Grundsätzliche Sauerstofföfen
Höchstblasverfahren (BOP)
Im oberen Blasverfahren wird eine mit Wasser gekühlte Sauerstofflanze vom Ofen abgesenkt und mit Überschallgeschwindigkeit in die Schmelze geblasen.Stahlhersteller nutzen hochgeschlagenen Sauerstoff für die Stahlherstellung.
Unterblasöfen (Q-BOP)
Bei den Bodenblasverfahren wird Sauerstoff durch eine Reihe von Schläuchen im Boden des Ofen eingebracht.Die Sauerstoffschläuche werden durch Injektion von Kohlenwasserstoffgas durch ein äußeres Rohr, das das Sauerstoffrohr umgibt, gekühltDie meisten Bodenblasverfahren verwenden Methan oder Propan als Kohlenwasserstoffkühlmittel, aber auch Heizöl wird verwendet.Ein wesentlicher Vorteil des Q-BOP-Verfahrens besteht darin, dass die Höhenanforderungen des Verfahrens reduziert werden, so dass ein Gebäude mit niedrigerem Profil gebaut werden kann..Kombinationsprozesse
Bei einer Klasse von Kombinationsblasverfahren wird oben geblasener Sauerstoff mit inertem Gas (Argon und Stickstoff) mit Hilfe von Rohrleitern oder durchlässigen Elementen durch den Boden injiziert.In der zweiten Klasse der Kombinationsöfen, gibt es sowohl oberen als auch unteren Sauerstoffschläger; die unteren Schläger können auch zur Injektion von inertem Gas während des Rührens verwendet werden.
Der im Abbildung dargestellte Sauerstoff-Basis-Ofen (BOF) ist ein kippbares Gefäß, das mit Feuerfeststoffen wie Magnesia-Kohlenstoffziegel ausgekleidet ist.Zusatzgeräte umfassen einen Fallschirm zum Laden von Schrott, Halterungen für Legierungen und Flüssigkeiten, eine Lanze zur Einspritzung reinen Sauerstoffgases, eine Sublance zur Messung der Temperatur und der Kohlenstoffkonzentration des geschmolzenen Stahls,mit einer Breite von mehr als 20 mm,Die BOF-Kapazität wird als das Gewicht von Rohstahl ausgedrückt, das pro Hitze entkarboniert werden kann.Die meisten BOFs in Japan haben eine Kapazität von 150-300 Tonnen.
Die Hauptfunktion des BOF besteht darin, das heiße Metall mit reinem Sauerstoffgas zu dekarbonisieren.so dass der auftretende Strahl in eine gewisse Tiefe in das Metallbad eindringtUnter diesen Bedingungen reagiert der Sauerstoff direkt mit Kohlenstoff im heißen Metall und erzeugt Kohlenmonoxid.04% C in etwa 20 MinutenAufgrund dieser hohen Produktivität ersetzte die BOF den offenen Heizöfen, der viel langsamer war.
Das eingespritzte reine Sauerstoffgas oxidiert zunächst Silizium und dann Kohlenstoff in heißem Metall.die Oxidation von Eisen beginnt parallel zur Oxidation von Kohlenstoff- Die Oxidation von Eisen wird bei Kohlenstoffkonzentrationen von weniger als 0,1% ausgeprägt, wodurch sowohl die Sauerstoffwirksamkeit für die Dekarburisierung als auch die Dekarburisierungsrate abnehmen,während der Eisenverlust in den Schlacke erhöhtDas Problem mit dem oberblasen BOF ist somit die Oxidation von Eisen, wenn eine niedrige Kohlenstoffkonzentration erreicht wird, und die daraus resultierende Verringerung der Dekarburisierungsrate.Wenn der Eisenoxidgehalt des Schlacks übermäßig ansteigt, kann es zu schnell mit Kohlenstoff im geschmolzenen Stahl reagieren und eine plötzliche Gasentwicklung verursachen,die eine Mischung aus Schlacke und geschmolzenem Stahl bildet, der manchmal aus dem Behälter in einem Phänomen ausbricht, das als "Schleifen" oder "Spucken" bezeichnet wird.
The use of an oxygen lance with multiple holes at the tip has proven very effective in delocalizing the oxygen supply and increasing the decarburization rate while restraining excessive oxidation of the molten Steel and preventing slopping and spittingAllerdings war die Wirksamkeit dieser Lanze immer noch unzureichend, und der Bodenblasen-Sauerstoff-Prozess wurde entwickelt,mit einer Breite von nicht mehr als 20 mm,Das Bodenblasen erhöht das Rühren des heißen Metalls und verkürzt damit die durchschnittliche Mischzeit im Schmelzstahlbad und fördert den Transport von gelöstem Kohlenstoff im Bad.Verhinderung der Überoxidation von SchlackenDas Bottom-Blowing erhöht daher die Dekarburisierungseffizienz, insbesondere bei niedrigen Kohlenstoffkonzentrationen.Das Bodenblasen erfolgt mit Bodenröhren aus konzentrischen DoppelwandrohrenDas innere Rohr wird verwendet, um reines Sauerstoffgas zusammen mit pulverisiertem Kalkstein als Schlackenformmittel zu blasen, während Propangas als Kühlmittel durch das äußere Rohr geblasen wird, um zu verhindern, dass Tuyere zurückbrennt.Da Propan während der Zersetzung einer endothermen Reaktion unterliegtDiese Verbesserungen haben die Herstellung von kohlenstoffarmen Stählen erheblich erleichtert.
Die oben und unten geblasene BOF, die die Vorteile beider BOF-Typen kombiniert,Die kombinierten Blasmaschinen verwenden meistens bodenblasbare Inertgase anstelle von Sauerstoffgas zum Rühren.Es wurden verschiedene Methoden des Bodenblasens angewandt.Unabhängig von der Art des BOF, die Abgase, die einen hohen CO-Gehalt aufweisen,entweder im Hals des BOF verbrannt wird und durch einen im oberen Halsbereich installierten Abwärmekessel zur Rückgewinnung der empfindlichen Wärme und der Verbrennungswärme führt,, oder unverbrannt durch Abgasrückgewinnungsgeräte zurückgewonnen wird
