AT408450B

AT408450B - Verfahren zum entchromen und/oder entnickeln von flüssigen schlacken

Info

Publication number: AT408450B
Application number: AT80042001A
Authority: AT
Original assignee: Holderbank Financ Glarus
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-11-26
Also published as: ATA80042001A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entchromen und/oder Entnickeln von   flüssi-   gen Schlacken oder Schlackengemischen und Stäuben, bei welchem die flüssige Schlacke auf ein
Metallbad, insbesondere Fe-Bad, aufgegeben und durch Einbringen von Kohlenstoff oder Kohlen- stoffträgern reduziert wird. 



   Flüssige Stahlwerksschlacken aus der Edelstahl- oder Ferrochromherstellung enthalten je nach ihrer Herkunft und insbesondere je nach dem Anteil und der Zusammensetzung der bei der Stahl- herstellung eingesetzten Schrottzusätze In erster Linie relativ hohe Chromoxidgehalte. Auch Man- ganoxide werden in relativ hoher Menge beobachtet. Bei bestimmten Stahlschlacken werden auch relativ hohe Nickel- und relativ hohe Vanadiumgehalte beobachtet. Im Falle von Stahischlacken mit relativ hohen Vanadiumgehalten wurde in der EP 770 149 A1 bereits vorgeschlagen nach einem ersten Reduktionsprozess unter Einsatz von Kohlenstoffträgern in einem gesondert nachgeschalteten Reduktionskonverter Vanadium unter Verwendung von Reduktionsmitteln mit höherem Reduktionspotential rückzugewinnen.

   Zu diesem Zweck wurde zunächst das gesamte Chrom und Mangan carbothermisch reduziert, wofür die Schlacke über einem Metallbad, in weiches Kohlenstofftrager, wie beispielsweise Methangas eingeleitet wurden, über einen längeren Zeitraum behandelt wurde. Ein nicht unerheblicher Anteil des Kohlenstoffeintrages wurde aufgrund der vorgeschlage- nen relativ langen Behandlungsdauer zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperaturen ver- braucht. 



   Die Verwendung eines gesonderten und in der Regel auch gesondert zu beheizenden Reduktionsreaktors für die Abtrennung von Vanadium gestaltet sich naturgemäss nur dann wirtschaftlich, wenn Vanadium In entsprechend hoher Menge vorliegt, sodass die Wirtschaftlichkeit aus dem Wert des rückgewonnenen Vanadiums resultiert. Wenn in erster Linie ein weitestgehendes Entchromen von Stahlschlacken bezweckt werden soll, ergeben sich bei der bekannten Verfahrensweise relativ lange Behandlungszeiten und dadurch relativ hohe thermische Verluste. 



   Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auch dann, wenn wirtschaftliche Gutschriften durch Rückgewinnung von teuren metallischen Rohstoffen nicht erzielt werden können, eine sichere Entchromung unter gleichzeitiger Herabsetzung der gesamten Behandlungszeit erzielt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen darin, dass der Kohlenstoffeintrag in das Metallbad bis zu einer Abnahme des Cr- und/oder Ni-Oxidgehaltes der Schlacke auf einen Wert zwischen   0,     8 Gew. %   und 0, 2 Gew. % vorgenommen wird und dass bei Erreichen des vorgegebenen Cr-Oxidgehaltbereiches der Schlacke Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential, wie   z. B.   



  Al, Ca, Si, Fe-Si oder Ca-Si, zur Absenkung des Cr- und/oder Ni-Oxidgehaltes auf unter 0, 15 Gew. %, vorzugsweise unter 0, 08 Gew. %, zugesetzt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren wird somit unter Verwendung lediglich eines Konverters durchgeführt, wobei dadurch, dass die carbothermische Reduktion unter Einsatz von   Kohlenstoffträgern,   wie z. B.

   Kohlenwasserstoffen bereits zu einem Zeitpunkt abgebrochen wird, zu welchem die Schlacke noch einen relativ hohen und in der Regel inakzeptablen Chrom- oder Ni-Oxidgehalt aufweist, sodass derartige Schlacken nicht unmittelbar   als Zementzumahlstoffe   eingesetzt werden können, wird die Behandlungszeit bis zu diesem Zeitpunkt wesentlich herabgesetzt und dadurch, dass bei Erreichen eines derartig vordefinierten relativ hohen   Chrom- undloder Ni-Oxidgehaltes   nunmehr unmittelbar im gleichen Konverter Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential zugesetzt werden, gelingt es das Verfahren in relativ kurzer Zeit abzuschliessen und den Chrom- und/oder Ni-Oxidgehalt sicher unter die vorgegebenen Grenzwerte zu führen. Mit einer derartigen stufenweisen Reduktion gelingt es naturgemäss auch andere Edelstahlbegleitelemente, wie z. B.

   Mo oder Vanadium, auf unkritische Werte in den Schlacken abzusenken. 



