[go: up one dir, main page]

DE3750398T2 - Verfahren zur Stahlherstellung durch Schmelzreduktion. - Google Patents

Verfahren zur Stahlherstellung durch Schmelzreduktion.

Info

Publication number
DE3750398T2
DE3750398T2 DE3750398T DE3750398T DE3750398T2 DE 3750398 T2 DE3750398 T2 DE 3750398T2 DE 3750398 T DE3750398 T DE 3750398T DE 3750398 T DE3750398 T DE 3750398T DE 3750398 T2 DE3750398 T2 DE 3750398T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
melt
molten metal
molten
iron ore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3750398T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3750398D1 (de
Inventor
Katsuhiro Patent Licen Iwasaki
Akichika Patent Licence Ozeki
Kenzo Patent Licence An Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE3750398D1 publication Critical patent/DE3750398D1/de
Publication of DE3750398T2 publication Critical patent/DE3750398T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahl durch Schmelzreduktion und insbesondere ein Verfahren, bei dem Eisenerz und Kohle in geschmolzenes Metall gegeben werden und Sauerstoffgas eingeblasen wird.
  • In letzter Zeit wurden Stahlherstellungsverfahren unter Schmelzen und direktem Reduzieren von Eisenerz ohne Verwendung eines Hochofens anstelle einer herkömmlichen Eisen-und-Stahl-Herstellung, bei der ein Hochofen und ein Konverter verwendet werden, vorgeschlagen und entwickelt.
  • Beispielsweise beschreibt die JP-A-16611/81 (Midrex Corporation, V.St.A.) ein Verfahren, bei dem
  • (a) Eisenoxid in Pulverform durch Kontakt mit einem erhitzten reduzierenden Gas zu Eisenmetall in Form fester Teilchen reduziert wird;
  • (b) fossiler Brennstoff und Sauerstoffgas in eine Kammer, in der sich bereits ein Bad aus geschmolzenem Eisen befindet, injiziert werden, wodurch das geschmolzene Eisen verhüttet und der fossile Brennstoff vergast wird, wobei bei der Vergasung aus dem fossilen Brennstoff in der Kammer erhitztes Abgas entsteht; und
  • (c) das erhitzte Abgas nach Abkühlen und Anfeuchten in das erhitzte reduzierende Gas zurückgeführt wird. Diese Methode umfaßt jedoch einen Verfahrensschritt zur Herstellung von reduziertem Eisen. Dadurch steigen die Investitionskosten der Anlage so stark, daß dieses Verfahren derzeit nur schwer wirtschaftlich durchführbar ist. Ferner wurde ein anderes Verfahren vorgeschlagen, bei dem
  • (a) geschmolzenes Eisen ohne Verwendung eines Vorreduktionsofens erzeugt wird; und
  • (b) Eisenerz auf das geschmolzene Eisenbad gegeben wird und das geschmolzene Eisen zu geschmolzenem Stahl reduziert wird.
  • Bei diesem Verfahren weist das geschmolzene Eisenbad ein geringes Reduktionspotential auf, da der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Eisenbad 1% oder weniger beträgt. Demgemäß läßt sich Eisenerz, das auf das geschmolzene Eisenbad gegeben wird, kaum glatt reduzieren, obgleich das Eisenerz verhüttet wird. Somit ist dieses Verfahren nicht nur insofern nachteilhaft, als die Ofenproduktivität gering ist, sondern auch weil die feuerfesten Materialien der Innenwände nachhaltig erodiert werden, was unwirtschaftlich ist.
  • EP-A-0079182 ist auf ein Verfahren zur direkten Herstellung von Stahl aus Eisenerz abgestellt. Das Verfahren umfaßt die Bereitstellung einer eisenhaltigen Schmelze in einem Behälter, in den Eisenerz und ein kohlenstoffhaltiges Material eingeführt werden. Ein oxidierendes Gas, wie Sauerstoff, wird auf die Oberfläche der Schmelze mit einer Hängelanze geblasen, und gleichzeitig wird ein Rührgas direkt in die Schmelze unterhalb ihrer Oberfläche injiziert.
