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Verfahren zum Entschwefeln von Roheisen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschwefeln von Roheisen mit einem in einem Trägergas suspendierten und in die Schmelze einzublasenden, pulverförmigen, im wesentlichen aus gebranntem Kalk und Soda bestehenden Gemisch, wobei das Gemisch in einer Menge von 5 oder weniger Litern Trägergas je kg Kalk-Soda-Gemisch mittels einer Tauchlanze in die Schmelze eingeblasen wird, nach Patent Nr. 222675. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kalk-Soda-Gemisch einen Anteil 7-12% Soda aufweist. Es hat sich gezeigt, dass innerhalb des durch das Stammpatent geschützten Mischungsanteiles der Soda von 1 bis 18%, ein Anteil von 7 bis 12% besondere Vorteile mit sich bringt.
Wenn man auch die Vorteile der Verwendung der Soda erkannt hat, hegte man doch die ganze Zeit über Vorurteile gegen die Verwendung grösserer Sodaanteile.
Es ist bekannt, Roheisen in der Roheisenpfanne oder in besonderen Behandlungsgefässen mittels Soda zu entschwefeln. Die Entschwefelungswirkung der Soda ist stark temperaturabhängig und kommt bei den üblichen Roheisentemperaturen im allgemeinen nicht voll zur Geltung. Der Temperaturabhängigkeit wegen ist insbesondere die Erzielung des gewünschten Schwefelendwertes in vielen Fällen nicht gewährleistet. Als besonders nachteilig erweist sich überdies der Angriff der aggressiven Sodaschlacke auf die feuerfeste Auskleidung der Roheisenpfanne bzw. des Behandlungsgefässes.
Ein weiteres Entschwefelungsverfahren beruht auf der Verwendung von pulverförmigem Kalk, und dieser pulverförmige, in einem Trägergas suspendierte Kalk wird mittels einer Lanze in die Roheisenpfanne eingeblasen. Bei diesem Entschwefelungsverfahren entsteht eine feste und kompakte Schlacke und auf diese Schlackenkonsistenz sind die sehr schwierige Abschlackbarkeit und unerwünscht hohe Eisenverluste durch in der Schlacke festgehaltenes Eisen zurückzuführen.
Weitere Entschwefelungsverfahren gehen von Kalziumkarbid bzw. von Kalziumkarbonat aus. Während das Kalziumkarbid im allgemeinen wegen der hohen Kosten kaum zur Anwendung gekommen ist, ergeben sich bei dem Einsatz von Kalziumkarbonat die gleichen Nachteile wie bei der Entschwefelung mit gebranntem Kalk. Hinzu kommt beim Einsatz von Kalziumkarbonat ein auf eine starke Gasentwicklung zurückzuführender hoher Auswurf.
Grundsätzlich bietet die Kalkentschwefelung der Sodaentschwefelung gegenüber die Vorteile, dass kein Angriff auf die feuerfeste Auskleidung stattfindet, dass der Wirkungsgrad der Entschwefelung von der Temperatur weitgehend unabhängig ist und dass die Entschwefelung unabhängig vom Ausgangswert des Schwefelgehaltes bei gleicher Menge des Entschwefelungsmittels prozentual gleich bleibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die die Wirtschaftlichkeit der Kalkentschwefe- lung in Frage stellenden Nachteile, nämlich die schwierige Abziehbarkzit der Schlack : und die ursächlich mit der Schlackenkonsistenz verbundenen hohen Eisenverluste zumindest weitgehend zu beheben, und es wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, zur Entschwefelung von Roheisen ein pulverförmiges, in geringen Mengen Trägergas suspendiertes Kalk-Soda-Gemisch mit einem Anteil von 7, insbesondere von 8 bis 10, maximal bis 12% Soda in die Roheisenschmelze einzublasen.
