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Die Erfindung bezieht sich auf eine Masse für die Entschwefelung von Eisenmetallschmelzen.
Die schädlichen Auswirkungen von Schwefel in Stahl sind bekannt, und es wurden viele Entschwefelungsverfahren vorgeschlagen. Solche Verfahren sind z. B. die externen Entschwefelungsverfahren, d. h. Verfahren die ausserhalb des Hochofens durchgeführt werden. Sie wurden sowohl für die Entfernung von Schwefel aus Eisen in Giesspfanne und zuletzt auch für die Entfernung von Schwefel aus Stahl in Giesspfanne vorgeschlagen.
Die GB-PS Nr. 1, 305, 466 schlägt für die Entschwefelung von Eisenmetallschmelzen gesinterte Mischungen vor, die Kalk und Calciumfluorid enthalten, jedoch von Aluminiumoxyd frei sein sollen.
Aus der US-PS Nr. 4, 014, 684 geht eine ungesinterte Mischung für die Entschwefelung von Eisenmetallschmelzen als bekannt hervor, die zumindest 60% Kalk, 1 bis 20% Natriumcarbonat, 5 bis 30% eines Alkali- oder Erdalkalimetallfluorids und 5 bis 20% Aluminiumoxyd enthält und der Metallschmelze in Teilchenform zugeführt werden soll.
Beiden Mischungen haften Nachteile an, die durch die Erfindung beseitigt werden sollen.
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10 Gew.-% Natriumcarbonat, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in gesinterter Form vorliegt.
Die Anwesenheit von Aluminiumoxyd in der erfindungsgemässen gesinterten Masse unterstützt eine rasche Reaktion der Bestandteile, so dass sich eine sehr flüssige Schlacke bei relativ tiefen Temperaturen bildet und eine wirksame Entschwefelung in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit gewährleistet ist.
Auch kann die erfindungsgemässe Masse in relativ grober Körnung eingesetzt und die Umweltbelastung damit vermindert werden.
Der Natriumearbonatgehalt soll, um die Rauchentwicklung zu vermindern, möglichst gering gehalten werden.
Gegenüber ungesinterten Mischungen bietet die erfindungsgemässe Masse ebenfalls mehrere Vorteile : Erstens bildet sich die Schlacke aus den Bestandteilen rascher, wenn sie gesintert sind, als im Falle ihrer Verwendung als einfache Mischung. Zweitens wird die Staub- und Rauchentwicklung im Gebrauch deutlich herabgesetzt. Drittens wird bei Sinterung die Neigung der Massen, Feuchtigkeit zu absorbieren, deutlich verringert. Dies ist bei den hohen Kalkgehalten der Massen besonders wichtig ; der verminderte
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;Injektion inMetallschmelzen,'wobei die Gefahr einer Verstopfung der Blaslanze und der zugehörigen Zufuhreinrichtungen wesentlich herabgesetzt ist.
Der verminderte Feuchtigkeitsgehalt hat auch noch den wesentlichen Vorteil, dass er das Risiko einer Metallverunreinigung durch Wasserstoff in einem Ausmass, dass es brüchig würde, reduziert.
Von Siliciumdioxyd ist bekannt, dass es mit Kalk bei Eisen- und Stahlerzeugungstemperaturen unter Bildung eines Produktes mit viel niedrigerem Schmelzpunkt reagiert. Da es sauer reagiert und daher die durch den Kalk herbeigeführte Basizität vermindert, soll es in den erfindungsgemässen Massen nicht oder
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Giesspfanne eingebracht wird, unterstützt die Turbulenz den Kontakt zwischen dem Mittel oder der daraus gebildeten Schlacke und der Metallschmelze, und dies fördert die Entschwefelung. Sobald jedoch die Giesspfanne voll ist, herrscht wenig oder keine Turbulenz, und es tritt meist keine weitere Entschwefelung auf. Da die Anstichdauer sogar für einen 300 t-Schmelzgang nur vier Minuten betragen kann, steht sehr wenig Zeit für die Bildung einer flüssigen Schlacke und ihre Einwirkung auf das Metall zur Verfügung.
Die erfindungsgemässen Massen haben den Vorteil, dass sie flüssige Schlacken sehr rasch bilden können.
Besonders bevorzugt wird eine Masse, die bei 11500C zu schmelzen beginnt, bei 1250 C vollständig geschmolzen ist und bei 1350 C eine sehr flüssige Schlacke bildet. Diese schnelle Bildung einer sehr flüssigen Schlacke begünstigt eine rasche Entschwefelung ganz wesentlich.
Die erfindungsgemässe Masse kann zweckmässig hergestellt werden, indem man ihre Bestandteile in Teilchenform mischt und diese Mischung vorzugsweise ähnlich wie Portlandzement sichert. Ein Drehofen, wie er für das Zementrösten verwendet wird, der eine Temperatur von etwa 1100 bis 1200 C liefert, ist geeignet. Das erhaltene gesinterte Material kann gesiebt werden, um ein Pulver oder Granulat zu
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erhalten. Vorzugsweise haben höchstens 15 Gew.-% des Produktes eine Teilchengrösse von 0, 075 mm und darunter.
