DD292478A5

DD292478A5 - Mittel und verfahren zum entschwefeln von metallschmelzen

Info

Publication number: DD292478A5
Application number: DD90338557A
Authority: DD
Inventors: Hermann Schroedter; Albert Braun; Harald Scholz
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-08-01
Also published as: US4988387A; NO901142D0; ZA901876B; CA2011380A1; EP0387580A1; NO901142L; DE3908071A1; PT93412A; JPH02282411A

Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel und Verfahren zum Entschwefeln von Metallschmelzen. Ein Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere von geschmolzenem Eisen, besteht aus den Komponenten CaC2-CaO-Kristallgemenge mit maximal 62 Massenanteilen in % CaC2, gasabspaltende Substanzen und 0 bis 44 Massenanteilen in % metallisches Magnesium. Zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere von geschmolzenem Eisen, unter Verwendung dieses Mittels fluidisiert man entweder sowohl das aus den Komponenten CaC2-CaO-Kristallgemenge und gasabspaltenden Substanzen bestehende Gemisch als auch das Magnesium getrennt und vereinigt beide Fluidate unmittelbar vor ihrem Eintritt in die Schmelze, oder man fluidisiert die Komponenten CaC2-CaO-Kristallgemenge, gasabspaltende Substanzen und Magnesium gemeinsam und bringt das Fluidat in die Schmelze ein.{Metallschmelze-Entschwefelung; Entschwefelungsmittel; CaC2-CaO-Kristallgemenge; Magnesium, metallisch}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere von geschmolzenem Eisen, auf der Grundlage von im Schmelzfluß gewonnenen CaCj-CaO-Kristallgemengen sowie Verfahren zum Entschwefeln von Metallschmelzen unter Verwendung dieses Mittels.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der US-PS 3771259 ist ein Verfahren zur Herstellung von niederlitrigem Calciumcarbid aus höherlitrigem Calciumcarbid bekannt, bei welchem man in flüssiges höherlitriges Calciumcarbid Calciumoxid in einer Korngröße von 1 bis 8mm einträgt, wobei es besonders vorteilhaft ist, das Calciumoxid während des Abstiches in den schmelzflüssigen Calciumcarbidstrahl einzudosieren. Dadurch wird die Litrigkeit des schmelzflüssigen Calciumcarbids von 280 bis 3001 Acetylen/kg Carbid auf 230 bis 260I Acetylen/kg Carbid herabgesetzt.

Das Mittel zum Entschwefeln von Roheisen- oder Stahlschmelzen nach der US-PS 4323392, welches 20 bis 55 Massenanteile in % CaC₂ und 45 bis 80 Massenanteile in % CaO enthält, wird hergestellt, indem man in eine in bekannter Weise gewonnene Calciumcarbidschmelze mit einem CaO-Gehalt bis zu 45 Massenanteile in % auf Temperaturen bis zu 2000"C vorerhitztes, feinteiliges Calciumoxid in einer Gesamtmenge von 48 bis 95 Massenanteile in %, bezogen auf das Endprodukt, einbringt.

Schließlich besteht das feinkörnige Mittel zum Entschwefeln von geschmolzenem Eisen nach der EP-OS 226 994 im wesentlichen aus technischem Calciumcarbid, enthaltend 65 bis 85 Massenanteile in %, und getrockneter Kohle mit mindestens 15 Massenanteile in % flüchtigen Bestandteilen, wobei der Kohlegehalt 2 bis 50 Massenanteile in % betragen kann. Weiterhin kann das feinkörnige Mittel zusätzlich Magnesium enthalten.

Nachteilig ist bei dem zuletzt genannten feinkörnigen Mittel, daß es einen hohen CaC₂-Anteil enthält, welcher die Wirtschaftlichkeit der Entschwefelung von Eigenschmelzen negativ beeinflußt.

Ziel der Erfindung

Durch das erfindungsgemäße wirtschaftliche Vorfahren wird ein Mittel zur Entschwefelung von Metallschmelzen zur Verfügung gestellt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere von geschmolzenem Eisen, auf der Grundlage von im Schmelzfluß gewonnenen CaCj-CaO-Kristallgemengiin anzugeben, mit welchem bei geringerem CaC₂-Gehalt eine mindestens ebenso gute Entschwefelungswirkung wie mit dem aus der EP-OS 226994 bekannton feinkörnigen Mittel erzielt wird. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß es aus den Komponenten CaC₂-CaO-Kristallgemenge mit maximal 62 Massenanteilen in %, insbesondere maximal OO Massenanteilen in % CaC₂, gasabspaltende Substanzen und O bis 44 Massenanteilen in % metallisches Magnesium besteht. Das Mittel gemäß der Erfindung kann weiterhin wahlweise auch dadurch ausgestaltet sein, daß

a) die Komponenten CaC^CaO-Kristallgemenge mit 50 bis 96 Massenanteilen in % und gasabspaltende Substanzen mit 4 bis 50 Massenantoilen in % enthalten sind;

b) die Komponente Magnesium mit mindestens 1,5 Massenanteilen in % vorzugsweise 7 bis 32 Massenanteilen in %, enthalten

c) die Komponente CaCj-CaO-Kristallgemenge mindestens 20 Massenanteilen in % CaC₂ enthält;

d) als gasabspaltende Substanzen flüchtige Bestandteile enthaltende Kohlen dienen;

e) die Kohlen 20 bis 60 Massenanteile in % flüchtige Bestandteile enthalten.