Es ist zwar auch schon einmal vorgeschlagen worden, Roheisen mit Kalk-Soda-Mischungen, die ein Kalk-Soda-Verhältnis von 1 : 1 und mehr aufweisen, zu entschwefeln ; die Anwendung dieser Mischungen hat jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt und hat keinen Eingang in die Praxis gefunden.
Ferner ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem u. U. geringe Sodazusätze, um 5%, zum Kalk vorgesehen sind. Dabei wird das Entschwefelungsmittel auf die Oberfläche des in einem besonderen Behandlungsgefäss, nämlich einer Schüttelpfanne, befindlichen Roheisen gegeben. Die für die Entschwefelung erforderliche innige Mischung des Entschwefelungsmittels mit dem Roheisen soll durch das Schütteln der Pfanne erzielt werden. Abgesehen davon, dass das Verfahren für grosse Durchsatzmengen mit entsprechend grossen Behandlungsgefässen technisch sehr schwierig zu beherrschen sein wird und in jedem Falle sehr aufwendig ist, erfordert es zusätzliche Behandlungszeit, womit u. a. eine unerwünschte Abkühlung des Roheisens in Kauf genommen werden muss.
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Bei der erfindungsgemässen Entschwefelung mit einem Kalk-Soda-Gemisch, das einen Sodaanteil von 7 bis maximal 12% aufweist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine trockene und lockere Schlacke, die einerseits leicht abgezogen werden kann, und deren Konsistenz anderseits geringe Eisenverluste zur Folge hat. Bei einer Zugabe von weniger als 8% Soda tritt im allgemeinen ein zufriedenstellender Erfolg nicht ein ; höhere, insbesondere über 12% liegende Sodazugaben haben keinen Einfluss mehr auf die Schlackenkonsistenz. Zum Einblasen des pulverförmigen Kalk-Soda-Gemisches bedient man sich einer geringen Menge Trägergases, u. zw. vorzugsweise weniger als 5 1 Trägergas je kg Feststoff, da höhere Trägergasmengen nur zu einer unerwünschten Abkühlung des Roheisenbades führen.
Eine metallurgische Wirkung des Trägergases ist in keinem Falle beabsichtigt, sogar unerwünscht, deshalb wird im allgemeinen bei der Entschwefelung durch Einblasen von pulverförmigem Kalk Stickstoff bzw. ein anderes inertes Gas verwendet. Da die Trägergasmengen, in denen das Entschwefelungsmittel bei dem Verfahren gemäss der Erfindung suspendiert ist, ausserordentlich gering sind, kann bei dem Verfahren gemäss der Erfindung ohne weiteres auch Luft, u. zw. ungeachtet ihrer an sich oxydierenden Wirkung, zum Einsatz kommen, ohne dass der Entschwefelungseffekt beeinträchtigt wird.
Die Zuführung des in dem Trägergas suspendierten Kalk-Soda-Gemisches in die Roheisenschmelze erfolgt beispielsweise mittels einer Tauchlanze, die tief, u. zw. etwa 1, 5 m, in die Roheisenschmelze eintaucht ; es ist jedoch auch möglich, das Entschwefelungsgemisch insbesondere in speziellen Behandlungsgefässen durch die seitliche Wandung des Gefässes unterhalb des Badspiegels oder aber von unten her durch den Boden des Gefässes zuzuführen. Bei der Zuführung des Entschwefelungsgemisches mittels einer Tauchlanze genügt ein Druck in dem Förderrohr in Höhe von etwa 1 bis 1, 2 atü, um den ferrostatischen Druck zu überwinden.
