AT217066B - Verfahren zur Entsilizierung und Entschwefelung von Roheisenschmelzen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Entsilizierung und Entschwefelung von   Roheis enschmelzen    
Im Stammpatent Nr. 193411 ist ein Verfahren zur Erniedrigung des Silizium-und Schwefelgehaltes von Roheisenschmelzen beschrieben, bei dem die Schmelze mit einer Schlacke geeigneter Zusammensetzung aus basischen, entschwefelnden Bestandteilen, wie Kalk, Magnesia u. dgl., und Metalloxyden, insbesondere   Eisen-und/oder   Manganoxyden und gegebenenfalls Mitteln zur Erhöhung der Flüssigkeit, wie Flussspat, behandelt wird. Im Verlauf der Behandlung reduziert das in der Schmelze enthaltenesilizium zunächst den grössten Teil der Metalloxyde und die Schlacke wirkt durch die dadurch hervorgerufene Änderung ihrer Zusammensetzung entschwefelnd, so dass bei verlängerter Einwirkung auf die Eisenschmelze eine beträchtliche Entschwefelung erfolgt. 



   Die die entschwefelnde Schlacke bildenden Bestandteile können gemeinsam oder getrennt, geschmolzen oder im festen Zustand zugeführt werden. Werden die Bestandteile im geschmolzenen Zustand zuge-   führt,   so ergibt sich der Vorteil, dass die Endtemperatur der Schmelze höher liegt, so dass kalkreichere Schlacken verwendet werden können, die zwar weniger leicht schmelzen, aber ein höheres Entschwefelungsvermögen aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist aber ein gesonderter Ofen zum Schmelzen der Schlacke erforderlich. 



   Nach dem Zusatzpatent Nr. 211854 werden die Eisen- oder Manganoxyde ganz oder teilweise durch das Einblasen einer solchen Menge Luft oder eines sauerstoffhaltigen Gases ersetzt, die ausreicht, um das Silizium im gewünschten Masse ganz oder teilweise durch Verbrennung aus der Schmelze zu entfernen. 



  Dieses Verfahren kann in zwei Stufen durchgeführt werden : in einer ersten Stufe werden Luft oder oxydierendes Gas eingeblasen, die die Bildung von Eisen- und Manganoxyden im Bad bewirken, und in einer zweiten Stufe werden die Oxyde mit dem Bad durchgewirbelt, so dass sie durch das Silizium unter Bildung von Kieselsäure reduziert werden. Bei dieser Arbeitsweise ist es infolge der bei der Verbrennung der oxydierbaren Bestandteile der Schmelze freigemachten Wärme unnötig, die die Schlacke bildenden Bestandteile vorher zu schmelzen, es ist aber notwendig, Luft oder sauerstoffhaltiges Gas zuzuführen. 



   Gemäss der Erfindung werden mit den die Schlacke bildenden Bestandteilen Stoffe zugeführt, die unter sich oder mit andern Bestandteilen der Schmelze unter beträchtlicher Wärmeentwicklung reagieren, so dass die Reaktionsprodukte und die andern Bestandteile der Schlacke beträchtlich, zuweilen sogar bis zur Schmelztemperatur der Schmelze erhitzt werden. Wenn die Reaktionsteilnehmer und die andern Bestandteile der Schlacke in geeigneter Weise ausgewählt werden, so ist die Schlacke nach der Reaktion derart zusammengesetzt, dass sie bei der Temperatur der Schmelze flüssig ist und genügend basische Bestandteile enthält, um entschwefelnd zu wirken. 



   Beispielsweise können zur Herstellung der Ausgangsschlacke in einer Schlackenzusammensetzung gemäss dem Stammpatent die Eisen- und Manganoxyde ganz oder teilweise durch ein oder mehrere energische Oxydationsmittel, wie Natriumnitrat, Natriumpercarbonat, Calciumnitrat, Calciumperoxyd u. dgl., ersetzt werden, die die gleiche Menge Sauerstoff entwickeln wie die genannten Oxyde und infolgedessen   *   1. Zusatzpatent Nr. 211854. 

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 die gleiche Menge Silizium verbrennen, aber gleichzeitig eine grössere Wärmemenge entwickeln. Durch die Anwendung energischer, Calcium oder Natrium enthaltender Oxydationsmittel wird der Vorteil erreicht, dass in die Endschlacke Natriumoxyd und Kalk eingeführt werden, die sowohl die Schmelzbarkeit als auch das Entschwefelungsvermögen günstig beeinflussen. 



   Es können in der Anfangsschlacke die gemäss dem Stammpatent anzuwendenden Metalloxyde (Eisen (II)- und   Mangan (II)-oxyd)   ganz oder teilweise belassen oder auch durch weniger energische Oxydationsmittel, wie   Eisen(III)-oxyd,   ersetzt werden, aber in die Anfangsschlacke müssen immer ein energisches Oxydationsmittel, wie einer der im vorigen Absatz genannten Stoffe, und ein energisches Reduktionsmittel, wie Silizium, Aluminium, eingeführt werden, die nicht direkt an der Entsilizierung teilnehmen, aber durch wechselseitige Wirkung eine wesentlich grössere Wärmemenge entwickeln, als sich bei der Umsetzung des im Bad enthaltenen Siliziums mit den Eisen- und Manganoxyden bilden würde. Diese   Wärmemenge bewirkt die   Schmelzung der andern Bestandteile der Schlacke zu Beginn der Einwirkung. 



