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Verfahren zur Entschwefelung eines Eisenmetallbades
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ver- minderung des Schwefelgehaltes von schmelz- flüssigem Eisenmetall, z. B. Gusseisen oder
Roheisen.
Die Entschwefelung von Eisen unter Ver- wendung eines Entschwefelungsmittels war bisher mit mehreren Schwierigkeiten verbunden. Eine der schwerwiegendsten dieser Schwierigkeiten betrifft die unvollständige Ausnützung der Entschwefelungsfähigkeit des Entschwefelungsmittels.
Wenn man z. B. schmelzflüssiges Eisen unter Verwendung von Calciumcarbid als Entschwefelungsmittel entschwefelt, erfolgt eine Reaktion zwischen den festen Calciumcarbidteilchen und dem in der Schmelze enthaltenen Schwefel.
Diese Entschwefelungsreaktion findet an der Oberfläche der Calciumcarbidteilchen statt und führt zur Bildung einer Calciumsulfidschicht auf jedem Calciumcarbidteilchen. Dadurch wird die Geschwindigkeit der zur Bildung von Calciumsulfid führenden Reaktion des noch nicht umgesetzten Kerns jedes Calciumcarbidteilchens stark verringert. Ausserdem neigt das Calciumcarbid infolge seiner relativ geringen Dichte dazu, zum Schmelzspiegel aufzuschwimmen und sich in Klumpen zu sammeln, wodurch die zur Reaktion mit dem Schwefelgehalt der Schmelze vorhandene Oberfläche verringert wird. Die wirksam ausnützbare Reaktionszeit wird daher durch die Zeit begrenzt, während der die Calciumcarbidteilchen zum Schmelzspiegel aufsteigen.
Es ist gezeigt worden, dass die Wirksamkeit des Calciumcarbid dadurch erhöht werden kann, dass man das Calciumcarbid nicht wie bisher in die Schmelze hineinschüttet, sondern mit einem Treibgas einleitet. Bei diesem Verfahren wird das Calciumcarbid in entsprechend zerkleinerter Form in einem Strom eines indifferenten Gases, z. B. von Stickstoff, aufgenommen und mit ihm unter den Spiegel der Eisenschmelze eingeleitet. Dieses Verfahren ist zur Erzeugung von entscbwefeltem Eisen mit Erfolg verwendet worden, doch hat die Wirksamkeit des Carbids etwas zu wünschen übrig gelassen.
Um eine maximale Entschwefelungswirkung des Calciumcarbid zu erzielen, müssen diese
Schwierigkeiten beträchtlich verringert oder be- seitigt werden.
Ein wichtiger Zweck der Erfindung besteht daher darin, die bei Zusatz von Calciumcarbid in ein schmelzflüssiges Eisenmetall erhaltene
Entschwefelungswirkung zu verbessern.
Erfindungsgemäss ist ein Verfahren zur Ent- schwefelung eines Eisenmetallbades, in dem zer- kleinertes Calciumcarbid in einen Trägergasstrom eingeführt und das pulverbeladene Gas in das
Bad eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einleitung des Calciumcarbid ein calciumcarbidfreier Gasstrom eingeleitet wird.
Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass man das Trägergas weiter strömen lässt, nachdem die Einführung des Calciumcarbid in den Gas- strom beendet worden ist.
Die nach der Einleitung des Calciumcarbid folgende Gasströmung erzeugt in dem Bad eine Bewegung, die eine innigere Berührung zwischen dem schmelzflüssigen Metall und dem Calciumcarbid und damit eine stark verbesserte Entschwefelung bewirkt.
Zur Erzielung einer grossen aktiven Oberfläche ist es wesentlich, dass das Calciumcarbid bei der Durchführung der Erfindung in feinverteilter Form verwendet wird, in einer solchen Teilchengrösse, dass es durch ein Sieb mit Öffnungen von 1, 168 mm hindurchgeht und vom einem Sieb mit Öffnungen von 0, 074 mm zurückgehalten wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend an Hand der Verwendung von Stickstoff als Trägergas beschrieben, doch versteht es sich, dass je nach der Zusammensetzung der Schmelze auch andere Gase im Rahmen der Erfindung angewendet werden können. Beispiele von in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendbaren Gasen sind Argon, Helium, Wasserstoff und Erdgas, wobei Stickstoff bevorzugt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in der Tabelle I unter Einleitung von Calciumcarbid in einem Trägergas durchgeführte Entschwefelungsversuche mit und ohne Nachblasen miteinander verglichen. Dabei versteht es sich, dass die Angaben der Tabelle nur zur Erläuterung der Erfindung dienen und diese nicht einschränken
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sollen.
