DE1508273B1 - Verfahren zur Herstellung von Strontium enthaltendem Ferrosilizium - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Strontium enthaltendem FerrosiliziumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Strontium enthaltenden Ferrosiliziumlegierung für die Verwendung als Zusatz zu Gußeisen. Im besonderen betrifft die Erfindung die Herstellung einer Strontium enthaltenden Ferrosiliziumlegierung mit einem sehr niedrigen Calciumgehalt.
Bei der Herstellung von duktilem Eisen durch Behandlung von Gußeisen mit Metallzusätzen, beispielsweise mit Impfzusätzen, ist es bekannt, daß Strontium enthaltende Eisenlegierungen außergewöhnlich wirksam sind, aber nur, wenn der Calciumgehalt sehr niedrig gehalten wird, so beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 %.
Bei Anwendung bisher bekannter Herstellungsverfahren begegnet man jedoch Schwierigkeiten bei der Regelung des Strontium-Calcium-Gehalts in solchen Legierungen. Diese Verfahren umfaßten die Zugabe eines Strontium enthaltenden Minerals, z.B. Coelestin, zu einem Bad aus geschmolzenem Ferrosilizium, das Mischen der Mineralien bis zur offensichtlichen Einstellung des Gleichgewichts und das Gießen des entstehenden Produkts.
Bei Anwendung dieser Techniken sind die Strontium- und Calciumgehalte nicht immer konstant, und die Strontiumverwertung ist relativ niedrig. Hinzu kommt, daß die Verfahren dieses Typs nicht immer für ein großtechnisches Arbeiten in herkömmlichen Produktionsanlagen auf Grund des Erfordernisses des aufwendigen Mischens von Mineral und Metall geeignet sind.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verhältnismäßig einfaches Verfahren zur Herstellung von Ferrosiliziumlegierungen zu schaffen, welche einen geregelten Strontium-Calcium-Gehalt besitzen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Strontium enthaltenden Ferrosiliziumlegierungen mit einem sehr niedrigen Calciumgehalt.
Andere Gegenstände der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Strontium enthaltendem Ferrosilizium mit einem niedrigen Calciumgehalt in einem Lichtbogenofen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man
a) in einem Lichtbogenofen mit versenktem Lichtbogen eine Mischung aus Quarzit, Coelestin mit einem Verhältnis von Strontium zu Calcium von mindestens 10 : 1 und einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel zu einer Legierung mit 15 bis 55 % Strontium und 40 bis 75 % Silizium zusammenschmilzt und dann
b) die so erhaltene Legierung einem zumindest 98,5 % Fe + Si enthaltenden geschmolzenen Ferrosilizium in einer solchen Menge zusetzt, daß die entstandene Legierung einen Strontiumgehalt von wenigstens 0,5 % hat.
Legierungen mit einem höheren Strontiumgehalt bis hinauf zu 4 % und höher können ebenso wirksam erzeugt werden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das in der Charge verwendete Coelestinmineral zumindest 35 % Strontium und besitzt ein Verhältnis zwischen Strontium und Calcium von zumindest 10 : 1; die Menge an kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel beträgt zumindest 90 % derjenigen stöchiometrischen Menge, die zum Reduzieren des Strontiums in dem Erz und des Siliziums in dem Quarzit erforderlich ist. Geeignete Verhältnisse zwischen Coelestin und Quarzit zur Herstellung verschiedener Legierungen werden in der Tabelle gezeigt.
__________________________________________________________________________________________
Coelestin-Silikat-Verhältnis Legierung
__________________________________________________________________________________________
0,90 30 bis 55 % Sr
0,35 bis zu 30 % Sr
Wenn man nach der Erfindung arbeitet, werden einige wichtige Vorteile erhalten. Beispielsweise wird die Reduktion von Calcium in dem Coelestin zum Metall auf ein Maß herabgesetzt, daß ein Verhältnis von Strontium zu Calcium von zumindest 10 in der Basislegierung erreicht wird. Weiterhin werden sehr konstante Strontium-Calcium-Verhältnisse erhalten. Zusätzlich wird eine gute Verwertung des Strontiums von 85 % und mehr bei der Zugabe der Basislegierung zu dem geschmolzenen Ferrosilizium erzielt.
Beispiel
Eine Ofenmischung für eine 45 % Strontium enthaltende Strontium-Silizium-Legierung wurde wie folgt hergestellt:
Teilchengröße
Quarz 91 kg 5 cm und feiner
Coelestin 69 kg 5 cm und feiner
Holzkohle 20,5 kg 15 cm und feiner
Holzspäne 54,5 kg 15 cm und feiner
Kohle 43,5 kg 7,5 cm und feiner
Quarz Coelestin
SiO[tief]2 99,3 % SrSo[tief]4 91,77 %
Fe[tief]2O[tief]3 0,33 % CaO 2,75 %
Al[tief]2O[tief]3 0,11 % BaSo[tief]4 }
Ca + MgO 0,03 % SiO[tief]2 }
} Rest
Fe[tief]2O[tief]3 }
Al[tief]2O[tief]3 }
% Sr = 43,78
% Ca = 1,97
Die Mischung wurde in einen elektrischen Ofen eingebracht, welcher mit Quarzit auf einem Durchmesser von 54 cm ausgekleidet war. Eine Graphitelektrode mit 20 cm Durchmesser wurde in einem Lichtbogenofen mit versenktem Lichtbogen zur Erzeugung eines Stromes von einer Spannung zwischen Elektrode und Schmelzraum von 70 Volt und einer Leistung von 450 kW verwendet.
Der Ofenbetrieb war zufriedenstellend, und das Legierungs-Zwischenprodukt konnte ohne Schwierigkeiten abgestochen werden. Es wurden letztlich mehr als 1800 kg Legierung mit einem Gehalt von 43,2 bis 47,2 % Strontium und 2,20 bis 2,96 % Calcium hergestellt.
Eine wie oben beschrieben hergestellte Basislegierung in einer Teilchengröße von 5 cm und darunter wurde in hochreines Ferrosilizium mit 75 % Siliziumgehalt (98,5 % Eisen + Silizium, weniger als 0,05 % Calcium) eingerührt, wodurch eine Endlegierung erhalten wurde, welche etwa 1 % Strontium enthielt. Die erforderliche Menge Basislegierung kann in 820 kg 75 %igem Ferrosilizium in weniger als 5 Minuten aufgelöst werden. Die Temperatur des Ferrosiliziums zur Zeit der Zugabe betrug 821°C; auf Grund dieser Legierungszugabe wird ein Temperatur-
verlust von 70 bis 95°C festgestellt. Die Durchschnittsanalyse der erhaltenen Endlegierung ergab folgende Werte.
Si 72 %
Sr 0,9 %
Ca 0,076 %
Die Strontiumverwertung lag in der Größenordnung von 90 %.
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von Strontium enthaltendem Ferrosilizium mit einem niedrigen Calciumgehalt in einem Lichtbogenofen, dadurch gekennzeichnet, daß mana) in einem Lichtbogenofen mit versenktem Lichtbogen eine Mischung aus Quarzit, Coelestin mit einem Verhältnis von Strontium zu Calcium von mindestens 10 : 1 und einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel zu einer Legierung mit 15 bis 55 % Strontium und 40 bis 75 % Silizium zusammenschmilzt und dannb) die so erhaltene Legierung einem zumindest 98,5 % Fe + Si enthaltenden geschmolzenen Ferrosilizium in einer solchen Menge zusetzt, daß die entstandene Legierung einen Strontiumgehalt von wenigstens 0,5 % hat.
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Non-Patent Citations (2)
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