DE1029163B

DE1029163B - Verfahren zur Verringerung des Phosphorgehaltes von Siliciumlegierungen

Info

Publication number: DE1029163B
Application number: DEK18007A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Ebert; Dipl-Ing Klaus Frank
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1953-05-08
Filing date: 1953-05-08
Publication date: 1958-04-30

Description

Verfahren zur Verringerung des Phosphorgehaltes von Siliciumlegierungen Zusatz zur Patentanmeldung K 15188 VI /40 a In der Patentanmeldung K 15188 VI / 40 a ist ein Verfahren beschrieben, nach dem der Aluminium- und Kohlenstoffgehalt von Siliciumlegierungen dadurch vermindert wird, daß die Siliciumlegierungen in geschmolzenem Zustand mit Luft oder mit reinem Sauerstoff, z. B. in einem Konverter, verblasen werden. Dabei zeigt sich überraschenderweise, daß der Siliciumgehalt bei verblasenem flüssigem Ferrosilicium nur unwesentlich absinkt.
Nach der Erfindung des Hauptpatents läßt sich der Aluminium- und Kohlenstoffgehalt von Siliciumlegierungen auch durch Behandeln mit Magnesiumoxyd oder mit einer Verbindung mit lose gebundenem Magnesiumoxyd, beispielsweise Dolomit, verringern. Die Reaktion zwischen Aluminium und Magnesiumoxyd ist endotherm, während die Verblasung mit Sauerstoff stark exotherm ist.
Am vorteilhaftesten geht man so vor, daß man beide Verfahren vereinigt. Die Behandlung mit Magnesiumoxyd allein geschieht durch Digerieren, Schütteln oder Rühren mit Magnesiumoxydpulver, Dolomitpulver oder anderen Magnesi.umoxyd enthaltenden Stoffen, die vorteilhaft in Pulverform geeigneter Korngröße angewendet werden sollen.
Das Einrühren des magnesiumoxydhaltigen Pulvers kann auch mit Hilfe eines durch den Induktionsstrom zusätzlich beheizenden Induktionsofens bewirkt werden. Man kann so verfahren, daß man zuerst einen Teil des Aluminium- und Kohlenstoffgehaltes mit Sauerstoff herausbläst, auf das Metallbad nun Magnesiumoxydpulver aufstreut und die gesteigerte Reaktionsfähigkeit bei der erhöhten Temperatur ausnutzt, oder aber, daß man z. B. dem Luft- oder Sauerstoffstrom magnesiumoxydhaltiges Pulver zusetzt und so das Magnesiumoxyd in das Bad einbläst. Das bei der Reaktion entstehende Magnesium verdampft bei der hohen Arbeitstemperatur sofort.
Die Verringerung des Aluminium- und Kohlenstoffgehaltes von Siliciumlegierungen kann man auch durch Behandeln mit Oxyden der in diesen Legierungen vorliegenden Schwermetalle durchführen. Eine Behandlung mit Schwermetalloxyden ist schon bekannt, jedoch wird dabei stets nur so verfahren, daß das betreffende Oxyd in das Metallbad eingerührt wird. Die Vorzüge der Schwermetalloxyde, deren Anwendung nach der gewünschten Zusammensetzung der Siliciumlegierung beim Einblasen der Metalloxyde im Luft- oder Sauerstoffstrom vorteilhaft ist, sind darin zu sehen, daß die stark exotherme Reaktion der Aluminiumoxydbildung die erforderliche Temperatur- ; Steigerung bringt, um eine fast restlose Umsetzung der Metalloxyde mit Aluminium und Kohlenstoff zu Aluminiumoxyd, Kohlenoxyd und Metall zu gewährleisten. Liegt in der Siliciumlegierung nur ein geringer Aluminiumgehalt vor, so wird die erforderliche Temperatursteigerung durch einen größeren Abbrand an Silicium geliefert. Zweckmäßigerweise wird jedoch bei zu niedriger Temperatur die Wärme von außen, z. B. durch elektrische Heizung, zugeführt. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Verfahrens zur Verringerung des Kohlenstoffgehaltes in Siliciumlegierungen, insbesondere Siliciumchrom und Siliciummangan, daß die Behandlung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und/oder Metalloxyden bei hohen Temperaturen begonnen wird. Wird bei diesen hohen Temperaturen gearbeitet, dann verringert sich der Siliciumgehalt durch die Behandlung mit sauerstoffhaltigen Gasen oder reinem Sauerstoff oder Metall-Oxyden nur geringfügig.
