AT235244B - Verfahren zur Herstellung von gereinigtem großkristallinem, reaktionsträgem Kalziumoxyd - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von gereinigtem grosskristallinem, reaktionsträgem Kalziumoxyd 
Bei vielen metallurgischen Prozessen und für   feuerfeste Erzeugnisse werden Stampfmassen   bzw. Formsteine bisher vielfach aus Magnesiumoxyd-,   Spinell- oder Dolomitmassen   eingesetzt. Neuere Untersuchungen zeigten, dass sich Kalziumoxydmassen aus Brannt-oder Sinterkalk gegenüber den erwähnten Massen sowohl in metallurgischer Hinsicht als auch in der Standzeit vorteilhafter verhalten. Verschmolzener Kalk weist diese guten Eigenschaften in noch stärkerem Masse auf, jedoch ist es bisher nicht gelungen, Schmelzen in grosstechnischem Masse durchzuführen, da keine Verfahren bekannt sind, um geschmolzenen Kalk in der geforderten Reinheit herzustellen. 



   Von besonderer Bedeutung ist dabei, die beim Schmelzen im Lichtbogen selbst beim Einsatz reinster Grafit-Elektroden noch mögliche Bildung von Kalziumkarbid weitgehend zu verhindern, da dieses das Schmelzgut praktisch unverwertbar macht. Ausserdem müssen die im Rohstoff enthaltenen Verunreinigungen durch den Schmelzvorgang so weit als möglich entfernt werden. 



   Es wurde nun gefunden, dass es gelingt, gereinigtes grosskristallines, reaktionstrages Kalziumoxyd dadurch herzustellen, dass man gebrannten, technischen Kalk schmilzt und nach der Eintragung der gesamten Charge die Schmelze durch gesteuerte Abkühlung von einer Richtung aus zur Kristallisation bringt, worauf man nach einer Grobzerkleinerung die ausgeseigerten Verunreinigungen von den gereinigten Kristallen abtrennt. Die gesteuerte Abkühlung erfolgt dabei zweckmässig durch Änderung von Spannung und Stromstärke. 



     Beispiel :   In einem Higgins-Lichtbogenofen, wie er z. B. zum Schmelzen von Elektrokorund eingesetzt wird, wurde eine Charge von 13000 kg Branntkalk nachfolgender chemischer Zusammensetzung geschmolzen : 
 EMI1.1 
 
<tb> 
<tb> SiO <SEP> ouf <SEP> 38% <SEP> 
<tb> FeO <SEP> 0, <SEP> 22% <SEP> 
<tb> TiO <SEP> 0, <SEP> 02%
<tb> Al <SEP> 0, <SEP> 08% <SEP> 
<tb> Nua <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 0310 <SEP> 
<tb> O <SEP> 0, <SEP> 060/0 <SEP> 
<tb> MgO <SEP> 0, <SEP> 00/0 <SEP> 
<tb> CaO <SEP> 99, <SEP> 21%
<tb> 
 
Das Rohgut hatte eine Stückgrösse von 10 bis 40 mm. 



   Feingut in der Charge sollte möglichst vermieden werden, da es beim Betrieb des Lichtbogenofens zu lästiger Verstaubung führt. Die Stückgrösse sollte nicht über 40 mm liegen, da sonst nicht die Gewähr be- 

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 steht, dass das Material völlig einwandfrei durchgebrannt ist. Nicht völlig durchgebrannte Kalk führt durch explosionsartige Gasentwicklung zum Verspritzen des flüssigen Schmelzgutes. 



   Um beim Anfahren des Ofens möglichst schnell zu einem Schmelzbad zu kommen, ist es erforderlich, mit hoher Spannung,   u. zw.   mit zirka 2,5 V je cm Elektrodenabstand anzufahren. Der eigentliche Schmelzprozess wurde mit niedrigerer Spannung von etwa 1 V je cm Elektrodenabstand weitergeführt. Die Belastung lag bei 10 000 A. Nachdem die gesamte Charge eingetragen und geschmolzen war, wurde der Block durch langsame Änderung von Spannung und Stromstärke von unten und von den Seiten her zur Kristallisation gebracht. Dieser für die Ausbildung der Kristalle und für die Reinigung der Schmelze entscheidende Vorgang wurde folgendermassen durchgeführt.

   Bei einer Charge von zirka 13 t wurde die Abkühlung gesteuert durch Veränderung von Spannung und Belastung über   4 - 5   h durch stufenweises Steigern der Spannung von 1 V je cm Elektrodenabstand auf 3 V je cm Elektrodenabstand und gleichzeitiges   stu-   fenweises Senken der Stromstärke etwa im umgekehrten Verhältnis zur Steigerung der Spannung. 



