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Verfahren zur Herstellung von Sehlaekenphosphaten.
Das Prinzip, Rohphosphate im Sehmelzfluss, sei es beim Verblasen in der Thomasbirne oder aber durch Zusatz im Martinofen oder im Kupolofen, aufzuschliessen, ist bekannt.
Nach einem bekannten Vorschlag sollen diese Phosphate beispielsweise im Konverter durch Zusatz während des normalen Schmelzbetriebes zum Aufschluss gebracht werden.
Nach einem weiteren Vorschlag soll der Aufschluss der Rohphosphate im Konverter dadurch erfolgen, dass an Stelle von reinem Kalziumphosphat ein Gemisch von Kalk und Kalkphosphat verwendet wird.
Diese Verfahren haben nur eine rein wissenschaftliche Bedeutung. Sie sind für die Praxis unbrauchbar und haben den in sie gesetzten Erwartungen nicht entsprochen.
Versuche, die unabhängig von den Gedankengängen der genannten Vorschläge gemacht wurden, um Rohphosphate im Konverter aufzuschliessen, führen nämlich zu dem Ergebnis, dass bei Zusatz von Rohphosphat zu dem in üblicher Weise erblasenen Thomasschmelzen die Thomasschlacke in ihrer Zitratlöslichkeit ausserordentlich ungünstig beeinflusst wird. Wohl stieg der Anteil an Gesamtphosphorsäure, dagegen fiel der Anteil an zitronensäurelöslicher Säure in erheblichem Umfange.
Ebenso ergebnislos verliefen Schmelzversuche, die im Spiegelofen, Teerölofen und Kupolofen durchgeführt worden sind.
Bekannt ist weiterhin, dass die Zitratlöslichkeit der Thomasschlacken gering ist, wenn der Phosphorgehalt als fluorhaltiges Phosphat vorliegt, und dass es daher notwendig ist, den Fluorgehalt weitgehendst zu entfernen bzw. die Anwendung von fluorhaltigen Verbindungen, z. B. Flussspat, im metallurgischen Betrieb zu vermeiden, wenn es gilt, die Zitratlöslichkeit, d. h. den Quotienten aus zitronensäurelöslicher Phosphorsäure und Gesamtphosphorsäure möglichst hochzuhalten.
Das vorliegende Verfahren ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, dass die dem Konverter stückig oder in gemahlenem Zustand zugesetzten Phosphate in mehr als einer Eisen-oder Stahlschmelzung aufgeschlossen werden, d. h. also, dass sie in einer erstmaligen Eisen-oder Stahlschmelzung gewissermassen aufbereitet und dass die so erhaltene schlecht zitronensäurelösliche Schlacke dann in einer weiteren bzw. zweiten Eisen-oder Stahlschmelze zugesetzt und dadurch auf eine hohe Zitronen- säurelöslichkeit gebracht wird.
Es werden also beispielsweise die in einem ersten Konverter gleichsam als Vorstufe aufbereiteten phosphathaitigen Schlacken beim Verblasen einer zweiten Thomasschmelze zugesetzt und dabei in die gewünschte aufgeschlossene Form gebracht.
Das Verfahren beruht zum Teil auf der Erkenntnis, dass es beim Verblasen in einer ersten Schmelze niemals gelingt, den Fluorgehalt der Rohphosphate restlos zu entfernen, und dass diese erst beim zweiten oder weiteren Verblasen so beeinflusst werden, dass eine überraschend hohe Zitratlöslichkeit eintritt.
Man hat schon vorgeschlagen, im Martin-oder Elektroofen anfallende phosphorhaltige Schlacken mit möglichst hoher Zitratlöslichkeit dadurch zu gewinnen, dass man dieselben schon vor Beendigung des Frischvorganges abzieht. Die während der anschliessenden Beendigung des Frischvorganges weiterhin gebildete, noch nicht verfrischte Schlacke soll nach diesem Vorschlag im Ofen verbleiben und bei der nächsten Charge nochmals verwendet werden. Einem solchen Verfahren kann die Er-
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kenntnis der vorliegenden Erfindung aber nicht entnommen werden, ganz davon abgesehen, dass dasselbe einen Aufschluss von Rohphosphaten nicht zum Gegenstand hat.
Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren durchgeführten eingehenden Arbeiten ergaben, dass bei Anwendung von 600 kg Rohphosphat und einem Einsatz von 23.580 kg Roheisen die Zitratlöslichkeit der Schlacke, die bei Thomasschlacke normalerweise ungefähr 92-94% beträgt, auf 70'5% verringert wurde. Wurde diese Schlacke dann in einem zweiten Konverter bei normalem Roheisensehrott und Kalkzusatz verblasen, so wurde eine Zitratlöslichkeit von 97-6% erhalten.
