AT332438B - Verfahren zur herstellung einer synthetischen schlacke und verwendung derselben bei der stahlerzeugung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer synthetischen schlacke und verwendung derselben bei der stahlerzeugung

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AT332438B
AT332438B AT914472A AT914472A AT332438B AT 332438 B AT332438 B AT 332438B AT 914472 A AT914472 A AT 914472A AT 914472 A AT914472 A AT 914472A AT 332438 B AT332438 B AT 332438B
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Bela Dipl-Hutten-Ing Galauner
Jozsef Dipl-Grubenokon Orszagh
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Tatabanyai Szenbanyak
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076Use of slags or fluxes as treating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 -schen Schlackensystemen ist eine Möglichkeit zur Weiterentwicklung der Stahlerzeugung. In diesen synthe- tischen Schlackensystemen ist der Kalk nicht mehr im ursprünglichen Zustand vorhanden, sondern in Beglei-   tungvon andern schlackebildenden Komponenten ; dadurch kann die notwendige   Schmelzzeit des Kalkes und als
Ergebnis die Produktionszeit der Stahlerzeugung verkürzt werden. Die synthetischen Schlackensysteme sind i auch deshalb vorteilhaft, weil sie die korrosive Wirkung der Schlacke verhindern bzw. verringern. Diese 
 EMI2.1 
 setzt wird, wird wegen des langsamen Aufschmelzens anfangs eine Schlacke mit beschränkter Aktivität und heterogener Zusammensetzung gebildet.

   In der ersten Phase des Sauerstoffblasens verursacht diese Schlacke eine korrodierende Wirkung, indem wegen Nichtschmelzung des Kalkes ein Mangel an schlackebildenden Komponenten auftritt und die Magnesiumoxydkomponente der Ofenauskleidung am Schlackebildungsvorgang teilnimmt. 



   Eine Richtung der Entwicklung stellt bei modernen Stahlerzeugungsverfahren die Tendenz dar, dass die Schlacke teilweise oder ganz nicht in Form von rohen schlackebildenden Stoffen, sondern schon vorbereitet dem Stahlerzeugungsprozess zugeführt wird. Mit der Vorbereitung von Schlacken und ihrer stahlindustriellen Verwendung befassen sich   z. B.   die   deutschen Patentschriften Nr. 1916419 und Nr.   2000735. Nach beiden Patentschriften wird anstatt der rohen schlackebildenden Stoffe vorbereitete Schlacke   zurStahlerzeugungbe-   nutzt. 



     Die Vorbereitungbesteht aus dem Feinmahlen der Rohstoffe, aus   der Homogenisierung auf physikalischem Weg und aus der Sinterung. Durch die Sinterung bekommt man wieder stückiges Gut, welches für die Stahlherstellung brauchbar ist. 
 EMI2.2 
 15   Gew.-%   Magnesiumoxyd, Al203 und/oder   FeOg   enthält. Die Oxyde in der Schlacke sollen den folgenden Verhältnissen entsprechen : 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4 
 höchstens 10%,   Tri02   höchstens 6%, Na20 höchstens 6%. 



   Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine synthetische Schlacke mit spezifischer Zusammensetzung herzustellen, welche durch ihre günstigen Eigenschaften den Zeitbedarf der Stahlerzeugung bedeutend ab-   kürzt   und auf die feuerfeste Auskleidung des Stahlerzeugungskonverters nicht bzw. weniger korrodierend einwirkt als die bekannten Schlacken, wobei der Schlackebildungsprozess vollkommen ausserhalb des Stahlerzeugungskonverters abläuft. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung, mit dem diese Aufgabe gelöst wird, besteht darin, dass man in 
 EMI2.5 
 



      Schmelzofen ausDiese Schlacke kann im kalten oder   geschmolzenen Zustand In den Stahlschmelzofen anstatt der Schlackebildungsstoffe aufgegeben werden. Die Anwendung ist besonders beim LD-Verfahren vorteilhaft. Die Vorteile der Erfindung werden wie folgt zusammengefasst :
Die synthetische Schlacke schmilzt sofort nach der Zugabe   (Fp. :   1250 bis 14000C) und ist sofort reaktionsfähig. Die geschmolzene Schlacke ist homogen. Die Wichtigkeit jener primären, sekundären, usw. Reaktionen verliert an Bedeutung, die zur Umänderung der wichtigsten Komponente der basischen Schlackendes festen   CaO-in   aktive Schlackenkomponenten mit gleichmässiger Verteilung beitragen.