Beim Verfahren zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere von teschmolzeriem Eisen, unter Verwendung des er.'indungsgemäßen Mittels fluidisiert man entweder sowohl das aus CaC₂-Ca~)-Kristallgomenge und gasabspaltenden Substanzen bestehende Gemisch als auch das Magnesium getrennt und vereinigt beide Fluidate unmittelbar vor ihrem Eintritt in die Schmelze oder man fluidisiert dio drei Komponenten CaCyCaO-Kristallgemenge, gasabspaltende Substanzen und Magnesium gemeinsam und bringt das Fluidat in die Schmelze ein. Dabei kann man zur Fluidisierung trockene Luft, Stickstoff, Edelgase oder deren Mischungen verwenden.

Das erfindungsgemäße Mittel weist Korngrößen von mindestens 90 Massenanteilen in % < 100pm, vorzugsweise 85 Massenanteilen in %<63μτη auf.

Dem Mittel gemäß der Erfindung kann 0,01 bis 0,7 Massenanteile in % eines Fließverbesserers zugesetzt sein.

Dem erfindungsgemäßen Mittel kann weiterhin eine Kohlendioxid abspaltende Substanz, beispielsweise Dolomit oder Calciumcarbonat, zugesetzt sein.

Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Mittels wird eine Verringerung der Entschwefelungskosten erreicht, da in diesem Mittel

CaC₂ durch CaO ersetzt ist und der Wert beider Stoffe etwa 8:1 ist.

Ausweislich der Beispiele wird bei Verwendung des Mittels gemäß der Erfindung die Entschwefelungswirkung gegenüber dem Stand der Technik verbessert.

Ausführungsbeispiele

Die folgenden Beispiele sind im wesentlichen in den Tabellen 1 und 2 zusammengefaßt, wobei in den Tabellen die folgenden

Abkürzungen verwendet wurden:

Carbid: technisches Calciumcarbid (65 bis 85 Massenanteile in % CaC₂)

CaC₂/CaO: im Schmelzfluß erzeugtes Kristallgemenge aus Calciumcarbid und Calciumoxid

%; Massenanteile in %

RE (ti: Roheisenmenge in Tonnen

Mittel (kg/t RE]: kg Entschwefelungsmittel jeTonne Roheisen

Mittel [kg/min]: je Minute in die Roheisenschmelze eingebrachte kg Entschwefelungsmittel

Gas [Nl/kg]: zum Einblasen des Entschwefelungsmittels in die Eisenschmelze verwendetes Fördergas; aufgewandte

Fördergasmenge je kg Entschwefelungsmittel S_A: Schwefelgehalt der Roheisenschmelze vor der Behandlung mit Enstschwefelungsmittel; in Massenanteile

Schwefelgehalt der Roheisenschmelze nach der Behandlung mit Entschwefelungsmittel; in Massenanteile

B [min]: Behandlungsdauerin Minuten

K: Kennwert für die Wirksamkeit des Entschwefelungsmittels

Es besteht folgende Beziehung zwischen der Roheisenmenge t RE, dem Ausgangsschwofelgelialt S_A, dem Endschwefelgehalt S_E und der aufgewandten Menge Entschwefelungsmittel:

K - kg Entschwefelungsmittel 1 IRE " Sa

(vergl. H. M. Delhey: „Beitrag über die Entschwefelung von flüssigem Roheisen mit Kalk und Calciumcarbid nach dem Tauchlanzenverfahren", Dissertation, Technische Universität Clausthal, 1988).

Mit Hilfe dieser Beziehung wird bei der Entschwefelung von Roheisenschmelzen aus Ausgangsschwefelgehalt und angestrebtem Endschwefelgehalt die pro t Roheisenschmelze aufzuwendende Menge Entschwefelungsmittel berechnet:

kg Entschwefelungsmittel S_A

TrI ^=Κ·'⁹!Γ

Die Beziehung zeigt, daß der Verbrauch an Entschwefelungsmittel pro t Roheisenschmelze für ein angestrebtes Verhältnis S_A/S_E um so niedriger ist, je kleiner die Reaktionskonstante K ist.

Beispiel 1

Die Versuche A bis F (vergl. Tabelle 1 !wurden in offenen Pfannen durchgeführt.