Weitere Schmelzen hatten folgende Ergebnisse :
Beispiel 1 :
EMI2.1
<tb>
<tb> Roheiseneinsatz <SEP> 18 <SEP> 550 <SEP> kg
<tb> Rohphosphatzusatz............................... <SEP> 600" <SEP>
<tb> Zitratlöslichkeit <SEP> des <SEP> Phosphats <SEP> in <SEP> der <SEP> Schlacke..... <SEP> 77'53%
<tb>
EMI2.2
Beispiel 2 :
EMI2.3
<tb>
<tb> Roheiseneinsatz <SEP> 18.660 <SEP> kg
<tb> Rohphosphatzusatz............................... <SEP> 600" <SEP>
<tb> Zitratlöslichkeit <SEP> des <SEP> Phosphats <SEP> in <SEP> der <SEP> Schlacke..... <SEP> 82'22%.
<tb>
EMI2.4
Beispiel 3 :
EMI2.5
<tb>
<tb> Roheiseneinsatz <SEP> 17. <SEP> 550 <SEP> kg
<tb> Rohphosphatzusatz <SEP> 500" <SEP>
<tb> Zitratlöslichkeit <SEP> des <SEP> Phosphats <SEP> in <SEP> der <SEP> Schlacke....... <SEP> 66'77%.
<tb>
Diese Schlacke wurde einer Charge aus 21. 360 leg Roheisen und 500 kg Schrott zugegeben-
EMI2.6
EMI2.7
<tb>
<tb> Roheiseneinsatz.................................. <SEP> 17. <SEP> 610 <SEP> kg
<tb> Rohphosphatzusatz............................... <SEP> 500" <SEP>
<tb> Zitratlöslichkeit <SEP> des <SEP> Phosphats <SEP> in <SEP> der <SEP> Schlacke..... <SEP> 78'89%.
<tb>
Diese Schlacke wurde einer Charge aus 21. 360 kg Roheisen und 1000 kg Schrott zugegeben. Sie ergab in der Gesamtschlacke eine Zitratloslichkeit von 95'98%.
Der doppelte Aufschluss gemäss der vorliegenden Erfindung kann natürlich auch im Schachtofen, z. B. Kupolofen, Martinofen, Elektroofen, oder sonst beliebigen Schmelzöfen durchgeführt werden. Dabei findet in einem ersten Schmelzprozess gewissermassen eine Aufbereitung der Phosphate in einer Vorstufe statt, während der vollkommene Aufschluss und die Erzielung der überraschend hohen Zitratlöslichkeit bei einer weiteren Schmelzung mit der gleichen Schlacke erreicht wird.
Der für die erste Schmelzung verwendete Ofen kann sowohl basisch als auch sauer angestellt sein. Die Aufgabe der Rohphosphate findet im stückigen oder. gemahlenen Zustand, u. zw. beim Einsatz oder kurz vor dem Fertigmachen der Charge, statt.
Ausführungsbeispiele (mit genauen Daten über vier aus dem Dauerbetrieb herausgegriffene Versuchsschmelzen) :
EMI2.8
<tb>
<tb> Schmelznummer <SEP> 853 <SEP> 874- <SEP> 8. <SEP> 783 <SEP> 8.786
<tb> Roheisensatz <SEP> in <SEP> kg <SEP> ............. <SEP> 18.550 <SEP> 18.660 <SEP> 17.550 <SEP> 17.610
<tb> Schrottzusatz <SEP> in <SEP> kg <SEP> ............ <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Nalksatz, <SEP> kg <SEP> 1.875 <SEP> 1. <SEP> 875 <SEP> 2.000 <SEP> 2.000*)
<tb> Vorblasezeit-Minuten <SEP> ............ <SEP> 121/2 <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 16
<tb> Nachblasezeit-Minuten <SEP> ............ <SEP> 21/2 <SEP> 21/2 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Gesamtblasezeit-Minuten......... <SEP> 15 <SEP> 161/'2 <SEP> 17 <SEP> 19
<tb> Zusatz <SEP> Rohphosphat <SEP> in <SEP> kg....... <SEP> 600 <SEP> 600 <SEP> 500 <SEP> 500
<tb> #P%............. <SEP> 0-159 <SEP> 0-120 <SEP> 0-237bei <SEP> 1.
