196628. lajstromszámú szabadalom • Acélgyártási eljárás
3 196 628 4 érdekében járulékos hőhordozók (szilícium, alumínium stb.) alkalmazása szükséges, amelyek jelenléte a közvetlen redukció kifejlődését gátolja, és ezzel a hó'veszteséget csökkenti. A találmány szerinti eljáráshoz technikai alapgondolatát és a kitűzött célt tekintve a 2 939 859 sz. DE, és az ezzel analóg 4 304 598 sz. US szabadalmi bejelentések állnak legközelebb. Ezekre az eljárásokra jellemző, hogy kombinált fúvatású oxigénes konverterben, amelybe a fémtükör alatt, az oxigénnel egyidőben őrölt fémtartalmú anyagot vezetnek be, az olvadék névleges súlyánál 10-30 %-kal több acél állítható elő, amely mennyiség öntőüstben fogható fel. Az olvadék lecsapolása és az öntőüst feltöltésc után ezt az acélmeiinyiségcl (az olvadék súlyának 10 30 %-a) felszenesílés és például szilíciummal történő ötvözés után egy második öntőüstbe vezetik. A szilíciumot úgy adagolják, hogy az acél szilíciumtartalma mintegy 1,5 %-ot ér el. A szilíciumtartalmú acélt a második öntőüstből az olvasztásra előhevített, szilárd fémtartalmú betéthez a konverterbe töltik. Ezáltal, vagyis a szénnél kedvezőbb hatású hőhordozó adalékolásával az olvasztási folyamat hőegyensúlya javult, tehát az előzőekben leírt eljárás lényeges hiányossága megoldódott. Ennek az acélgyártási eljárásnak azonban az a hátránya, hogy egy második öntőüst alkalmazása következtében a munkatermelékenység csökken, a tűzbiztos anyagszükséglet viszont növekszik. Továbbá, egy járulékos technológiai lépés - a második öntőüst tartalmának konverterbe való juttatásához szükséges szállítási és egyéb lépések — az üzemcsarnok munkaszervezését bonyolultabbá teszi. A találmánnyal célunk a jelenleg alkalmazott acélgyártási eljárások hiányosságainak kiküszöbölésével olyan acélgyártási eljárás kifejlesztése, amely technológiai segédberendezéseket nem igényel, valamint tűzálló anyag- és oxidálószer szükséglete alacsony, ezáltal a konverter teljesítménye magasabb. A kitűzött feladat tehát olyan acélgyártási eljárás kidolgozása, amellyel szilárd fémes vashordozókból közvetlenül, oxigénes konverterben technológiai segédberendezések alkalmazása nélküli acélelőállítás valósítható meg, és amelynek tűzállőanyag- és oxidálószer igénye alacsony, ezáltal a konverter teljesítménye magas. A kitűzött feladatot olyan acélgyártási eljárás kifejlesztésvel oldottuk meg, amelynek alapanyaga szilárd fémes vashordozó, és amelyet oxigénes konverterben végzünk oly módon, hogy a szilárd, fémes vashordozóhoz alulról felfelé, valamint oldalról a konverterbe adalékolt vastartalmú anyagok rétegén keresztül tüzelőanyagot és oxidálószert, továbbá felülről lefelé oxidálószert vezetünk, ezáltal a vashordozókat fölhevítjük és megolvasztjuk, majd a fémolvadékot nemesítjük, és az acélelőállítás közben szénás szilíciumtartalmú hőhordozókat adalékolunk hozzá, továbbá a találmány szerjnt a szilíciumtartalmú hőhordozót nemesítés közben adalékoljuk a fémolvadékhoz, és ezzel egyidejűleg az oxidálós/er oldalról és felülről történő hozzávezetését megszüntetjük, alulról történő hozzávezetését pedig mérsékeljük. A szilíciumtartalmú hőhordozót egy tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva 75—85 m3 közötti térfogatú oxigénnek megfelelő oxidálószer felhasználása után adalékoljuk. Az oxidálószer alulról felfelé történő hozzávezetését célszerűen olyan mértékre csökkentjük, ami egy tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva percenként 1 2 m3 közötti térfogatú oxigénnek felel meg. A szilíciumtartalmú hőhordozót célszerűen olyan mennyiségben adalékoljuk, amely egy tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva 3-10 kg közötti tömegű szilíciumnak felel meg. Ugyancsak célszerű szilíciumtartalmú hőhordozóként termikus ércfeldolgozó berendezések hulladékanyagainak felhasználása, illetve hőerőművek salakhulladékából nyert feiroszilíeium alkalmazása. A találmányt részletesebben foganatosítás! módok, valamint a rajz alapján ismertetjük. A rajzon a hőmérséklet változását ábrázoltuk grafikusan az 1 tonna fémes betétre viszonyított fajlagos oxigénfogyasztás függvényében. Példakénti foganaiositási mód Konverterbe vashordozót, például ócskavasat, valamint tonnánként 50—80 kg közötti tömegű tüzelőanyagot, például széumorzsalékot adagolunk. Az alap-, illetve oldalfali légfúvókákon át alulról felfelé, illetve oldalról a konverterbe adagolt anyagok rétegén keresztül tüzelőanyagot és oxidálószert vezetünk. Továbbá, a felső légfúvókán keresztül oxidálószert juttatunk a konverterbe. Egy tonna vnshordo/óra viszonyított 40 -50 m3 közötti oxigén felhasználása után a konverterben levő betét hőmérséklete 1100-1300 °C-ra melegszik fel. Ezután indul meg az olvadási folyamat. Először az alapi légfúvókák körzetében jelentkezik folyékony fémes tömeg. Ugyanekkor keletkezik az elsődleges salak is. A szénmorzsalék szilárd széntartalma a vassaiakkal érintkezik, miálfa a vas direkt redukciójának folyamata, amely sok hőmennyiséget igéryel, megindul. A még meg nem olvadt ócskavas jelenléte az olvadékban a közvetlen redukció egyidejű lezajlása közben azt eredményezi, hogy az olvadék hőmérsékletének emelkedése lelassul, amint az a rajzon látható. Ez a fázis a rajzon az 1520-1570 °C közötti szakasznak felei meg. A fém hőmérséklete viszonylag hosszú ideig marad ebben a hőmérséklettartományban, és csak a teljes betét megolvadása után tapasztalható az olvadék jelentősebb hőmérsékletnövekedése. An int a rajzón látható, az ócskavas olvadékba történő teljes átmenetének pillanata mintegy 75—85 m3/ /tonna fajlagos oxigénfelhasználás után következik be. Ezt követően az oxigénátfúvatás következtében az olvadék hőmérséklete gyorsabban emelkedik (a rajzon ez az a jelű szakasznak felel meg). A szükséges olvadékhőmérséklet mintegy 1600 1650 °C — egy tonna fémes betétre viszonyítva körülbelül 20 nr oxigén felhasználása által érhető cl, ami azt jelenti, hogy az oxigén befúvatását mintegy 7—8 percig kell folytatni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