In diesen Versuchen wurde eine Calciumcarbidmenge auf eine Siebgrösse von 0, 074 bis 1, 168 mm zerkleinert und in einem Stickstoffgasstrom in das schmelzflüssige Eisen eingeleitet. Bei der Wiederholung des Versuches wurde anschliessend Stickstoffgas etwa 1-2 Minuten lang in einer Menge von etwa 11, 3 m3/h eingeblasen.
EMI2.1
EMI2.2
<tb>
<tb> Calciumcarbid-'Verminderung <SEP>
<tb> Hingeleitetes <SEP> Nachblasen <SEP> verbrauch <SEP> pro <SEP> des <SEP> Calcium- <SEP>
<tb> Versuch <SEP> Behandelte <SEP> Calcium- <SEP> mit <SEP> Schwefelgehalt <SEP> des <SEP> Eisens <SEP> (%) <SEP> Herabsetzung <SEP> 0,01% <SEP> Sprot <SEP> carbidverNr.
<SEP> Eisenmenge <SEP> carbid <SEP> Stickstoff <SEP> vor <SEP> nach <SEP> des <SEP> Schwefel- <SEP> behandeltes <SEP> brauches <SEP> bei
<tb> kg <SEP> kg <SEP> min <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> gehaites <SEP> Eisen <SEP> Nachblasen <SEP>
<tb> : <SEP> kg <SEP> mit <SEP> Stickstoff
<tb> l <SEP> A <SEP> 114 <SEP> 1J4 <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 061, <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 0, <SEP> 031 <SEP> I <SEP> 2, <SEP> 93 <SEP> 44, <SEP> 6% <SEP>
<tb> IB <SEP> I <SEP> 114 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> I <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 061 <SEP> 0, <SEP> 005 <SEP> 0, <SEP> 056 <SEP> 1, <SEP> 62 <SEP> I <SEP>
<tb> 2A <SEP> 113,5 <SEP> 1,14 <SEP> 0 <SEP> 0,070 <SEP> 0,033 <SEP> 0,037 <SEP> 2,47
<tb> 2 <SEP> B <SEP> 113, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 070 <SEP> 0,009 <SEP> 0,061 <SEP> 1,49 <SEP> 39,2%
<tb> 3A <SEP> 227 <SEP> 1,08 <SEP> 0 <SEP> 0,039 <SEP> 0,020 <SEP> 0,019 <SEP> 2,
24
<tb> 3B <SEP> 227 <SEP> 1,08 <SEP> 1 <SEP> 0,046 <SEP> 0,004 <SEP> 0,042 <SEP> 1,01 <SEP> 54,7%
<tb> 4A <SEP> 254 <SEP> 2,10 <SEP> 0 <SEP> 0,060 <SEP> 0,017 <SEP> 0,043 <SEP> 1,74
<tb> 4B <SEP> 254 <SEP> 2,10 <SEP> 2 <SEP> 0,093 <SEP> 0,006 <SEP> 0,087 <SEP> 0,86 <SEP> 50,5%
<tb> 5A <SEP> 254 <SEP> 2,16 <SEP> 0 <SEP> 0,056 <SEP> 0,020 <SEP> 0,036 <SEP> 2,24
<tb> 5 <SEP> B <SEP> 254 <SEP> 2,16 <SEP> 2 <SEP> 0,095 <SEP> 0,016 <SEP> 0,079 <SEP> 1,06 <SEP> 48,2%
<tb> t <SEP> j <SEP> t <SEP>
<tb>
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist erkennbar,
dass bei einer gegebenen Calciumcarbidmenge das erfindungsgemässe Verfahren bei der Entschwefelung einer Eisenschmelze wesentlich wirksamer ist als die übliche Einleitung von
Calciumcarbid in einem Trägergas und dass die Kombination der Einleitung von Calciumcarbid in einem Trägergas mit dem Nachblasen von Stickstoff eine beträchtliche Herabsetzung des Carbidverbrauches bis zu etwa 55% ergibt.
Die vorstehenden Versuche wurden mit relativ kleinen Pfannen für das schmelzflüssige Metall durchgeführt. Bei Pfannen mit einem grösseren Fassungsvermögen ist ein stärkeres Nachblasen mit Stickstoff erforderlich, um die Entschwefelungswirkung des Calciumcarbids zu verbessern.
Beispielsweise wurden bei Pfannen mit einem Inhalt von 80 t Eisen gute Ergebnisse erzielt, wenn Stickstoff in einer Menge von 56,6m3/h durch das schmelzflüssige Eisen nachgeblasen wurde. Bei einer Nachblasezeit von 4 Minuten wurde die Wirksamkeit des Carbids von 16% vor dem Nachblasen auf über 22% und bis zu 28% nach dem Nachblasen erhöht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entschwefelung eines Eisenmetallbades, in dem zerkleinertes Calciumcarbid in einen Trägergasstrom aufgenommen und das pulverbeladene Gas in das Bad eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einleitung des Calciumcarbids ein calciumcarbidfreier Gasstrom eingeführt wird.