  • Bei dem Behälter, in dem die Umsetzung durchgeführt wird, kann es sich um einen Behälter vom Stahlkonvertertyp handeln. Das Herstellungsverfahren kann kontinuierlich durchgeführt werden, wobei für das kontinuierliche oder periodische Abstechen des Gefäßes ein Auslaß vorgesehen ist. Das Rührgas, bei dem es sich um Argon handeln kann, wird durch eine Winddüse im Boden des Konverters eingeführt.
  • DE-A-2 723 857 beschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen Stahlherstellung. Eine Kombination aus einem festen kohlenstoffhaltigen Material und einem Trägergas wird in eine Schmelze eines in einem metallurgischen Gefäß befindlichen eisenhaltigen Metalls injiziert. Gleichzeitig wird ein oxidierendes Gas auf die Oberfläche der Schmelze geblasen, um eine Umsetzung mit dem kohlenstoffhaltigen Material herbeizuführen und dabei Wärme freizusetzen, wodurch der Energiegehalt der Schmelze ansteigt.
  • Beim festen kohlenstoffhaltigen Material kann es sich um Kohle handeln. Das Eisen enthaltende Material kann der Schmelze in einer beliebigen zweckmäßigen Form, z. B. als Eisenerz, zugesetzt werden. Dieses Material kann der Schmelze kontinuierlich zugeführt werden, und gereinigter, geschmolzener Stahl kann unterhalb des Schlackenniveaus kontinuierlich entnommen werden. Das feste kohlenstoffhaltige Material kann dem Reaktionsgefäß über eine Düse, die in Form eines doppelten konzentrischen Rohrs vorliegt, zugeführt werden. Diese Anordnung ermöglicht eine ringförmige Ummantelung mit Fluid, das gleichzeitig injiziert werden soll und dabei das kohlenstoffhaltige Material während dessen Injektion umgibt. Dieses Ummantelungsfluid wird herangezogen, um den Abrieb am feuerfesten Material und an der Düse möglichst gering zu halten und um ein Blockieren der Düse zu verhindern.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Stahl bereitzustellen, das die direkte Herstellung von Stahl aus Eisenerz durch Reduktion des Eisenerzes mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Stahl durch Verhütten und Reduzieren von Eisenerz bereitgestellt, das folgende Stufen umfaßt:
  • (i) Bereitstellen einer Schmelze aus geschmolzenem Metall
  • (2) in einem Reaktionsgefäß (1) vom Konvertertyp;
  • (ii) kontinuierliches Zuführen von Eisenerz und Kohle in die Schmelze zur Reduktion des Eisenerzes, wobei ein Rührgas in die Schmelze eingeblasen wird und Sauerstoffgas in Kontakt mit der Schmelze gebracht wird, und kontinuierliches und periodisches Entnehmen von Schlacke und geschmolzenem Stahl aus dem Reaktionsgefäß; und
  • (iii) Steuern des Nachverbrennungsverhältnisses der aus dem Reaktionsgefäß abgegebenen Gasbestandteile, wobei das Nachverbrennungsverhältnis wiedergegeben wird durch
  • (CO&sub2; + H&sub2;O) / (CO + Co&sub2; + H&sub2; + H&sub2;O)
  • wobei die Schmelze Kohlenstoff in einer Menge von 0,05-1% enthält; der entnommene geschmolzene Stahl 1% oder weniger Kohlenstoff enthält; und das Rührgas in die Schmelze mit einer Rate von 0,05-1,0 Nm³/min/T, wobei T 1 Tonne des geschmolzenen Metalls bedeutet, eingeblasen wird;
  • dadurch gekennzeichnet, daß das Nachverbrennungsverhältnis auf mindestens 0,3 eingestellt wird; das Eisenerz und die Kohle in einer jeweils auf 1 Tonne geschmolzenen Stahl bezogenen Menge von 1400-1500 kg bzw. 500-800 kg eingeführt werden; und das Sauerstoffgas auf die Schmelze mit einer Rate von 450-500 Nm³/min/T an geschmolzenem Stahl eingeblasen wird.
