Slag Formation in Large Scale BOF Steelmaking

Abstract

Slag has both positive and negative effects in large scale BOF Steelmaking. It absorbs sulphur and binds the phosphorus from the steel. However, slag attacks the refractory lining of the vessel, while manganese and iron oxides in the slag lead to yield losses. A careful choice between the conflicting elements associated with slag formation is necessary for the optimization of the steelmaking process.Slag formation in the top blown BOF is described in short. One of the important aspects is the rate of dissolution of lime. CaO, added to the converter as soft burnt lime, is metallurgically active only when dissolved in a liq uid slag.Experimental operation of a top blown BOF with 300-tons heats is described in which slag samples were taken at different moments during the blowing process. Two schemes of lime addition are discussed viz. (I) all the lime is added in the beginning of the blow in one batch and (II) the lime is fed at a constant rate during the first 1/3 of the blowing period.The difference in slag formation between the two schemes is discussed with special emphasis on dephosphorization. A computational model for the phosphorus absorption in the slag in relation to the speed of lime dissolution is presented.(1) Under the conditions of BOF operation at Hoogovens, lime added into the converter in one batch does not lead to a delay in the dissolution of lime and the formation of a metallurgically active slagphase. On the contrary, indications are that rapid lime dissolution is promoted by a batch wise addition of the lime.(2) The method of lime addition is of particular importance to the efficiency of phosphorus removal.(3) The evolution of the desulphurization of the metal and wear of the refractory lining during the blow are not different when lime is added batch wise or continuously.(4) Overall yields of iron and manganese are not different for the two schemes.(5) Care must be taken in considering the results of this work. Details of the system lay-out and the adopted blowing practice will have a considerable influence. Résumé La scorification (formation de scories) dans un convertisseur a des aspects positifs et negatifs. La scorie est nécessaire pour l'absorption du soufre et du phosphore. Par contre, la paroi réfractaire du convertisseur est sujette à l'attaque de la scorie par dissolution et érosion, limitant la duree de vie. L'optimisation du processus demande un choix réfléchi entre ces aspects contraires.Une description brève de la scorification dans un convertisseur soufflé par le haut est donnée. Dans ce cadre, la dissolution de la chaux métallurgique est d'importance primaire, parce que c'est seulement dans une phase liquide que le CaO est actif.L'opération expérimentale d'un convertisseur d'une capacite de 300 tonnes avec l' échantillonnage de la scorie pendant le soufflage est discutée. Deux manières d'addition de la chaux sont examinées:1. La totalité de la chaux est introduite au début du souffiage.2. La chaux est dosée constamment pendant le premier tiers du souffiage à l'oxygène. La différence de scorification entre les deux manières est présentée.Un modèle de calcul pour l'absorption du phosphore est dérivé et discuté.1. Dans les conditions d'opération a Hoogovens, l'addition de la totalité de la chaux en une fois dans le convertisseur ne donne pas des retards dans la dissolution de la chaux. Au contraire, une influence advantageuse est trouvée dans l'addition en une fois.2. La manière d'addition de la chaux a une influence import ante sur l'efficacité de la déphosphoration.3. La désulfuration et l'attaquede la paroi réfractaire pendant le souffiage sont égales pour les deux manières d'addition de la chaux, c'est-à-dire l'addition en totalité et en continu après l'ignition.4. Les rendements du fer et du manganèse sont égaux pour les deux manières.5. Les résultats de ce travail doivent être considérés avec prudence à cause des efIets spécifiques de la pratique de souffiage et de l'équipement à Hoogovens.