenen Weise gemessen wurden, wird die Desoxidationskorrektur mit der aus einem alitierten Stahlrohr bestehenden Lanze, durchgeführt, indem diese Lanze unter die Oberfläche der Schmelze getaucht bzw. in Stellung gebracht wird. Während der Desoxidationskorrektur wird weiterhin das inerte Gas durch den Bodenstein in die Schmelze geleitet, um die Desoxidationsprodukte aufzuschwemmen. Die Mündung der Desoxidationslanze soll etwa 50 bis 100 cm unter der Badoberfläche im Bereich des absteigenden Stromes der durch die Spülung durch den Bodenstein bewirkten Badumlaufbewegung stehen.After the melting temperature and the oxygen potential in the described Way measured, the deoxidation correction is with that of an alitated Steel pipe existing lance, carried by this lance under the surface the melt is immersed or brought into position. During the deoxidation correction the inert gas continues to be passed through the bottom brick into the melt to suspend the deoxidation products. The mouth of the deoxidation lance should about 50 to 100 cm below the bath surface in the area of the descending stream of the The circulating bath movement caused by the flushing through the floor stone.

Nach durchgeführter Desoxidationskorrektur erfolgt die Entschwefelung der Schmelze durch Einbringen von Entschwefelungsmitteln in die als hohles Rohr ausgebildete Entschwefelungstauchlanze, deren Mündung, wie erwähnt, knapp über dem Pfannenboden - etwa 20 cm darüber - in Stellung gebracht ist. Die Menge der Entschwefelungsmittel wurde ebenfalls vor dem Pfannenabstich aufgrund der.After the deoxidation correction has been carried out, the desulphurisation takes place the melt by introducing desulphurising agents into the hollow tube trained desulfurization immersion lance, the mouth of which, as mentioned, just above the The bottom of the pan - about 20 cm above it - is in position. The amount of desulfurizing agent was also before the cup tapping due to the.

gefundenen Endanalyse im Konverter berechnet. Nach Zugabe dieser errechneten Menge an Entschwefelungsmitteln wird wieder der Zustand der Schmelze mit einer Kurz zeitmeßlanze ermittelt, indem die Messung des Sauerstoffpotentials und die Temperaturmessung in der schon vorbeschriebenen Weise vorgenommen werden. Während der Entschwefelung und nachträglichen Messung ist die Zuführung von Spülgas nicht erforderlich.final analysis found in the converter. After adding this calculated Amount of desulfurizing agents will return the state of the melt with a short Zeitmeßlanze determined by measuring the oxygen potential and the temperature measurement be carried out in the manner already described. During the desulfurization and subsequent measurement, the supply of purging gas is not necessary.

Schließlich wird die Analyse der Legierungsbestandteile an eine durch den Sampler gezogenen Probe ermittelt und, wenn notwendig, zusätzliche Legierungskomponenten durch die Legierungsrutsche zugeführt. Schließlich kann abschließend eine Sauerstoffpotential- und Temperaturmessung vorgenommen werden. Wird eine zu hohe Temperatur als die gewünschte gemessen, so kann Kühlschrott in kleinstückiger Form durch die Vibrationsrinne zugeführt werden.Finally, the analysis of the alloy components is carried out on a The sample taken by the sampler is determined and, if necessary, additional alloy components fed through the alloy chute. Finally, an oxygen potential and temperature measurement can be made. Will be too high a temperature than the one you want measured, cooling scrap can be fed in in small pieces through the vibrating chute will.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch erläutert. Fig. 1 stellt einen Vertikalschnitt dar, Fig. 2 eine Draufsicht.The device according to the invention is shown schematically in the drawing explained. Fig. 1 is a vertical section, Fig. 2 is a plan view.

Auf dem Hüttenflur 1 ist ein Pfannenstand 2 angeordnet, in den die Gießpfanne 3, die eine feuerfeste Auskleidung besitzt, eingesetzt ist. Im Boden 4 der Gießpfanne ist ein poröser Bodenstein 5 eingesetzt, und zwar im peripheren Randbereich der Pfanne. Durch diesen Bodenstein kann inertes Gas von unten durchgeleitet werden. Oberhalb der Pfanne 3 ist ein Lanzenträger 6 an der Hallenkonstruktion 7 angeordnet. Dieser Lanzenträger trägt drei heb- und senkbare Lanzen, und zwar eine Meßlanze 8 mit auswechselbaren Kurzzeitmeßköpfen zur Messung der Temperatur und des Sauerstoffpotentials und einem Sampler, eine Tauchlanze 9 aus alitiertem Stahlrohr mit geringem Abbrandverhalten zum Einbringen von Desoxidationsmitteln zur Desoxidationskorrektur, sowie eine als Rohr ausgebildete, feuerfest ummantelte Tauchlanze 10 zum Einbringen von Entschwefelungsmitteln.On the hut floor 1 a pan stand 2 is arranged in which the Ladle 3, which has a refractory lining, is used. In the ground 4 of the ladle, a porous floor stone 5 is inserted, specifically in the peripheral Edge area of the pan. Inert gas can be passed through this floor stone from below will. Above the pan 3 is a lance carrier 6 on the hall structure 7 arranged. This lance bearer carries three lances that can be raised and lowered, namely a measuring lance 8 with exchangeable short-term measuring heads for measuring the temperature and the oxygen potential and a sampler, a diving lance 9 made of alloyed Steel tube with low burning behavior for the introduction of deoxidizing agents for deoxidation correction, as well as a refractory sheathed tube designed as a tube Immersion lance 10 for introducing desulfurizing agents.

