177270. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 0,25 s%-nál kisebb karbontartalmú acélok nitrogéntartalmának csökkentésére bázikus konverterben történő előállításuk során
7 177270 8 oly módon is, hogy a nitrogénmentes közeget külön befúvatólándzsán vagy fúvókákon át juttatjuk a konverterbe. A fúvókák vagy fúvatólándzsák elhelyezhetők az olvadék felszíne alatt vagy a konverter fejrészében is. Bevezethető a nitrogénmentes közeg az oxigénbefúvató lándzsán át oly módon is, hogy abban különjáratot alakítunk ki az oxigén és a nitrogénmentes közeg számára. A találmány szerinti eljárás egyik alapvető előnye, hogy olyan acél gyártását teszi lehetővé, amelynek nem csupán nitrogéntartalma csekély, hanem az olvadékban feloldódott oxigén mennyisége is alacsonyabb annál az értéknél, amelyet azonos karbontartalmú és hőmérsékletű acélolvadékban a találmány szerinti eljárás alkalmazása nélkül el lehet érni. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák segítségével illusztráljuk. 1. példa Bázikus konverterben acélok finomítását végeztük. Az adagokat az 1. táblázatban bemutatott paraméterrel keletkező rendszerben kezeltük. 1. táblázat Konverter térfogat 143 m3 Fejrész térfogata Teljes adag (nyersvas és fémhulla95 m3 dék) A nyersvas átlagos mennyisége egy 235 t adagban A nyersvas összetétele 162 t szén 4,5% szilícium 1,0% mangán 0,8% Nitrogénmentes közeg Oxigénbefúvatás sebessége argongáz argon nélkül 5,71 m3/perc (21 C° és 1 atm) argonnal A konverterből kiáramló gázok hő4,71 m3/perc (21 C° és 1 atm) mérséklete 1590 C° Minthogy a konverterhez tartozó befúvatólándzsa mérete viszonylag kicsi volt, az oxigén aránya a behívatott gáz teljes mennyiségéhez képest csökkentett volt, A találmány szerinti eljárást úgy foganatosítottuk, hogy a befúvatás teljes időtartama alatt azonos mennyiségű oxigént vittünk be a fémolvadékba. A rendszerre jellemző görbék az 1. és 2, ábrán láthatók. Ezekből a görbékből megállapítható, hogy az olvadékban lévő oldott nitrogén minimuma (N*) körülbelül 0,08 súly% karbontartalom mellett volt. Ehhez az értékhez a 2. ábrán látható görbe szerint 430 m3/perc mennyiségű kiáramló gáz tartozik 1580 C -on és 1 atm nyomáson. Ennek megfelelően ahhoz, hogy az eljárást pontosan végezzük, a nitrogénmentes közeg bevezetését legkésőbb akkor kellett elkezdeni, amikor a fémolvadék karbontartalma 0,08 súly% volt, és ennek megfelelően a nitrogéntartalom körülbelül 19—25 ppm értéket ért el. Ahhoz, hogy megakadályozzuk a nitrogénnek a külső levegőből történő beáramlását, be kellett tartani az adódó 430 m Vperc kiáramló gázmennyiséget. Minthogy a 430 m3/perc 1580 C°-ra és 1 atm-ra érvényes, 21 C°-on ez 66 m3/perc értéket jelent Az olvadékba a befúvatólándzsán keresztül argont vezettünk be, oly módon, hogy az oxigénvezetékbe tápláltuk be az argont a befúvatólándzsához történő csatlakozás előtt. Minthogy a nitrogén vagy karbon mennyiségének pontos mérésére nem álltak rendelkezésre megfelelő eszközök a finomítás során, az argonbefúvatást akkor indítottuk be, amikor a karbontartalmat 0,1—0,15 súly% értékre becsültük. Ahhoz, hogy a görbéből leolvasott 430 m3/perc értéket betarthassuk, 86 m3/perc argont vezettünk a fémolvadékba 21 C°-on, illetve 542 m3/percnyi mennyiséget 1580 C°-ra számítva. Az argon mennyisége — mint látható — meghaladta az előírt értéket annak érdekében, hogy a szükséges mennyiséget biztosítsuk arra az esetre is, ha a bevezetett gáz teljes mennyisége nem hévül az előírt 1580 C°-os értékre. Néhány adag készítésénél az argon bevezetését úgy végeztük, hogy 21 C°-os argonból vezettünk be 66 m3/perc mennyiséget. Ilyen körülmények között is megfelelő eredményeket értünk el. A 2. táblázatban mutatjuk be a találmány szerinti eljárással elért eredményeket, A vizsgált adagok készítése során újrabefúvatásra nem került sor. 2. táblázat Adagszám 1 2 3 Argonbefúvatás sebessége (m3/perc) (21 C° és 1 atm) 0 66 83 Az oxigénbefúvatás ideje (perc) 17 17 16 Az argonbefúvatás ideje (perc) 0 4,25 2,0 Hőmérséklet (C°) 1580 1613 1588 C-tartalom az első minimum-értéknél (%) 0,03 0,03 0,03 N,-tartalom az első minimumértéknél 33 20 24 A táblázatból jól látható, hogy a 2 és 3 jelű adagok jó minőségű acélt eredményeztek, míg az 1 adag, amelyet nem a találmány szerinti eljárással készítettünk, viszonylag nagy mennyiségű nitrogént tartalmazott. A 3. táblázatban mutatjuk be az újrabefúvatás esetén végzett átöblítés hatását a finomításra. Ezeknél az adagoknál nem vezettünk be a konverterbe argont az első oxigénbefúvatási szünet előtt. Argont első ízben a legelső megszakítás után, az oxigénbefúvatás második szakasza előtt vezettünk a fémolvadékba, és ezt követően minden egyes újrabefúvatás előtt beindítottuk az argonbefúvatást. Jól látható, hogy a konverter fejrészének argonnal történő átöblítése az oxigénbefúvatás újrabeindítása előtt alapvetően befolyásolja a nítrogéntartalmat még abban az esetben is, ha a fémolvadék karbontartalma 0,03 súly% vagy akár annál kisebb. Ha megvizsgáljuk például az 1 jelű adagot, ahol az újrabefúvatás célja az olvadék hőmérsékletének emelése volt, azt tapasztaljuk, hogy a karbontartalom 0,03 súly% volt, mind az újrabefúvatás előtt mind az után. Ez egyúttal azt jelenti, hogy ebben az időszakban igen kis mennyiségű vagy gyakorlatilag semmilyen karboncsökkenés nem jelentkezett, és így az argonbefúvatás hiányában gyakorlatilag megszűnt volna a gázkeverék kiáramlása a konverterből. Minthogy azonban a konverter fejrészét argonnal öblítettük át és az argonbefúvatást folytattuk az oxigén újrabefúvatása után, a fémolvadék az újrabefúvatás során egyáltalán nem abszorbeált nitrogént, sőt az oldott nitrogéntartalom 1 ppm értékkel csökkent. Ilyen kis karbontartalom mellett a hagyományos eljárás álkalmazá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