   Für die Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist also weder ein besonderer Ofen für das Schmelzen der Schlacke noch eine Vorrichtung zum Einblasen von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas notwendig. Das verfahren wird vorteilhafterweise so durchgeführt, dass die zu entsilizierende und zu entschwefelnde Schmelze in einem drehbaren Mischer mit den berechneten Bestandteilen der Anfangsschlacke versetzt wird. Diese Bestandteile können übrigens für sich zugesetzt werden oder nachdem sie gepulvert, gemischt und zu Presslingen agglomeriert worden sind. 



   Die Schlackenbestandteile können auch getrennt oder gemeinsam in Form von Briketts auf den Boden einer Giesspfanne gegeben werden, in die die flüssige Schmelze gegossen wird. Es muss gegebenenfalls nur verhindert werden, dass die durch die Reaktion in der Schmelze entwickelten gasförmigen Produkte nicht zu einem Auswurf an. flüssiger Schmelze oder zum Überkochen über den Rand der Giesspfanne führen. 



     Gleichgilltig   aber, wie das Verfahren gemäss der Erfindung durchgeführt wird, die Summe der zuzusetzenden Bestandteile wird derart berechnet, dass nach der Reaktion und auf Grund der durch die Oxydation des Siliziums gebildeten Kieselsäure und der durch die Oxydation der andern, gegebenenfalls zugesetzten Reduktionsmittel gebildeten Oxyde sowie des Kalks und des Natriumoxyds oder der andern basischen Bestandteile, die bei der Zersetzung des Oxydationsmittels gebildet werden, eine entschwefelnde Schlacke gebildet wird, die bei der Temperatur der Schmelze geschmolzen ist. 



   Nachstehend wird die Erfindung an einigen Beispielen näher erläutert :   Beispiel l :   In einen drehbaren Mischer mit basischer Auskleidung werden 25 t einer flüssigen Schmelze folgender Zusammensetzung gegeben : 
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    651ou. zw.   mit einer Temperatur von etwa   13900.   



   Der Siliziumgehalt soll um   0,   Wo herabgesetzt und gleichzeitig eine Schlacke folgender Zusammensetzung gebildet werden : 
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 ciumnitrat benötigt werden. 



   Die ausgewählte entschwefelnde Schlacke erfordert auf 160, 7 kg gebildete Kieselsäure folgende Mengen an Kalk, Aluminiumoxyd und Flussspat : 

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 den, die als Verunreinigung mit den andern Bestandteilen der Schlacke eingeführt wird, so dass die gefundene Menge von 138 kg Kalk noch ein wenig vermindert werden kann. 



   Endgültig werden etwa 500 kg Briketts in einer Stückgrösse von 20 bis 25 kg folgender Zusammensetzung zugegeben :
Calciumnitrat   52%  
Kalk 26%
Aluminiumoxyd   13%  
Flussspat   4%  
Nach dem Zusatz wird der Mischer drei Minuten in Umdrehung versetzt und anschliessend drei Minuten stehen gelassen. 
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Der Siliziumgehalt des Metalls ist auf 0, 52%, der Schwefelgehalt auf 0, 03% gesunken, während sich die Gehalte der andern Bestandteile mit Ausnahme des Mangans, dessen Gehalt ein wenig auf 0, 35% zurückgegangen ist, kaum geändert haben. 



   Die Temperatur der Schmelze ist um etwa 500 gestiegen. 



   Beispiel 2: In einen drehbaren Mischer mit basischer Auskleidung werden 20 t Schmelze folgender Zusammensetzung eingesetzt : 
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Natriumnitrat 40%
Kalk 45%
Aluminiumoxyd 12% Es bildet sich eine Endschlacke folgender Zusammensetzung : 
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   %Beispiel 3 : In einen drehbarenMischer mit basischer Auskleidung werden 25 t flüssiger Schmelze folgender Zusammensetzung gegeben : 

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840/0MnO1,0%
S1,5%
Der Siliziumgehalt des Metalls ist auf   0. 50%,   der Schwefelgehalt auf 0,025% und der Mangangehalt auf 0, 53% gesunken. Der Gehalt an den andern Bestandteilen hat sich praktisch nicht geändert. Die Temperatur des Metalls hat sich um 300 erhöht. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Entsilizierung und Entschwefelung von Roheisenschmelzen nach Patent Nr. 193411 mit einer entschwefelnden und das Silizium oxydierenden Schlacke, gekennzeichnet durch Behandlung einer flüssigen Roheisenschmelze mit Stoffen (mit Ausnahme einer Menge Kieselsäure, die dem aus der Schmelze zu entfernenden Gehalt an Silizium entspricht), die geeignet sind, eine entschwefelnde Schlacke zu bilden und einer solchen Menge eines oder mehrerer Oxydationsmittel, die einerseits das zu entfernende Silizium oxydieren und anderseits durch Umsetzung mit dem Silizium oder einem andern, für diesen Zweck zugesetzten energischen Reduktionsmittel eine Wärmemenge bilden, die grösser ist, als die durch alleinige Umsetzung des Siliziums im Bade mit Eisen- oder Manganoxyd entbundene.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze mit der Schlacke energisch durchgewirbelt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der entschwefelnden Schlacke ganz oder zum Teil sowie die Oxydationsmittel und gegebenenfalls die energischen Reduktionsmittel vorher pulverisiert, gemischt und agglomeriert werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das energische Oxydationsmittel Calcium oder Natrium enthält.