DE1433634A1

DE1433634A1 - Verfahren zur Entphosphorung von Roheisen

Info

Publication number: DE1433634A1
Application number: DE19621433634
Authority: DE
Inventors: Bengtsson Erik Axel
Original assignee: Stora Kopparbergs Bergslags AB
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 1961-04-05
Filing date: 1962-03-28
Publication date: 1968-11-28
Also published as: GB995907A; BE615977A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfuhren zur Entphosphorung von Roheisen ohne wesentliche Senkung seines Kohlenstoffgehaltes, d.h· die Umwandlung eines phosphorhaltigen Roheisens in ein Roheisen von niedrigem Phosphorgehalt, das unmittelbar als Gießereiroheisen oder für einen sauren Raffinationsprozeß brauchbar ist. Für die Raffination eines phosphorhaltigen Roheisens zu Stahl sind bisher nur die basischen Stahlverhüttungsverfahren anwendbar gewesen· Die Raffination auf einen niedrigen Phosphorgehalt erfolgt dann nur unter einer gleichzeitig auftretenden, erheblichen KohlenstoffOxydation· Thermοdynamische Berechnungen zeigen allerdings, daß eine Entphosphorung von geschmolzenem Roheisen ohne Verminderung des Kohlenstoffgehaites theoretisch bei Temperaturen unterhalb etwa 1250 C möglich sein sollte, aber die Verwirklichung eines solchen Verfahrens ist bisher auf zu große praktische Schwierigkeiten gestoßen«»

Verschiedene Versuche sind durchgeführt worden» um industriell brauchbare Verfahren für diesen Zweck zu entwickeln» Eines der besten Ergebnisse in dieser Hinsicht scheint das basische Herdofenverfahren gemäß dem IIoesch-p.ro asoß 21s sein, bei dem es möglich ist, auf etwa 0,1 % Phosphor bei einem maximalen Beatkohlenstoffgehalt von 2 ?ό herunterzugehen. Versuche mit

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mm ^ mm

Sauerstoffblasung von oben und Kalkzusatz zur Schmelze unter günstigen Bedingungen haben ungefähr dasselbe Ergebnis geliefert. Es sind auch Anstrengungen unternommen worden, um Sauerstoff von oben unter gleichzeitigem Rühren durch Blasen durch die Schmelze e. Hierbei konnte zwar der Phosphorgehalt auf 0,03 <?o bei einem Kohlenstoffgehalt von 1,5 ^a/o gesenkt werden, aber/Kohlenstoffgehalten oberhalb 2 % ließ sich kein Phosphorgehalt unter 0,1 °/o erzielen. Auch andere Methoden zur Hervorrufung einer heftigen Durcharbeitung sind vorgeschlagen worden, beispielsweise die Anwendung eines Drehofens oder einer Schütteleinrichtung bekannter Art, wie sie in der USA-Patentschrift 2 875 Ο36 beschrieben ist. Auch mit derartigen Einrichtungen hat sich doch ergeben, daß eine Senkung des Phosphorg-ehaltes unter 0,05 % eine Verminderung des Kohlenstoffgehaltes um mehr als 1 fi hervorruft_o Wenn man diese Methoden auf die Herstellung von Gießereiroheisen anwendet, ist es daher notwendig, nach der Behandlung das Eisen einer Kohlung zu unterziehen, um den gewünschten Kohlenstoffgehalt zu erreichen_o

Di© Erfindung- hat sich die Aufgabe gestellt, eine Herabsetzung des Phosphorg-ehaltes eines phosphorreichen Roheisens auf einen ¥ert unterhalb 0,02 > «"- e-rsieitvi , ohne daß der Kohlenstoffgehalt unter 3 > gesenkt wird.