Die Eisenmetallschmelze kann auf beliebige Weise mit der erfindungsgemässen Masse in Kontakt gebracht werden, z. B. Einblasen unter die Metalloberfläche mittels eines inerten oder Kohlenwasserstoff- gases als Träger bzw :' Euibringen in einen Behälter, z. B. eine Giesspfanne, vor dem oder während des Eingiessen (s).
Die erfindungsgemässe Masse ist besonders für die Entschwefelung von Stahl geeignet.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel l : Eine Mischung von Teilchen der folgenden Bestandteile in den angegebenen
Prozentsätzen wird hergestellt und gesintert :
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<tb>
<tb> Kalk <SEP> 61 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Flussspat <SEP> 24 <SEP> Gew.-%
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> 10 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumcarbonat <SEP> 5 <SEP> Gew.-%.
<tb>
Die Mischung wird in einem 12 m langen Drehofen, der mit einer Geschwindigkeit von 1 Umdr/min rotiert, gesintert. Die erforderliche Wärme wird von einem Brenner geliefert, der eine Temperatur von 1150 C in der Brennerzone ergibt, die sich gegen das hintere Ende des Ofens auf 250 C vermindert. Die Mischung wird dem Ofen in einer Menge von 200 kg/h zugeführt, und das erhaltene harte, gesinterte Produkt wird auf - 12 mm gesiebt.
500 kg des gesiebten, gesinterten Produkts werden in einer Menge von 5, 5 kg/t Stahl in eine Giesspfanne eingetragen, wenn Stahl bei 1640 C aus einem elektrischen Hochofen in die Giesspfanne gegossen wird. Der Zusatz ist beendet, wenn die Giesspfanne zu 1/3 voll ist. Ebenso werden Legierungsbestandteile zugesetzt, und die Temperatur des Stahls in der Giesspfanne beträgt 1620oC.
Der Stahl im Hochofen hat einen Kohlenstoffgehalt von 0, 06% und einen Schwefelgehalt von 0, 024%.
Nach der Behandlung beträgt der Kohlenstoffgehalt 0, 12% und der Schwefelgehalt 0, 012%, während die Silizium-, Mangan- und Phosphorgehalte 0, 25%, 1, 05% bzw. 0, Oleo betragen. Um dieselbe Entschwefelung
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Mischung verbunden.
Bei einem weiteren Versuch werden 500 kg der gesiebten gesinterten Mischung auf den Boden einer Giesspfanne aufgebracht, und Stahl aus einem elektrischen Hochofen wird darauf gegossen. Das gesinterte Produkt wird in einer Menge von 7 kg/t Stahl eingesetzt.
Vor dem Anstich ist die Stahlanalyse :
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<tb>
<tb> 0, <SEP> 07% <SEP> C, <SEP> 0, <SEP> 26% <SEP> Si, <SEP> 0, <SEP> 62% <SEP> Mn, <SEP> 0, <SEP> 034% <SEP> P, <SEP> 0, <SEP> 107% <SEP> S, <SEP> 0, <SEP> 019% <SEP> Al <SEP> ; <SEP>
<tb> nach <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> ergibt <SEP> sich <SEP> folgende <SEP> Analyse <SEP> : <SEP>
<tb> 0, <SEP> 09% <SEP> C, <SEP> 0, <SEP> 35% <SEP> Si, <SEP> 0, <SEP> 75% <SEP> Mn, <SEP> 0, <SEP> 035% <SEP> P, <SEP> 0, <SEP> 035% <SEP> S, <SEP> 0, <SEP> 01% <SEP> Al. <SEP>
<tb>
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wesentlichen Fortschritt gegenüber der ungesinterten Mischung darstellt. Wieder tritt kein Stauben auf, und die Rauchentwicklung ist sehr verringert.
Beispiel 2 : Eine teilchenförmige Mischung der folgenden Bestandteile in den angegebenen Prozentsätzen wird hergestellt und dann gesintert :
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<tb>
<tb> Kalk <SEP> 70 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> 5 <SEP> Gew.-%
<tb> Flussspat <SEP> 25 <SEP> Gew.-%. <SEP>
<tb>
Das gesinterte Produkt ist für die Entschwefelung von Eisenmetallschmelzen geeignet ; sein Wirkungsgrad bei der Entschwefelung ist dem der ungesinterten Mischung überlegen ; es ist staubfrei und entwickelt nur wenig Rauch.
Beispiel 3 : Eine Mischung von Teilchen der folgenden Bestandteile wird hergestellt und gesintert :
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<tb>
<tb> Kalk <SEP> 65 <SEP> Gew.-%
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> 10 <SEP> Gew.-%
<tb> Flussspat <SEP> 25 <SEP> Gew.-%.
<tb>
Die Eigenschaften des gesinterten Produkts sind im allgemeinen denen des Produkts nach Beispiel 2 ähnlich.