Dabei wurden für die Versuche A und C Entschwefelungsmittel verwendet, welche aus der EP-OS 226994 bekannt sind, während für die Versuche B, D, E und F erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel zum Einsatz gelangten. Schließlich wurde beim Versuch E das Entschwefelungsmittel durch Coinjektion von CaC₂/CaO-Flammkohle-Gemisch einerseits und Magnesium andererseits in die Roheisenschmelze eingebracht (vergl. die Patentansprüche 7 und 9).

Beispiel 2

Die Versuche G bis K (vergl. Tabelle 2) wurden in Torpedopfannen durchgeführt.

Dabei wurden für die Versuche G und I Entschwefelungsmittel verwendet, welche aus der EP-OS 226994 bekannt sind, während für die Versuche H, J und K erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel zum Einsatz gelangten.

Tabelle 1

Versuch	Entschwefelungsmittel	REIH	Mittel \|!:g/tRE]	Mittel [kg/min)	Gas [NL/kgl	Sa	S_E	B [mini	•	K
A	95% Carbid (S= 65% CaC₂) 5% Braunkohle	135	1,95	40	Luft 7,0	0,033	0,012	6,6	B [min]	4,43
B	85% CaC₂/Ca0 (54%CaC₂) 15% Flammkohle	300	2,83	70	Luft 6,8	0,037	0,008	12,1	11,3	4,25
C	82% Carbid (2= 65% CaC₂) 5% Braunkohle 13% Magnesium	146	2,04	60	N₂ 6,5	0,034	0,008	5,0	8,1	3,24
D	82%CaC₂/Ca0 (55%CaC₂) 8% Flammkohle 10% Magnesium	300	1,83	70	N₂ 6,2	0,030	0,007	7,8	7,0	2,90
E	82% CaC₂/CaO (52 % CaC₂) 5% Flammkohle 13% Magnesium	300	1,97	60	N₂ 6,6	0,042	0,009	9,9	6,5	2,94
F	85%CaC₂/Ca0 (50%CaC₂) 5% Flammkohle 10% Magnesium	300	2,11	70	N₂ 6,5	0,051	0,009	9,0	6,0	2,80
Tabelle 2
Versuch	Entschwefelungsmittal	RE [t]	Mittel ikg/tREl	Mittel [kg/min]	Gas INL/kgl	Sa	S₆	K
G	85% Carbid (Ss 65% CaC₂) 15% Flammkohle	159	3,20	45	N₂ 12,5	0,048	0,012	5,31
H	85%CaC₂/Ca0 (54%CaC₂) 15% Flammkohle	175	2,79	60	N₂ 10,5	0,050	0,011	4,25
I	75% Carbid (5s 65% CaC₂) 15% Flammkohle 10% Magnesium	180	2,15	55	N₂ 15	0,045	0,010	3,29
J	75 % CaC₂/CaO (55 % CaC₂) 12% Flammkohle 13% Magnesium	180	2,29	63	N₂ 10	0,043	0,007	2,90
K	80% CaC₂/CaO (52 % CaC₂) 10% Flammkohle 10% Magnesium	170	2,30	65	N₂ 9,5	0,051	0,009	3,05

Claims

-1- 2S2 478 Patentansprüche:

1. Mittel zum Entschwefeln von Metallschmolzen, insbesondere von geschmolzenem Eisen, auf der Grundlage von im Schmelzfluß gewonnenen CaCrCaO-Kristallgemengen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus den Komponenten CaCj-CaO-Kristallgemenge mit maximal 62 Massenanteilen in %, insbesondere maximal 60 Massenanteilen in % CaC₂, gasabspaltende Substanzen und 0 bis 44 Massenanteilen in % metallisches Magnesium besteht.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten CaC₂-CaO-Kristallgemenge mit 50 bis 96 Massenanteilen in % und gasabspaltende Substanzen mit 4 bis 50 Masser.3nteilen in % enthalten sind.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente Magnesium mit mindestens 1,5 Massenanteilen in %, vorzugsweise mit 7 bis 32 Massenanteilen in %, enthalten ist.
4. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis^ 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

Komponente CaCz-CaO-Kristallgemenge mindestens 20 Massenant&ile in % enthält.
5. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gasabspaltende Substanzen flüchtige Bestandteile enthaltende Kohlen dienen.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlen 20 bis 60 Massenanteile in % flüchtige Bestandteile enthalten.
7. Verfahren zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere von geschmolzenem Eisen, unter Verwendung des Mittels nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus den Komponenten CaC₂-CaO-Krista!lgemenge und gasabspaltenden Substanzen bestehende Gemisch sowie das Magnesium getrennt oder gemeinsam fluidisiert und die Fluidate bzw. das Fluidat in die Schmelze einbringt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fluidate unmittelbar vor ihrem Eintritt in die Schmelze vereinigt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Fluidisierung trockene Luft, Stickstoff, Edelgase oder deren Mischungen verwendet.