  • Fakultative Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachgeordneten Ansprüchen.
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
  • Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Darstellung einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Vorrichtung.
  • Fig. 2 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Eisen und dem Kohleverbrauch.
  • Fig. 3 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Eisen und dem Nachverbrennungsverhältnis.
  • Fig. 4 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen der Menge des am Boden eingeblasenen Gases und dem Kohleverbrauch.
  • Fig. 5 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen der Menge des am Boden eingeblasenen Gases und dem Nachverbrennungsverhältnis.
  • Fig. 6 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Ergebnisse der erfindungsgemäßen Betriebsweise.
  • Nachstehend wird näher auf die Zeichnung Bezug genommen. Fig. 1 erläutert in schematischer Weise eine Vorrichtung, die für das erfindungsgemäße Stahlherstellungsverfahren verwendet wird. Nachstehend werden die Bezugszeichen von Fig. 1 näher erläutert: Reaktionsgefäß 1 vom Konvertertyp mit einer oben und unten vorgesehenen Einblaseinrichtung; geschmolzenes Metall 2 im Reaktionsgefäß 1; auf dem geschmolzenen Metall 2 schwimmende Schlacke 3; Lanze 4 zum Einblasen von Sauerstoffgas unter hohem Druck auf das geschmolzene Metall 2 im Reaktionsgefäß 1; Boden-Winddüse 5 zum Einblasen von Rührgas in das geschmolzene Metall 2; und Abstechöffnung 6 zur Entnahme von geschmolzenem Stahl.
  • Zunächst wird geschmolzener Stahl aus einem Hochofen in das Reaktionsgefäß 1 eingeführt. Aus dem geschmolzenen Stahl wird durch Einblasen von Sauerstoffgas durch die Lanze 4 Kohlenstoff entzogen, wodurch man geschmolzenes Metall 2 mit einem Kohlenstoffgehalt von I % oder weniger erhält, während das als Ausgangsschmelze zugeführte geschmolzene Eisen einen hohen Kohlenstoffgehalt von etwa 4% aufweist. Anschließend wird Sauerstoffgas durch die Lanze 4 auf das geschmolzene Metall geblasen. Gleichzeitig mit dem Einblasen von Sauerstoff wird Eisenerz kontinuierlich zusammen mit Kohle in einer Menge, die zum Verhütten und Reduzieren des Eisenerzes erforderlich ist, und mit Zuschlag zur Steuerung der Schlackenbasizität zugeführt. Ferner wird gleichzeitig mit dieser Zufuhr Rührgas in das geschmolzene Metall durch die am Boden angeordnete Winddüse 5 eingeblasen und Sauerstoffgas durch die Lanze 4 auf das geschmolzene Metall geblasen. Geschmolzener Stahl und Schlacke, die beide durch das Einblasen von Sauerstoffgas gebildet werden, werden kontinuierlich durch die Abstechöffnung 6 entnommen.
  • Bei dieser Ausführungsform wird als geschmolzenes Ausgangsmetall geschmolzenes Eisen verwendet. Wenn der Kohlenstoffgehalt des geschmolzenen Ausgangsmetalls 1% oder weniger beträgt, so besteht keine Notwendigkeit zur Entziehung von Kohlenstoff aus der Ausgangsmetallschmelze. In diesem Fall werden Eisenerz und Zuschlag zum geschmolzenen Metall gegeben sowie Sauerstoffgas und Rührgas in das geschmolzene Metall eingeblasen.
  • Als Eisen enthaltendes Metall werden Eisenerz, reduziertes Eisen und Schrott verwendet. Als Zuschlagstoffe stehen Kalkstein und Dolomit zur Verfügung. Als Rührgas können Argon, Stickstoff, Sauerstoff und im Reaktionsgefäß 1 erzeugtes Prozeßgas verwendet werden.