   Aus demselben Grund ist die Bedeutung der   Diffusionsgeschwindigkeiten kleiner.   Eine Schlacke mit der vorgeschlagenen Zusammensetzung kommt an die Zusammensetzung der Endschlacke näher, als konventionell eingesetzter 
 EMI2.6 
 gewonnene   Ofenkapazitätszuwachs   kompensiert die bei der synthetischen Schlacken-Herstellung auftretenden Mehrkosten. Weiterhin ist die Anwendung des kostspieligen, umweltschädlichen Fluorites ausschliessbar. 



   Für die Erzeugung obiger Schlacke sind neben dem Brannt-Kalk als Hauptkomponente, mehrere Rohstoffe anwendbar. So z. B. der Bauxit, der Rückstand des Rotschlammes nach der Eisenentfernung, Abfall der Tonerdeindustrie, Ton, usw. 



   Besonders vorteilhaft sind die bei einigen Braunkohlegruben vorfindlichen Abgänge, welche dieselben 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Komponenten enthalten, wie die beschriebene Schlacke, und manchmal kommt auch die Zusammensetzung der der Schlacke nahe. Hinsichtlich der Schlackenerzeugung hat diese Tatsache grosse wirtschaftliche Bedeutung. 



   Die Analyse eines Abganges ist z. B. die folgende :   Si02 8, 7%, Fe203 5, 6%, A'203 10, 49o, Ca0 54, 6%, Mg0 5, 2%, Glühverlust   15%. 



   Es gibt zahlreiche bekannte Verfahren, die sich mit der Verwertung des Rotschlammes befassen, besonders zur Aufarbeitung des Eisengehaltes des Rotschlammes. Die nach der Aufarbeitung zurückbleibende Schlacke enthält als Hauptkomponenten   CaO     und A1203. Dieser Rückstand   bildet auch eine Rohstoffbasis der synthetischen Schlackenerzeugung und damit ist der Rotschlamm restlos genutzt. 



   Die Anwendung und Ausführung der Erfindung wird an Hand einer LD-Stahlerzeugung zunächst mittels einer bekannten, dann mittels einer synthetischen Schlacke vorgeführt. Die Behandlungszeit eines unberuhigten, tiefziehbaren Stahleinsatzes beträgt 31 min. Davon sind 18 min für Blasen und 13 min für Bedienung. 



  (Dosierung von Abfall, Roheisen, Schlackenbildnern, Probenahme, Schlackenabzug, Stahlabstich, Abstehenlassen.) Während des Blasens verändert sich die Zusammensetzung auf   Grund der Analysen folgendermassen.   



   Tabelle : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Blase-Badzusammensetzung <SEP> : <SEP> Schlackenzusammensetzung <SEP> : <SEP> 
<tb> zeit
<tb> min <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> CaO <SEP> SiOz <SEP> MnO <SEP> FeO <SEP> 
<tb> 0 <SEP> 4, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 1, <SEP> 65 <SEP> 0, <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 4, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 1, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 095 <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 
<tb> 4 <SEP> 3, <SEP> 65 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 040 <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 
<tb> 6 <SEP> 3, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 25, <SEP> 5 <SEP> 21, <SEP> 0 <SEP> 25, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 8 <SEP> 2, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 27, <SEP> 0 <SEP> 20, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 5 <SEP> 6,