Gemäß der Erfindung- wird die Entphosphorung¹ dadurch vorgenommen, daß man auf die Oberfläche des Bades aus dem Metall und einer geeigneten basischen Schlacke, das sich in einem Behälter mit einer basischen Auskleidung und. mechanischen Einrichtungen zur Bewirkung einer heftigen Durcharbeitung befindet, von oben Sauerstoff aufbringt. Durch die Sauerstoffzufuhr werden zunächst der Haupttail des Siliciums und ein Teil des Mangans oxydiert und. aus dem geschmolzenen Roheisen durch die basische Schlacke entfernt. Bereits bei dieser Torraffixation geht ©in fosstimmter Teil des Phosphors in die SoiiXaeke_e Dia auf" niedrige i%ospiiorend.gehalte. wird, jedoch beträchtlich die Entfernung der erhaltenen YorraffisaatioKSscSiIack© tertj, insbesondere τ-τ&ηη das gesolamolaene Roh.<s±sen einen §;okalt oberhalb w&g®£&hw ö,h- % besltst»

.4bssfe.la.ekisEsg x-rL&a, der Haaptan'öoii des

Oft ο 1 η β π c ""* f* tj ο ! U / U b ά ο

Metall durch Blasen mit Sauerstoff und Rühren mit basischer eisenuxydreicher Schlacke, z.B. während etwa 'I bis etwa 5 Minuten entfernte Eine geeignete Schlacke erhält man aus gebranntem Kalk, Eisenoxyd, z.B. in der Form von Eisenerzkonzentrat oder Hammerschlag und gewünschtenfalls Fltißspat in den Mengenverhältnissen

25 - 50 Teile Kalk
25 - 50 ^M Eisenoxyd
0 - 15 ·· Flußspat.

Von Bedeutung ist, daß die zugesetzten festen Schlackenbildner leicht eine geschmolzene Schlacke bilden und daß die Durcharbeitung im Behälter so eingestellt wird, daß der Phosphor oxydiert und in die Schlacke überführt wird, ohne daß die Kohlenstoff raffination einsetzt. Die rasche Bildung von flüssiger Schlacke wird durch Aufblasen von Sauerstoff gegen die Oberfläche des Bades in solcher Weise hervorgerufen, daß das Gas nicht wesentlich in das Bad eindringt. Wenn man so verfährt, wird das iixaen oxydiert, und das Eisenoxyd bildet eine Schmelze mit den zugesetzten festen Schlackenbildnern bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur. Wenn die Sauerstofflanze mit ihrer Mündung 200 mm oberhalb des Badepiegels im Ruhezustand eingesetzt wird, soll die Raumgeschwindigkeit des Sauerstoffs 5 Normalkubikmeter je Minute an der Lanzenmündungsöffnung von 26 mm nicht überschreiten. Wenn der Hauptanteil des Phosphors oxydiert worden ist, wird die Kohlenstoffraffination immer heftiger, was sich durch eine Λ Siedeaktivität dfcs Hades im Behälter zu erkennen gibt. Dieses Aufwallen wird in erster Linie dadurch gemäßigt, daß man den Grad der Durchrührung herabsetzt und in zweiter Linie durch Herabsetzung der Sauerstoffgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann eine Entphosphorung in der Endstufe auf sehr niedrige Endgehalte im geschmolzenen Roheisen durchgeführt werden, ohne daß der Kohlenstoffgehalt merklich abnimmt.

Die Entphosphorung gemäß der Erfindung kann in dem Temperaturbereich von 1200 bis 1500° C, vorzugsweise zwischen 1250 und 135Ο⁰ C, durchgeführt werden.

Bei Anwendung der Erfindung in der Praxis soll eine Vorrichtung benutzt werden, durch welche eine intensive und einstell-

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bare Durcharbeitung bewirkt werden und die Schlacke rasch und wirksam abgezogen werden kann« Es hat sich ergeben, daß eine Vorrichtung gemäß der oben erwähnten Patentschrift für diesen Zweck besonders geeignet ist, aber man kann auch die Vornahme der Durchrührung· auf einem anderen Wege vorsehen» Drehtrommelöfen haben sich andererseits als zu wenig geeignet erwiesen, weil sich die Schlacke nur mit Schwierigkeit einwandfrei und wirksam abziehen läßt, um eine Rückphosphorung zu verhindern.