  • Vorzugsweise wird die Entnahme von geschmolzenem Metall und Schlacke kontinuierlich oder periodisch durchgeführt, um einen gewissen Abstand zwischen dem Ende der Lanze 4 und dem Oberflächenspiegel des geschmolzenen Metalls aufrechtzuerhalten. Ansonsten würde sich der Zustand des durch die Lanze 4 eingeblasenen Sauerstoffgases in nichtbevorzugter Weise aufgrund eines Anstiegs des Oberflächenspiegels des geschmolzenen Materials aufgrund der Schmelzreduktion des kontinuierlich in das Reaktionsgefäß 1 zugeführten Eisenerzes verändern.
  • Der Grund dafür, daß der Kohlenstoffgehalt des geschmolzenen Metalls 2 zur Einführung von Eisenerz und Kohle 1% oder weniger betragen muß, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
  • In Fig. 2 ist das Testergebnis eines erfindungsgemäßen Betriebs dargestellt. Es werden die Veränderungen des Kohleverbrauchs in Relation zum Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall gezeigt. Der Kohleverbrauch verringert sich, wenn der Kohlenstoffgehalt 1% oder weniger beträgt. Erreicht der Kohlenstoffgehalt den Wert 0,7% oder darunter, so wird die Verringerung des Kohleverbrauchs weiter in vorteilhafter Weise verbessert. Dies läßt sich aus Fig. 3 erkennen, wo die Veränderungen des Nachverbrennungsverhältnisses in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall 2 dargestellt sind, wenn die Menge des am Boden eingeblasenen Stickstoffgases 0,2 Nm³/min/T des geschmolzenen Metalls beträgt, um Eisenerz zu Verhütten und zu reduzieren.
  • Das Nachverbrennungsverhältnis bedeutet das Verhältnis der aus dem Reaktionsgefäß 1 abgegebenen Gasbestandteile gemäß folgender Beziehung: CO&sub2; + H&sub2;O/CO + Co&sub2; + H&sub2; + H&sub2;O.
  • Bei der durch folgende Gleichung wiedergegebenen Nachverbrennung
  • CO + 1/2 O&sub2;CO&sub2;
  • steigt das Nachverbrennungsverhältnis nicht an, wenn der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall so groß ist, daß CO&sub2; mit C im geschmolzenen Metall unter Bildung von CO reagiert. Infolgedessen steigt der Kohleverbrauch an. Beträgt der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Material 1% oder weniger, so wird das Nachverbrennungsverhältnis verbessert und die Nachverbrennungswärme in wirksamer Weise verwertet. Dies verringert den Kohleverbrauch. Beträgt der Kohlenstoffgehalt 0,7% oder weniger, so wird das Nachverbrennungsverhältnis in noch bevorzugterer Weise verbessert.
  • Der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall 2 kann so eingestellt werden, daß eine gewünschte Höhe durch Veränderung des Verhältnisses von Sauerstoff zu Kohle, die beide kontinuierlich dem geschmolzenen Metall 2 zugeführt werden, aufrechterhalten wird. Eine Zunahme des Kohlenstoffgehalts im geschmolzenen Metall wird erreicht, indem man das Verhältnis "Menge an Sauerstoffgas" / "Menge an Kohle" verringert. Eine Verringerung des Kohlenstoffgehalts wird durch Erhöhung dieses Verhältnisses erreicht. Ein Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall von 0,05% oder mehr ist bevorzugt. Bei einer Verringerung des Kohlenstoffgehalts wird Fe mehr als C oxidiert, so daß der Anteil an FeO und Fe&sub2;O&sub3; in der geschmolzenen Schlacke zunimmt. Dies führt leicht zum Überlaufen. Ferner wird die Ausbeute an Fe durch die wesentlich stärkere Oxidation von Fe verringert.