<SEP> Vorprobe <SEP> #Mn%........... <SEP> 0#40 <SEP> 0#25 <SEP> - <SEP> Liegenlassen, <SEP> Minuten............ <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> P <SEP> %... <SEP> 0#062 <SEP> 0#063 <SEP> - <SEP> Fertigblasen, <SEP> 2. <SEP> Vorprobe <SEP> Mn%. <SEP> 0#15 <SEP> 0#16 <SEP> - <SEP> Verhalten <SEP> der <SEP> Charge <SEP> ............ <SEP> kein <SEP> Auswurf <SEP> kein <SEP> Auswurf <SEP> leichter <SEP> Auswurf <SEP> leichter <SEP> Auswurf
<tb> Schlacke <SEP> Gesamt.-P <SEP> %............ <SEP> 20#43 <SEP> 19#63 <SEP> 18#33 <SEP> 20#33
<tb> Schlacke <SEP> Zitr.P%............ <SEP> 15-84 <SEP> 16-14 <SEP> 12-24 <SEP> 16-04
<tb> Schlacke, <SEP> Zitratlöslichkeit <SEP> %.....
<SEP> 77-53 <SEP> 82-22 <SEP> 66-77 <SEP> 78-89
<tb>
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Diese Schlacke wurde umgeleert in
EMI3.1
<tb>
<tb> Schmelze <SEP> Nr <SEP> 855 <SEP> 876 <SEP> 8.784 <SEP> 8.787
<tb> deren <SEP> Roheisensatzinkg <SEP> 18.400 <SEP> 17.750 <SEP> 21.360 <SEP> 21.360
<tb> Schrottsatz <SEP> in <SEP> keg <SEP> 500 <SEP> 1. <SEP> 000
<tb> Kalksatz <SEP> kg <SEP> 1.715 <SEP> 1.875 <SEP> 2.250 <SEP> 2.250
<tb> Vorblasezeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 15 <SEP> 17
<tb> Nachblasezeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> ............ <SEP> 31/4 <SEP> 21/2 <SEP> 31/4 <SEP> 3
<tb> Gesamtblasezeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> ....... <SEP> 191/4 <SEP> 191/2 <SEP> 181/4 <SEP> 20
<tb> P <SEP> %............ <SEP> 0#069 <SEP> 0#075 <SEP> - <SEP> letzte <SEP> Vorprobe <SEP> Mn <SEP> %............ <SEP> 0#20 <SEP> 0#23 <SEP> - <SEP> P <SEP> % <SEP> ............
<SEP> 0#078 <SEP> 0#073 <SEP> 0#064 <SEP> 0#047
<tb> Fertiggiessprobe <SEP> Mn <SEP> % <SEP> ............ <SEP> 0#49 <SEP> 0#52 <SEP> 0#46 <SEP> 0#33
<tb> Verhalten <SEP> der <SEP> Charge <SEP> ............ <SEP> kein <SEP> Auswurf <SEP> kein <SEP> Auswurf <SEP> leichter <SEP> Auswurf <SEP> leichter <SEP> auswurf
<tb> Schlacke <SEP> Gessamt.-P <SEP> % <SEP> ............ <SEP> 22#43 <SEP> 19#83 <SEP> 20#13 <SEP> 19#93
<tb> Schlacke <SEP> Zitr.P <SEP> % <SEP> ............ <SEP> 20#23 <SEP> 18#74 <SEP> 18#93 <SEP> 19#13
<tb> Schlacke <SEP> Zitratlöslichkeit <SEP> %....... <SEP> 90-19 <SEP> 94-43 <SEP> 94-03 <SEP> 95-98
<tb>
Die Zitratlöslichkeit normal ohne Roh- phosphat erblasener Chargen lag
EMI3.2
<tb>
<tb> zum <SEP> etwagleichen <SEP> Zeitpunkt <SEP> bei% <SEP> 92#5 <SEP> 92#5 <SEP> 91#6 <SEP> 91#6
<tb>
PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von Schlackenphosphaten bei Frischprozessen zur Stahl-bzw.
Eisengewinnung unter Zuschlag von Rohphosphaten, wobei die Rohphosphate in einer Eisen-oder Stahlschmelze, z. B. im Konverter, Flammofen, Elektroofen, Schachtofen usw., behandelt bzw. aufbereitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die so erhaltenen Schlacken einer weiteren basisch eingestellten Eisen- oder Stahlschmelze, zweckmässig im gleichen Ofen, zugesetzt werden.