   Mit Vorteil wird im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens hiebei so vorgegangen, dass der Fe-Si-Zusatz in Mengen zwischen 3 und 15 kg/t Schlacke, vorzugsweise 6 bis 10 kgit Schlakke, erfolgt. Sofern weitere mit derartigen Reduktionsmitteln reduzierbare Substanzen in der Schlacke enthalten waren, wie beispielsweise Vanadiumoxid, Manganoxid, Nickeloxid oder Molybdänoxid, werden diese naturgemäss in dieser Verfahrensstufe gleichzeitig in das Bad reduziert. 



   Die im Anschluss an die carbothermische Reduktion entstandene reduzierte Schlacke reagiert mit dem anschliessend eingebrachten Reduktionsmittel relativ langsam, wobei die Geschwindigkeit der Reaktion und insbesondere die Reduktionskinetik dadurch wesentlich verbessert werden kann, wenn, wie es einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens entspricht, das Bad nach der 

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 Zugabe der Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential mit Inertgas gespült wird. Durch die Rührwirkung des eingebrachten Inertgases, weiches beispielsweise Stickstoff oder Argon sein kann, wird die Reaktion wesentlich beschleunigt, sodass mit überaus kurzen Behandlungszeiten zur Erzielung der gewünschten Chromoxidendgehalte das Auslangen gefunden werden kann. 



   Insgesamt wird in besonders vorteilhafter Weise so vorgegangen, dass die erste carbothermische Reduktion über einen Zeitraum von 15 bis 30 min. und die zweite Reduktion über einen Zeitraum von 3 bis   10 min. durchgeführt wird.   



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines   Ausführungsbeispieles   näher erläutert. 



   Ausführungsbeispiel
In einem Konverter wurde auf 10 t Roheisen 3 t einer Schlacke mit der nachfolgenden Richtanalyse im flüssigen Zustand chargiert : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Stahischlacke
<tb> Gew. <SEP> % <SEP> 
<tb> CaO <SEP> 47, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Si02 <SEP> 26, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> AI203 <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> MgO8, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> Ti02 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> FeO1, <SEP> 7 <SEP> 
<tb> MnO1, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> CrzOs6, <SEP> 7 <SEP> 
<tb> 
 
Die Metalloxidgehalte wurden anschliessend durch gleichzeitiges Einbringen von Kohle und Sauerstoff auf die nachfolgenden Gehalte abgesenkt :

   
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Metalloxidgehalte <SEP> nach <SEP> carbothermischer <SEP> Reduktion
<tb> Gew. <SEP> % <SEP> 
<tb> FeO1, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> MnO <SEP> 0, <SEP> 8
<tb> Cr203 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 
   Im Anschluss erfolgte die Zugabe von 30 kg Ferrositizium und die Spülung des Bades mit 55 Nm3 Stickstoff über einen Zeitraum von 5 min.

   Die Reduktionswirkung des im Eisenbad gelös-   ten Siliziums ergab folgende Schlackenendzusammensetzung : 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Schlacke <SEP> nach <SEP> starker <SEP> Reduktion
<tb> Gew. <SEP> % <SEP> 
<tb> CaO <SEP> 41, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Si02 <SEP> 35, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> AI203 <SEP> 12, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> MgO7, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Ti02 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> FeO0, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> MnO0, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> CrzO <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> 
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
Die gesamte zweistufige Reduktion konnte in einem Konverter durchgeführt werden, wobei ausgehend von einem Chromoxidgehalt von 6, 7 Gew. % am Ende der carbothermischen Reaktion ein Chromoxidgehalt von 0, 3 Gew. % nach einer Behandlungsdauer von 20 min. gefunden wurde. 



  Bei der anschliessenden silikothermischen Reduktion über einen Zeitraum von 5 min. gelang es den Chromoxidgehalt von 0, 3 Gew. % auf 0, 07 Gew. % abzusenken. Aufgrund der relativ kurzen Behandlungsdauer konnten die thermischen Verluste wesentlich herabgesetzt werden und der Einsatz an   Kohlenstoffträgern   in höherem Masse zur Reduktion genützt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Entchromen und/oder   Entnickeln   von flüssigen Schlacken oder Schlacken- gemischen, bei welchem die flüssige Schlacke auf ein Metallbad, insbesondere Fe-Bad, aufgegeben und durch Einbringen von Kohlenstoff oder Kohlenstoffträgern reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffeintrag in das Metallbad bis zu einer Abnah- me des Cr- und/oder Ni-Oxidgehaltes der Schlacke auf einen Wert zwischen 0, 8 Gew. % und 0, 2 Gew. % vorgenommen wird und dass bei Erreichen des vorgegebenen Cr-Oxid- gehaltbereiches der Schlacke Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential, wie   z. B.   



     AI,   Ca, Si, Fe-Si oder Ca-Si, zur Absenkung des Cr- und/oder Ni-Oxidgehaltes auf unter
0, 15 Gew. %, vorzugsweise unter 0, 08 Gew. %, zugesetzt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Si-Zusatz in Mengen zwischen 3 und 15 kg/t Schlacke, vorzugsweise 6 bis 10 kg/t Schlacke, erfolgt.

3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad nach der Zuga- be der Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential mit Inertgas gespült wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste carbother- mische Reduktion über einen Zeitraum von 15 bis 30 min. und die zweite Reduktion über einen Zeitraum von 3 bis 10 min. durchgeführt wird.