  • Nachstehend wird unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 4 die Notwendigkeit des Einblasens von Rührgas mit einer Rate von mindestens 0,05 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Metall näher erläutert.
  • Im Verlauf eines Testbetriebs wurde die Veränderung des Kohleverbrauchs (kg/Tonne Stahl) in bezug zur Menge des am Boden eingeblasenen Gases (Nm³/min. Tonne geschmolzenes Metall) beobachtet. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 gezeigt. Dabei handelte es sich bei dem am Boden eingeblasenen Gas um Stickstoff. Die Kurven A und B geben jeweils die Veränderungen wieder, wenn der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall etwa 0,02% bzw. 2% beträgt. Beträgt die Menge des am Boden eingeblasenen Gases mindestens 0,05 Nm³/Tonne an geschmolzenem Metall, so läßt sich der Kohleverbrauch unabhängig vom Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall verringern. Beträgt die Menge des am Boden eingeblasenen Gases mindestens 0,1 Nm³/Tonne an geschmolzenem Metall, so wird der Kohleverbrauch in noch bevorzugterer Weise verringert. Dies läßt sich aus Fig. 5 erkennen, wo die Veränderungen des Nachverbrennungsverhältnisses in Relation zu dem am Boden eingeblasenen Gas bei einer Temperatur des geschmolzenen Metalls 2 im Reaktionsgefäß 1 von 1600ºC wiedergegeben sind. Die Kurven A und B geben jeweils die Veränderungen wieder, wenn die Menge des am Boden eingeblasenen Gases etwa 0,2% bzw. 2% beträgt. Die Darstellung vermittelt die Lehre, daß das Nachverbrennungsverhältnis ansteigt, wenn die Menge des am Boden eingeblasenen Gases mindestens 0,05 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Metall beträgt. Der Anstieg des Nachverbrennungsverhältnisses im Fall eines Kohlenstoffgehalts von 0,2% ist erheblich höher als im Fall eines Kohlenstoffgehalts von 2%. Übersteigt der Kohlenstoffgehalt den Wert 0,2% und beträgt die Menge des am Boden eingeblasenen Gases mindestens 0,1 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Metall, so wird das Nachverbrennungsverhältnis in noch bevorzugterer Weise verbessert.
  • Eine Menge des am Boden eingeblasenen Gases von 1,0 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Metall oder weniger ist bevorzugt. Beträgt die Menge mehr als 1,0 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Material, so kommt es zu Spritzerscheinungen aufgrund einer Kanalbildung des Gases. Dies führt zu unvorteilhaften Betriebsbedingungen. Um ferner die Rührwirkung zu verstärken, kann Rührgas durch Winddüsen an den Seitenwänden (nicht abgebildet) des Reaktionsgefäßes 1 eingeblasen werden.
  • Die Menge der zugeführten Kohle beträgt 500 bis 800 kg/Tonne an geschmolzenem Stahl. Beträgt die Zufuhrmenge weniger als 500 kg/Tonne an geschmolzenem Stahl, so sinkt die Temperatur des geschmolzenen Metalls aufgrund eines unzureichenden Wärmewerts. Übersteigt die Zufuhrmenge 800 kg/Tonne, so steigt die Temperatur des geschmolzenen Metalls aufgrund eines übergroßen Wärmewerts übermäßig an.
  • Die Zufuhrmenge an Eisenerz beträgt 1400 bis 1500 kg/Tonne an geschmolzenem Stahl. Sauerstoff wird in einer Menge von 450 bis 500 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Stil eingeblasen.
  • Beispiel
  • Die bei einem erfindungsgemäßen Testbetrieb sich ergebenden Veränderungen des Kohlenstoffgehalts im geschmolzenen Metall in bezug zur Einblaszeit sind in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Betriebsweise wird dem Eisenerz Kohlenstoff entzogen und das Eisenerz anschließend geschmolzen und erfindungsgemäß reduziert, wenn der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Ausgangsmetall 4% beträgt.