   <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 10 <SEP> 1, <SEP> 90 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 0, <SEP> 040 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 31, <SEP> 5 <SEP> 24, <SEP> 5 <SEP> 21, <SEP> 0 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 12 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 50, <SEP> 0 <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 14 <SEP> 0, <SEP> 70 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 035 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 42, <SEP> 0 <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 16 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 0,025 <SEP> 47, <SEP> 5 <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 18 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 49, <SEP> 5 <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP> 16,

   <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI3.2 
 talleinsatz nicht, die   Bad- und Schlackenzusammensetzung   jedoch gestaltet sich wie folgt :
Tabelle : 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> CaO <SEP> Si02 <SEP> MnO <SEP> FeO <SEP> Alios
<tb> 0'4, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 1, <SEP> 65 <SEP> 0, <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 63, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 3, <SEP> 70 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 42, <SEP> 0 <SEP> 16, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 5 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 4 <SEP> 2,35 <SEP> 0,01 <SEP> 0,30 <SEP> 0,030 <SEP> 0,025 <SEP> 44,5 <SEP> 13,5 <SEP> 17,0 <SEP> 8,0 <SEP> 10,0
<tb> 6 <SEP> 1, <SEP> 15 <SEP> 1, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 030 <SEP> 42, <SEP> 5 <SEP> 13,

   <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP> 11, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> 8 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 020 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 42, <SEP> 5 <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 
<tb> 10 <SEP> 0,04 <SEP> 0,01 <SEP> 0,30 <SEP> 0,016 <SEP> 0,018 <SEP> 41,0 <SEP> 11,0 <SEP> 13,5 <SEP> 13,0 <SEP> 10,5
<tb> 
 
Folglich kann die Einsatzzeit um 26% vermindert werden, was eine proportionelle Kapazitätszunahme bedeutet. 



   Zu dieser Stahlerzeugungsperiode wurde eine synthetische Schlacke in einem 3-Phasen Lichtbogenofen hergestellt. Die folgenden Rohstoffe wurden verwendet : 
Tabelle : 
 EMI3.4 
 
<tb> 
<tb> CaO <SEP> Si02 <SEP> FeOg <SEP> Al <SEP> Og <SEP> TiO <SEP> MgO <SEP> Na <SEP> O+KO <SEP> SOg <SEP> 
<tb> Brannt-Kalk <SEP> 94, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 4-1, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Bauxit <SEP> 1,0 <SEP> 10,0 <SEP> 20,0 <SEP> 45,0 <SEP> 3,0 <SEP> 0,5 <SEP> --- <SEP> 0,2
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Für die Herstellung von einer Tonne Schlacke wurden folgende Mengen angewendet : 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Bauxit <SEP> 439 <SEP> kg <SEP> 39, <SEP> 9% <SEP> 
<tb> Brannt-Kalk <SEP> 665kg <SEP> 60, <SEP> 1% <SEP> 
<tb> 
 Die Ausbeute betrug 91%. 



   Die Analyse des   Fertigproduktes :   
 EMI4.2 
 
<tb> 
<tb> CaO <SEP> SiO2 <SEP> FeO <SEP> Al2O3 <SEP> TiO2 <SEP> MgO <SEP> Na2O <SEP> + <SEP> K2O <SEP> SO3
<tb> 65, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI4.3 
 



  Die Abstichtemperatur betrug bei dem   Auslauf : 12800C.   



    PATENTANSPRÜCHE :    
 EMI4.4 


Claims (1)

  1. Kalkstein, Brann-Kalk, Bauxit, Quarzsand, Abgänge von Kohlengruben, Ton, der nach der Eisengewinnung aus Rotschlamm entstehende Rückstand, bzw. Gemische derselben verwendet werden.
    3. Verfahren zur Herstellung von Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass man die synthetische Schlacke, hergestellt nach den Patentansprüchen 1 und 2, in einen Stahlschmelzofen eingespeist, in geschmolzenem oder festem Zustand verwendet.
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