Bei dem Verfahren des Hauptpatents zeigte sich nun erfindungsgemäß, daß beim Verblasen mit Sauerstoff außer der Verringerung des Aluminium- und Kohlenstoffgehaltes und der Herabsetzung des Stickstoffgehaltes der Siliciumlegierung eine erheblich verstärkte Herabsetzung des Phosphorgehaltes eintritt.
Die Konzentration des Phosphors in der Siliciumlegierung läßt sich noch stärker verringern, wenn man statt Sauerstoff Wasserdampf zum Verblasen verwendet. Das Verblasen der Legierungen kann in an sich bekannter Weise vermittels Durchleiten, Durchblasen oder Aufblasen erfolgen. Man kann weiter eine Mischung von Wasserdampf und Sauerstoff verwenden. Dabei tritt ebenfalls eine Verringerung des Aluminium-, Kohlenstoff- und Stickstoffgehaltes ein.
Nach der allgemeinen Ansicht wird durch Aluminiumgehalte-über 1,75% und Phosphorgehalte über 0,050/6 der Zerfall der Ferrosiliciumsorten mit 45 bis 551/o Silicium begünstigt.
Wird 45o/oiges Ferrosilicium nach dem Verfahren des Hauptpatents oder dem hier beschriebenen Verfahren behandelt, dann wird die Zerfallsneigung weitestgehend herabgesetzt. Für den praktischen Verbrauch ist dieses so behandelte 45o/oige Ferrosilicium zerfallssicher. -Ferner ist es möglich, anschließend an die Verblasung mit Wasserdampf oder mit Sauerstoff-Wasserdampf-Gemischen, zwecks Entfernung gelösten Wasserstoffes und der Reste an Aluminium, Kohlenstoff und Stickstoff, die Fertigverblasung der Legierungen mit reinem Sauerstoff durchzuführen.
Auch können die in den Legierungen verbliebenen Anteile von Wasserstoff und Stickstoff nach einer weiteren Ausführungsform vermittels wasserstoff- und stickstofffreier Gase, z. B. Kohlensäure oder Kohlenoxyd, ausgespült werden.
Schließlich kann dem reinen Sauerstoffstrom oder den sauerstoffhaltigen Gasen Kalk zugesetzt werden. Die Zugabe des Kalkes bewirkt vor allem eine Herabsetzung des Phosphorgehaltes in Siliciumlegierungen, insbesondere z. B. bei Siliciummanganlegierungen.

Claims

PATENTANSPRÜCFIE' 1. Anwendung des Verfahrens zur Behandlung von Siliciumlegierungen in geschmolzenem Zustand nach Patentanmeldung K 15188 VI/40a unter Benutzung von reinem Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen zur Verringerung des Phosphorgehaltes in diesen Legierungen.
2. Weitere Ausbildung des nach Anspruch 1 angewendeten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß dieSiliciumlegierungen in geschmolzenem Zustand mit Wasserdampf in an sich bekannter Weise vermittels Durchleiten, Durchblasen oder Aufblasen behandelt werden.
3. Weitere Ausbildung des nach Anspruch 2 angewendeten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserdampf reiner Sauerstoff zugesetzt wird.
4. Weitere Ausbildung des nach Anspruch 2 und/oder 3 angewendeten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an die Verblasung mit Wasserdampf oder mit Sauerstoff-Wasserdampf-Gemischen eine Verblasung mit Sauerstoff oder wasserstoff- und stickstofffreien Gasen zur Verringerung des Gasgehaltes erfolgt.
5. Weitere Ausbildung des nach Anspruch 1 angewendeten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß dem reinen Sauerstoffstrom oder den sauerstoffhaltigen Gasen gebrannter Kalk zugesetzt wird.