  • Im anfänglichen Stadium des Einblasens wird Eisenerz ohne Zufuhr von Kohle auf das geschmolzene Metall 2 gegeben, während Sauerstoffgas eingeblasen wird. Dem geschmolzenen Metall 2 wird durch das Sauerstoffgas Kohlenstoff entzogen. Der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall verringert sich allmählich und die Temperatur des geschmolzenen Metalls steigt an.
  • Wenn der Kohlenstoffgehalt im geschmolzenen Metall auf 0,5% abgenommen hat, wird Eisenerz geschmolzen und durch kontinuierliche Zufuhr von Sauerstoffgas und Kohle zum geschmolzenen Metall reduziert, wobei ein Kohlenstoffgehalt von 0,5% aufrechterhalten wird.
  • Nachstehend sind die Betriebsbedingungen angegeben:
  • Menge des zugeführten Eisenerzes: 1450 kg/Tonne an geschmolzenem Stahl
  • Menge der zugeführten Kohle: 600 kg/Tonne an geschmolzenem Stahl
  • Menge des eingeblasenen Sauerstoffs: 480 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Stahl
  • Menge an am Boden eingeblasenem Gas: 0,3 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Metall.
  • Die Temperatur des geschmolzenen Metalls wird während der gesamten Schmelzreduktion auf annähernd 1600ºC gehalten.
  • Eisenerz läßt sich in erfolgreicher Weise schmelzen und reduzieren. Der Kohlenstoffgehalt des ausgetragenen geschmolzenen Stahls beträgt etwa 0,5%.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß Eisenerz in einen Konverter mit einer oben und unten angeordneten Einblaseinrichtung in einem Zustand zugeführt, in dem der Kohlenstoffgehalt des geschmolzenen Ausgangsmaterials 1% oder weniger beträgt, wobei Gas am Boden in das geschmolzene Metall mit einer Rate von mindestens 0,05 Nm³/min/Tonne an geschmolzenem Metall eingeblasen wird und die Temperatur des geschmolzenen Metalls auf konstanter Höhe gehalten wird, wodurch das Nachverbrennungsverhältnis verbessert wird. Dadurch kann der Kohleverbrauch (kg/Tonne Stahl) erheblich verringert werden. Infolgedessen ist es erfindungsgemäß möglich, Stahl mit hohem Wirkungsgrad direkt aus Eisenerz herzustellen. Außerdem lassen sich erfindungsgemäß die Beschädigungen an der Ofeninnenwand verringern, da die Temperatur des geschmolzenen Metalls auf konstanter Höhe gehalten wird.
  • Sämtliche in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung angegebenen Prozentangaben sind in Gew.-%, sofern nichts anderes angegeben ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Stahl durch Verhütten und Reduzieren von Eisenerz, das folgende Stufen umfaßt:
(i) Bereitstellen einer Schmelze aus geschmolzenem Metall
(2) in einem Reaktionsgefäß (1) vom Konvertertyp;
(ii) kontinuierliches Zuführen von Eisenerz und Kohle in die Schmelze zur Reduktion des Eisenerzes, wobei ein Rührgas in die Schmelze eingeblasen wird und Sauerstoffgas in Kontakt mit der Schmelze gebracht wird, und kontinuierliches und periodisches Entnehmen von Schlacke und geschmolzenem Stahl aus dem Reaktionsgefäß; und
(iii) Steuern des Nachverbrennungsverhältnisses der aus dem Reaktionsgefäß abgegebenen Gasbestandteile, wobei das Nachverbrennungsverhältnis wiedergegeben wird durch
(CO&sub2; + H&sub2;O) / (CO + Co&sub2; + H&sub2; + H&sub2;O)
wobei die Schmelze Kohlenstoffin einer Menge von 0,05-1% enthält; der entnommene geschmolzene Stahl 1% oder weniger Kohlenstoff enthält; und das Rührgas in die Schmelze mit einer Rate von 0,05-1,0 Nm³/min/T, wobei T 1 Tonne des geschmolzenen Metalls bedeutet, eingeblasen wird;