Der Vorteil der Entschwefelung gemäss der Erfindung gegenüber der reinen Kalkentschwefelung wird in der folgenden Gegenüberstellung von Mittelwerten aus einer Vielzahl von Versuchen nachgewiesen :
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<tb>
<tb> Katk-Entschwefe-Kalk-Soda-Entlung <SEP> Schwefelung
<tb> 1 <SEP> Roheisen-Einsatzgewicht <SEP> (t)............................. <SEP> 41, <SEP> 2 <SEP> 41, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 2a <SEP> Menge <SEP> des <SEP> zugegebenen <SEP> Entschwefelungsmittels <SEP> (kg)........ <SEP> 650 <SEP> 508
<tb> 2b <SEP> 2 <SEP> a <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> 1 <SEP> (%) <SEP> ........................... <SEP> 16 <SEP> 12
<tb> 2 <SEP> c <SEP> Menge <SEP> des <SEP> in <SEP> 2 <SEP> a <SEP> enthaltenen <SEP> Kalkes <SEP> (kg) <SEP> .. <SEP> 650 <SEP> 467
<tb> 2 <SEP> d <SEP> Menge <SEP> der <SEP> in <SEP> 2 <SEP> a <SEP> enthaltenen <SEP> Soda <SEP> (kg)...... <SEP> ""...
<SEP> 41 <SEP>
<tb> 2 <SEP> e <SEP> Sodaanteil <SEP> in <SEP> 2 <SEP> a <SEP> (%)................................... <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 3 <SEP> a <SEP> Pfannenprobe <SEP> auf <SEP> S <SEP> vor <SEP> der <SEP> Entschwefelung <SEP> (%).......... <SEP> 0, <SEP> 130 <SEP> 0, <SEP> 144 <SEP>
<tb> 3 <SEP> b <SEP> Pfannenprobe <SEP> auf <SEP> S <SEP> nach <SEP> der <SEP> Entschwefelung <SEP> (%)......... <SEP> 0, <SEP> 063 <SEP> 0, <SEP> 060 <SEP>
<tb> 3 <SEP> c <SEP> Entschwefelungsgrad <SEP> (S <SEP> x <SEP> 100/S) <SEP> (%)...................... <SEP> 48, <SEP> 5 <SEP> 57, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 4 <SEP> a <SEP> Eisenverlust <SEP> (t) <SEP> 1, <SEP> 80 <SEP> 0, <SEP> 61 <SEP>
<tb> 4 <SEP> b <SEP> 4 <SEP> a <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> l <SEP> (%)..................................
<SEP> 4, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 48 <SEP>
<tb> 5 <SEP> Zeitaufwand <SEP> für <SEP> das <SEP> Abschlacken <SEP> von <SEP> Hand <SEP> (min) <SEP> 20-25 <SEP> max. <SEP> 5
<tb>
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Verbrauch an Entschwefelungsmitteln und ein besserer Entschwefelungsgrad, was auf einen besseren Wirkungsgrad des Entschwefelungsmittels gemäss der Erfindung hindeutet. Die Eisenverluste sinken um etwa 66%. Der Zeitaufwand für das Abschlacken verringert sich auf ungefähr 20% des entsprechenden Aufwandes bei der Kalkentschwefelung.
Insbesondere die Verringerung der Eisenverluste und die Erleichterung des Abschlackens, die sich
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entschwefelung mit ihren bekannten Nachteilen angewiesen ist.
Gegenüber der Entschwefelung mit der Schüttelpfanne zeichnet sich das Verfahren gemäss der Erfindung u. a. dadurch aus, dass es keines Spezialgefässes bedarf. Überdies ist die Behandlungszeit bei dem Verfahren gemäss der Erfindung kürzer. Schliesslich kommt man mit einer geringeren Menge an Entschwefelungsmitteln, nämlich etwa 2/3 der in der Schüttelpfanne benötigten Menge, aus.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Entschwefeln von Roheisen mit einem in einem Trägergas suspendierten und in die Schmelze einzublasenden, pulverförmigen, im wesentlichen aus gebranntem Kalk und Soda bestehenden Gemisch wobei das Gemisch in einer Menge von 5 oder weniger Litern Trägergas je kg Kalk-Soda-Gemisch mittels einer Tauchlanze in die Schmelze eingeblasen wird, nach Patent Nr. 222675, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalk-Soda-Gemisch einen Anteil 7-12% Soda aufweist.