Als Beispiele für die Anwendung der Erfindung wurden zwei Versuche in einer Gießpfanne mit basischer Auskleidung durchgeführt, in der die Durcharbeitung mit Hilfe einer Schütteleinrichtung gemäß der oben erwähnten Patentschrift bewirkt wurde. Die Mengen an Schlackenbildnern und zugesetztem Sauerstoff sowie Analyse und Temperatur des Eisens während des Versuches sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich: (Konzentrat bedeutet "Eisenoxydkonzentrat")

Analyse des Roheisens

Schlackenbildner Normal
in kg/t m² 0_

Mn

Si

Kalk Konzen- Spar .je t
trat J

Versuch 1

Vor der Behand	,04	0	,54	o,4o ο	,103
lung 4
Blasen- und
S clilackenzus at ζ	,80	0	,34	0,08 0	,079
Nachblasen 3
Entpho sphorung			-
und Schlacken
zusatz	,30	0	,19	0	,015
Endprodukt 3
Versuch 2

20

Vor der Behandlung 4,12
Blasen- und
Schlackenzusatz
Nachblasen 4,10
Entpho spho rung
und S chiackenzusatz
Endprodukt 3,70

1,01 0,84 0,084

0,66 0,31 0,081

0,23 0,01 0,027

11

12

Temperatur in

1180

1310

1270

1190

1450

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Claims

Patentansprüche

1· Verfahren zur Entphosphorung einer Roheisenschmelze
ohne nennenswerte Abnahme des Kohlenstoffgehaltes, dadurch
gekennzeichnet, daß man der Schmelze basisches, schlackenbildendes Material, wie Kalk und Eisenoxyd und gegebenenfalls Flußspalt zusetzt und in geeigneter Welse mit so rascher Intensität mechanisch durcharbeitet, daß eine geschmolzene entphosphorte basische Schlacke entsteht und. die Schmelze aus
Eisenoxyd und geschmolzener Schlacke ein Bad bildet, das zumindest periodisch einer einstellbaren heftigen mechanischen ^ Durcharbeitung unterzogen wird, wodurch Phosphor oxydiert und in die Schlacke überführt wird, man die Behandlung abbricht,
bevor der Kohlenstoff der Roheisenschmelze bis zum Aufwallungsgrade oxydiert wird, die phosphorhaltige Schlacke abzieht und entphosphortes Roheisen gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet» daß ein sauerstoffreiches oxydierendes Gas von oben auf den uberfläohenbereich des Gases aufgebracht wird,.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oxydierende Gas gegen das Bad im wesentlichen, ohne darin einzudringen, aufgeblasen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 ζην iaifcphosphorung ™ einer Silicium enthaltenden Roheisenschmelze, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze zunächst zur Entfernung des Hauptanfceile» de· SiIielums durch Zugabe basischen schlackenbildenden Materials zu der Schmelze vorraffiniert und Sauerstoff auf den Oberflächenbereich des gebildeten Gases aufgebracht, die Vorraffination unterbrochen Xirird, wenn der KauptÄK.t*il des SiIioiums oxydiert und in die Schlacke überführt ist, öl© gebildete Silikatschlacke abgezogen und dann die Entphosphorung durchgeführt wird.

3· Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 4 in. Aue führung in einem senkrechten Behälter» dadurch g»k<*mi3.«io3ui*t, daß XHircharbelttrng bewirkt vird, indem man $tjuU*i*n.a d«n EoAen-

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teil des Behälters im wesentlichen horizontal wiederholt zwi s ch eingegebene η Grenzen bewegt, um eine Bewegung des Bades relativ zum Behälter hervorzurufen.

6» Verfahren nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet₈ daß der Behälter in einer Forts ehre it längsbewegung um eine im wesentlichen senkrecht© Achse bewegt wird.