   Die im oben beschriebenen Beispiel angewandten Werte sind aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Zeit <SEP> Spannung <SEP> Stromstärke <SEP> Schmelzperiode
<tb> 1. <SEP> - <SEP> 2. <SEP> h <SEP> von <SEP> 300 <SEP> bis <SEP> 125 <SEP> V <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 10000 <SEP> A <SEP> Anfahren
<tb> 3. <SEP> - <SEP> 27. <SEP> h <SEP> 125 <SEP> V <SEP> 10 <SEP> 000 <SEP> A <SEP> Schmelzen
<tb> 28. <SEP> h <SEP> 175 <SEP> V <SEP> 7000 <SEP> A) <SEP> 
<tb> 29. <SEP> h <SEP> 225V <SEP> 5000 <SEP> A) <SEP> 
<tb> 30. <SEP> h <SEP> 250 <SEP> V <SEP> 4000 <SEP> A <SEP> Abkühlen
<tb> 31. <SEP> h <SEP> 275 <SEP> V <SEP> 3500 <SEP> A)
<tb> 32.

   <SEP> h <SEP> 300 <SEP> V <SEP> 3000 <SEP> A)
<tb> 
 
Diese Steuerung geschieht beim Higgins-Ofen durch entsprechendes stufenweises Anheben der Elektroden, wodurch der Anteil an Widerstandsheizung im Schmelzbad verringert und der an Lichtbogenheizung erhöht wird. Nach 5stündiger Abkühlung in dieser Weise wurde der Ofen abgeschaltet. Durch diese langsame, gesteuerte Abkühlung bildeten sich von dem gekühlten Ofenboden und von der gekühlten Mantelfläche her sehr reine, grosse Kalkkristalle aus. Die Restschmelze wurde durch den Lichtbogen an der Oberfläche des Schmelzbades bis zum Schluss flüssig gehalten und nahm die im Rohgut enthaltenen Verunreinigungen und die auch bei vorsichtigem Schmelzen unvermeidlichen Kalziumkarbidanteile auf. 



   Nach dem Erkalten wurde der Block mit einem Fallgewicht zerkleinert. Die gut erkennbare erstarrte Restschmelze wurde aussortiert und verworfen. Ebenso wurden durch Sortieren die nicht vollständig durchgeschmolzenen Anteile der Randzone entfernt. Nach dem Zerkleinern des Blockes wurden nachfolgende Anteile erhalten. 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> 



  8 <SEP> 270 <SEP> kg <SEP> Schmelzkalkkristalle <SEP> zur <SEP> weiteren <SEP> Verwendung,
<tb> 690 <SEP> kg <SEP> unverwertbare <SEP> Restschmelze,
<tb> 3 <SEP> 650 <SEP> kg <SEP> nicht <SEP> vollständig <SEP> durchgeschmolzene <SEP> Randstücke,
<tb> 390 <SEP> kg <SEP> Schmelzverlust.
<tb> 



  13000 <SEP> kg
<tb> 
 
Das aussortierte, brauchbare Material bestand aus glasklaren, einige Zentimeter grossen Kristallen von steinsalzähnlichem Aussehen. Die chemische Zusammensetzung dieser Kristalle war : 

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 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> SiOz <SEP> 0, <SEP> 001%
<tb> Fez <SEP> 03 <SEP> 0, <SEP> 0060/0 <SEP> 
<tb> TiO2 <SEP> 0, <SEP> 001% <SEP> 
<tb> Al2O3 <SEP> 0,01 <SEP> %
<tb> NaO <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> % <SEP> 
<tb> 0 <SEP> 0, <SEP> 01. <SEP> % <SEP> 
<tb> MgO <SEP> 0, <SEP> 02%
<tb> CaO <SEP> 99, <SEP> 95 <SEP> %
<tb> 
 
Das Schmelzgut wurde in bekannter Weise zerkleinert und in Kornfraktionen klassiert. 



   PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von gereinigtem, grosskristallinem, reaktionsträgem Kalziumoxyd, da- durch gekennzeichnet, dass man gebrannten, technischen Kalk schmilzt-und nach der Eintragung der ge- samten Charge die Schmelze durch gesteuerte Abkühlung von einer Richtung aus zur Kristallisation bringt, worauf man nach einer Grobzerkleinerung die ausgeseigerten Verunreinigungen von den gereinigten Kri- stallen abtrennt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Abkühlung durch Ände- rung von Spannung und Stromstärke erfolgt.