dadurch gekennzeichnet, daß das Nachverbrennungsverhältnis auf mindestens 0,3 eingestellt wird; das Eisenerz und die Kohle in einer jeweils auf 1 Tonne geschmolzenen Stahl bezogenen Menge von 1400-1500 kg bzw. 500-800 kg eingeführt werden; und das Sauerstoffgas auf die Schmelze mit einer Rate von 450-500 Nm³/min/T an geschmolzenem Stahl eingeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe der Steuerung des Nachverbrennungsverhältnisses dessen Steuerung im Bereich von 0,3 bis 0,6% umfaßt, indem man den Kohlenstoffgehalt in der Schmelze oder die Menge des Rührgases steuert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe der Herstellung einer Schmelze aus geschmolzenem Metall die Herstellung einer Metallschmelze mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,05 bis 0,7% umfaßt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Einblasens von Rührgas das Einblasen dieses Gases durch eine Winddüse (5), die sich am Boden des Reaktionsgefäßes befindet, umfaßt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Rührgas um mindestens ein aus der Gruppe Argon, Stickstoff, Sauerstoff und im Reaktionsgefäß erzeugtes Prozeßgas handelt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Einblasens von Rührgas das Einblasen dieses Gases mit einer Rate von 0,1 bis 0,5 Nm³/min/T umfaßt.
DE3750398T 1986-01-20 1987-05-13 Verfahren zur Stahlherstellung durch Schmelzreduktion. Expired - Fee Related DE3750398T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61008091A JPS62167811A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 溶融還元製鋼法
CA000536256A CA1330623C (en) 1986-01-20 1987-05-04 Method for manufacturing steel through smelting reduction
KR1019870004568A KR930009972B1 (ko) 1986-01-20 1987-05-09 철광석의 환원 제련을 통한 제강방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3750398D1 DE3750398D1 (de) 1994-09-22
DE3750398T2 true DE3750398T2 (de) 1995-01-19

Family

ID=27167707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3750398T Expired - Fee Related DE3750398T2 (de) 1986-01-20 1987-05-13 Verfahren zur Stahlherstellung durch Schmelzreduktion.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4792352A (de)
EP (1) EP0290650B1 (de)
JP (1) JPS62167811A (de)
KR (1) KR930009972B1 (de)
AT (1) ATE110114T1 (de)
AU (1) AU601976B2 (de)
CA (1) CA1330623C (de)
DE (1) DE3750398T2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221336A (ja) * 1989-02-21 1990-09-04 Nkk Corp Ni鉱石の溶融還元法
AUPQ152299A0 (en) * 1999-07-09 1999-08-05 Technological Resources Pty Limited Start-up procedure for direct smelting process
AUPQ599400A0 (en) 2000-03-03 2000-03-23 Technological Resources Pty Limited Direct smelting process and apparatus
KR100435563B1 (ko) * 2001-12-11 2004-06-10 주식회사 포스코 전기로에서 탈탄속도 향상을 통한 용강제조방법
KR101067476B1 (ko) * 2003-12-26 2011-09-27 재단법인 포항산업과학연구원 용선의 탄소비율 예측방법
CN102787201A (zh) * 2012-08-31 2012-11-21 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 煤作为炼钢压渣剂的用途及其抑制钢渣泡的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252790A (en) * 1956-06-27 1966-05-24 Union Carbide Corp Preparation of metals and alloys
DE2007373B2 (de) * 1970-02-18 1973-05-03 Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshütte mbH, 8458 Sulzbach-Rosenberg Verfahren und konverter zum herstellen ferritischer chromstaehle
BE781241A (fr) * 1971-05-28 1972-07-17 Creusot Loire Procede d'affinage des aciers allies contenant du chrome et plus specialement des aciers inoxydables
US3854932A (en) * 1973-06-18 1974-12-17 Allegheny Ludlum Ind Inc Process for production of stainless steel
GB1586762A (en) * 1976-05-28 1981-03-25 British Steel Corp Metal refining method and apparatus
DE2737832C3 (de) * 1977-08-22 1980-05-22 Fried. Krupp Huettenwerke Ag, 4630 Bochum Verwendung von im Querschnitt veränderlichen Blasdüsen zur Herstellung von rostfreien Stählen
US4316739A (en) * 1979-07-16 1982-02-23 Midrex Corporation Method for producing molten iron
JPS5644705A (en) * 1979-09-20 1981-04-24 Nippon Kokan Kk <Nkk> Direct reducing method of ore in converter
LU82227A1 (de) * 1980-03-05 1981-10-30 Arbed Verfahren und einrichtung zum herstellen von fluessigem eisen
AU8474782A (en) * 1981-06-19 1982-12-23 British Steel Corp. Refining of steel from pig iron
ZA827820B (en) * 1981-10-30 1983-08-31 British Steel Corp Production of steel
NL8201945A (nl) * 1982-05-12 1983-12-01 Hoogovens Groep Bv Werkwijze en inrichting voor de vervaardiging van vloeibaar ijzer uit oxydisch ijzererts.