Die Mündungen der Lanzen sind auf verschiedene Höheniiiveaus einstellbar. Die Lanze 10 endigt knapp oberhalb des Bodens der Pfanne in einem Abstand von etwa 20 cm.The mouths of the lances can be adjusted to different height levels. The lance 10 ends just above the bottom of the pan at a distance of approximately 20 cm.

Die Lanze 9 endigt im dargestellten Beispiel in einem Abstand von 50 bis 1-00 cm unterhalb der Schmelzenoberfläche. Die Lanze 8 endigt auf etwa gleichem Niveau wie die Lanze 9. Die Achsen der Lanze 9 und des Bodensteines 5 sind an gegenüberliegenden Stellen der Pfannenachse 11 angeordnet. Auch die Lanze 10 liegt, gesehen zur Pfannenachse 11, der Lanze 9 gegenüber und zwar in einer durch die Achse des Bodensteines 5, der Pfannenachse 11 und der Achse deri;"'ze9 verlaufenden Ebene. Diese außermittige Anordnung des Bodensteins 5 und der Lanze 9 hat den Zweck, daß die eingebrachten Korrektur-Desoxidationsmittel in den abfallenden Ast der durch die Gasspülung entstehenden Schmelzenströmung gelangen, somit eine sehr gute Verteilung gewährleistet ist. Auch die Anordnung der Mündung der Tauchlanze 10 knapp über dem Boden der Pfanne verfolgt diesen Zweck.The lance 9 ends in the example shown at a distance of 50 to 1-00 cm below the melt surface. The lance 8 ends at about the same Level like the lance 9. The axes of the lance 9 and the floor stone 5 are on opposite sides Place the socket axis 11 arranged. The lance 10 is also located, viewed to the pan axis 11, the lance 9 opposite, namely in a through the axis of the floor stone 5, of the socket axis 11 and the axis of the plane running through the plane. This eccentric Arrangement of the floor stone 5 and the lance 9 has the purpose that the introduced Correction deoxidizer in the sloping branch of the gas purging Get melt flow, thus a very good distribution is guaranteed. Even traced the arrangement of the mouth of the immersion lance 10 just above the bottom of the pan this purpose.

Die Pfanne ist mit einem Deckel 12 versehen, der vertikal im Abstand über dem porösen Bodenstein eine Öffnung 13 besitzt. Oberhalb dieser Öffnung ist eine Schrägrinne bzw. -schurre 14 zum Einbringen von Legierungskomponenten, wie Ferrolegierungen, in Stellung gebracht. Weiters befindet sich im Bereich oberhalb der Öffnung 13 eine Vibrationsrinne 15 zum Einbringen von Schrott.The pan is provided with a lid 12 which is vertically spaced Has an opening 13 above the porous floor stone. Above this opening is an inclined channel or chute 14 for introducing alloy components, such as Ferro-alloys, placed in position. Furthermore is located themselves in the area above the opening 13 a vibrating chute 15 for introducing scrap.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht der -erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt aus der die Anordnung der Lanzen an dem Lanzenträger veranschaulicht ist.In Fig. 2 is a plan view of the device according to the invention is shown from which the arrangement of the lances on the lance carrier is illustrated.

Claims

Claims: 1. Device for carrying out ladle metallurgy Processes such as deoxidizing, desulfurizing and / or alloying steel with a Ladle and devices for introducing aggregates and flushing gas, characterized in that a lance carrier (6) with at least three independently raised and lowered lances (8, 9, 10) and a slide (14) are arranged for introducing alloy components, with a lance (8) Measuring heads for temperature measurement and oxygen potential measurement as well as, if necessary a sampling head can be connected, and the second lance (9) is an immersion lance a steel pipe with low burning behavior for the introduction of deoxidizing agents like aluminum, calcium and silicon, and the third lance (10) as a hollow refractory jacketed pipe is designed for introducing desulfurizing agents, the The mouth ends just above the bottom of the pan, and that in the bottom of the pan the peripheral edge area of which is a porous floor stone (5) for introducing flushing gas is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the mouth area the chute (14) for introducing alloy components a vibrating chute (15) for refrigerated scrap or other aggregates.

\. » 3. Device according to claim 1, characterized in that the Axis of the deoxidation lance (9) and the axis of the porous floor stone (5) on opposite sides Sides of the socket axis (11), preferably in one running through these axes Lie level.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the mouths of the vibrating chute (15) and the chute (14) for introducing alloy components are arranged vertically above the porous floor stone (5).

5. Device according to claim 1, characterized in that the measuring lance (8) is provided with exchangeable measuring heads or samplers.