US4497656A (en) * 1982-06-23 1985-02-05 Pennsylvania Engineering Corporation Steel making method
SE435732B (sv) * 1983-03-02 1984-10-15 Ips Interproject Service Ab Forfarande for framstellning av rajern ur jernslig

Also Published As

Publication number Publication date
AU7248387A (en) 1988-11-10
AU601976B2 (en) 1990-09-27
EP0290650B1 (de) 1994-08-17
KR930009972B1 (ko) 1993-10-13
ATE110114T1 (de) 1994-09-15
US4792352A (en) 1988-12-20
CA1330623C (en) 1994-07-12
KR880014113A (ko) 1988-12-22
DE3750398D1 (de) 1994-09-22
EP0290650A1 (de) 1988-11-17
JPS62167811A (ja) 1987-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3880245T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einschmelzen und Reduzieren von Eisenerzen.
DE69220674T2 (de) Verfahren zur eisenherstellung
DE69830924T2 (de) Direktschmelzverfahren zur herstellung von metallen aus metalloxiden
DE69925029T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstelung von metallen und metall-legierungen
DE69927837T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallen und metalllegierungen
DE60025728T2 (de) Direkt-schmelzofen
EP0257173B1 (de) Hüttenwerk sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Hüttenwerkes
DE3042222C2 (de) Verfahren zur Reduktion von feinkörnigen, unter anderem Eisenoxide enthaltenden Metalloxiden unter Gewinnung von bei der Temperatur der Eisenschmelze flüchtigen Metallen
DE2723857A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur stahlherstellung
EP0657549A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Eisenschmelze
DE2401909A1 (de) Verfahren zur herstellung von stahl
DE69804891T2 (de) Reduktion von Eisenerz
DE69423630T2 (de) Stahlherstellung im konverter mit entphosphorungsstufe
EP0721990B1 (de) Verfahren zum Herstellen von legierten Stählen und Elektroofenanlage mit verstellbaren Frischlanzen dafür
DE2525355A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum frischen von eisen
DE4042176A1 (de) Verfahren zur reduktion von metalloxiden im schmelzfluessigen zustand
DE3888803T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzreduktion von Eisenerzen.
DE60131426T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur direkterschmelzung
DE3750398T2 (de) Verfahren zur Stahlherstellung durch Schmelzreduktion.
DE60127278T2 (de) Verfahren zur direkterschmelzung
DE3306910C2 (de) Herstellung von Ferrosilizium
DE69018500T2 (de) Verfahren zur Schmelzreduktion von Nickelerzen.
DE4041689C2 (de) Verfahren und Anlage zum Herstellen von flüssigem Stahl aus Eisenoxiden
EP0195770A1 (de) Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder Stahlvorprodukten
DE69014057T2 (de) Verfahren zur Schmelzreduktion von Metallen und Schmelzreduktionsofen.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee