DE1758974B2 - Verwendung eines im festen Zustand reduzierten Chromerzes für die Herstellung von legiertem Stahl und Verfahren zu dessen Verwendung - Google Patents

Description

Es ist bekannt, im festen Zustand reduziertes Eisenerz, insbesondere in der Form von Eisenlchwamm, als Einsatzstoff für den Lichtbogenofen tür Erzeugung von Stahl zu verwenden. Im allgemeiien wird der Eisenschwamm in die Form eines Pellets oder auch Briketts gebracht. Insbesondere beim brikett besteht die Möglichkeit, die Dichte durch den !»reßdruck zu beeinflussen. Es hat sich als zweckftiäßig erwiesen, den Eisenschwamm der Schmelze im Lichtbogenofen kontinuierlich in Form von Pellets zuzusetzen, weil der Zusatz in dieser Form besonders wirtschaftlich ist. Dabei ist darauf zu achten, daß ein hoh<:r Metallisierungsgrad vorliegt und der Gehalt an Sauerstoff gering ist; da bei einem zu hohen Sauerstoffgehalt die Schlackenmenge ansteigt, was wiederum zu einem erhöhten Stromverbrauch führt.

Soll dem Stahl ein Legierungselement, insbesondere Chrom zugeführt werden, ist es notwendig, außer Eisenschwamm ein weiteres Legierungsmittel vorzusehen. Für die Herstellung von chromhaltigem Stahl wird chromhaltiger Stahlschrott verwendet oder auch Ferro-Chrom. Beides hat gewisse Nachteile. Der Schrott kann im allgemeinen nur zugeführt werden unter Anheben des Ofendeckels, wobei Schmelzzeit verlorengeht und der Betrieb des Hochleistungs-Ofens gestört wird. Auch der Zusatz von Ferro-Chrom ist kostspielig und erhöht ebenfalls die Schmelzdauer.
Es ist ferner bekannt, mit Kohlenstoff briK ;rtes

ίο Chromerz dem Stahl zuzusetzen. Diese ^.iketts haben den außerordentlichen Nachteil, daß dem Stahlofen die gesamte Reduktionsarbeit übertragen wird. Der hierdurch bedingte Zeitaufwand läßt sich, insbesondere bei Verwendung von Hochleistungs-

Stahlschmelzen, nicht rechtfertigen.

Zweck der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile der bekannten Legierungsmethoden zu vermeiden und unter Ausnutzung des Vorteils des Einsatzes von Eisenschwamm gleichzeitig das Legieren mit Chrom durchzuführen. Dabei sollen die erwähnten Schwierigkeiten, wie sie bei gemischtem Einsatz von Eisenschwamm und legiertem Schrott auftreten, vermieden werden.

Die Aufgabe des Zulegierens wird gemäß der Erfindung gelöst durch Verwendung eines im festen Zustand reduzierten Chromerzes in der Form eines Pellets oder Briketts mit

20 bis 48% Chrom, davon mindestens die Hälfte metallisch,

10 bis 25% Eisen, davon mindestens V» metallisch, 1 bis 10% Kohlenstoff, sowie rohstoffbedingte Verunreinigungen an Gangart, ah Legierungsmittel zur Herstellung von legiertem Stahl.

Unter Chromerz werden auch Chromerz-Konzenträte und Aufbereitungserzeugnisse verstanden, die mindestens 35% Chromoxid enthalten. Die Gangart solcher Konzentrate oder Erze enthält neben geringen Mengen Calciumoxid, Tonerde, Kieselsäure und Magnesiumoxid.

Zur Herstellung solcher Pellets oder Briketts wird so verfahren, daß das Chromerz gegebenenfalls nach einem Zerkleinern mit kohlenstoffhaltigem Material, vorzugsweise Koks, gemischt und, wenn notwendig, unter Zusatz eines Bindemittels, wie Pech, pelletiert oder brikettiert und bei Temperaturen von 1000 bis 1400° C in reduzierender Atmosphäre so erhitzt wird, daß eine Reduktion des Chromoxides gewährleistet ist. Das Enderzeugnis soll einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 1%, vorzugsweise 4 bis 7% aufweisen. Unter diesen Voraussetzungen wird ein Metallisierungsgrad des Chroms von mindestens 50%, vorzugsweise 80%, erreicht und des Eisens von mindestens 66%, vorzugsweise 90%, erreicht.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Briketts bzw. Pellets gestattet — zeit- und energiesparend — das Legierungselement Chrom zugleich mit Eisenschwamm der Stahlschmelze zuzuführen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die reduzierten Chromerz-Pellets oder Briketts in der Weise zu verwenden, daß die reduzierten Erzpelletts oder -Briketts gemahlen und in diesem Zustand vom nichtreduzierten Anteil getrennt werden, worauf sie erneut stückig gemacht werden.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung besteht darin, Chromerz, Eisenerz und Kohle zu vermischen und die daraus gefertigten Pellets oder Briketts einer Vorreduktion zu unterziehen. Die Reduktion des Legierungserzes geht viel schneller und einfacher vor sich,

weil der aus dem leichter reduzierbaren Eisenerz entttehende Eisenschwamm als Aufnahmemetall für das Legierungselement wirkt.

In allen Fällen kann der Metallisierungsgrad in gewissen Grenzen gewählt werden. Je weiter der Metalisierungsgrad getrieben wird, um so höher ist der im Enderzeugnis verbleibende Kohlenstoffgehalt. Em verhältnismäßig hoher Kohlenstoffgehalt ist unter Umständen zweckmäßig, weil durch ihn die in der Stahlschmelze vorliegenden oxydischen Bestandteile, toweit sie nicht Gangart sind, schneller reduziert werden. Das gilt gleichermaßen für den freien wie tuch für den als Carbid gebundenen Kohlenstoff. So ist die Verwendung von Chromerzpellets bzw. -briketts mit einem hohen Kohlenstoffgehalt dann besonders zweckmäßig, wenn mit gesondert reduzierten Eisenerzpellets gearbeitet wird, weil auf diese Weise der in der Schmelze vorhandene Sauerstoff-Überschuß abgebaut wird.

Weiterhin führt eine Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes in den vorreduzierten Chromerzpellets gleichzeitig auch zu einer Reduktion der im Erz vorhandenen Kieselsäure. Reduzierte Chromerze enthalten dann 2 bis 3% Silizium, die sich beim Einschmelzen vorteilhaft auswirken, da sie die Reduktion der schwer reduzierbaren Oxide bewirken.

Auch im Hinblick auf die Schlackenführung ist die Verwendung von reduzierten Chromerzpellets sehr günstig. Bei Einsatz von Eisenschwammpellets oder Briketts fällt in der Regel eine saure Schlacke an, die mit Kalk neutralisiert werden muß, um Anfressungen der Ofenzustellung zu vermeiden. Da Chromerzpellets bedingt durch die Gangart, eine Schlacke der Basizität

MgO + CaQ
SiO,

= 3,0 bis 3,9

liefert, kann der sonst erforderliche Kalkzusatz ganz oder weitgehend entfallen und durch die Basizität der Chromerzpellets aufgehoben werden. Hierdurch werden die Einschmelzkosten beträchtlich vermindert.

Es hat sich ais besonders zweckmäßig erwiesen, die Pellets bzw. Briketts gemäß der Erfindung in der Weise zu verwenden, daß sie in an sich bekannter Weise zwischen Elektrode und Ofenwände des Elektrolichtbogenofens chargiert werden. Die Pellets schützen auf diese Weise die Ofenwandung gegen die Einwirkung der Lichtbogen. Wenn Eisen und vorreduzierte Chromerzpellets bzw. -Briketts getrennt verwendet werden, ist es vorteilhaft, sie kontinuierlieh miteinander abwechselnd zu chargieren, um auf diese Weise eine gleichmäßige Verteilung des Chroms und des Eisens sowie der übrigen Bestandteile zu erreichen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines im festen Zustand reduzierten Chromerzes als Pellet oder Brikett bestehend aus

20 bis 48% Chrom, davon mindestens die Hälfte metallisch,

10 bis 25 °/o Eisen, davon mindestens ²/s metallisch,

Ibis 10% Kohlenstoff, sowie rohstoffbedingte Verunreinigungen an Gangart als Legierungsmittel zur Herstellung von legiertem Stahl.

2. Verwendung von Pellets oder Briketts nach A. 1, die jedoch 4 bis 7% Kohlenstoff enthalten und bei denen mindestens 80% des Chroms und mindestens 90% des Eisens in metallischem Zustand vorliegen, für den Zweck nach A. 1.

3. Verwendung der Chromerz-Pellets bzw. -Briketts gemäß Anspruch 1 oder 2 in Verbindung mit reduzierten Eisenerz-Pellets oder -Briketts für den Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung der Pellets bzw. Briketts gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 mit der Maßgabe, daß die reduzierten Erzpellets oder -Briketts gemahlen, vom nicht reduzierten Anteil getrennt und erneut stückig gemacht worden sind für den Zweck nach Anspruch 1.

5. Verwendung des Chromerzpellets bzw. -Brikstts gemäß Anspruch 1 oder 2 mit der Maßgabe, daß gemeinsam mit dem Chromerz ein Eisenerz der Reduktion im festen Zustand unterworfen worden ist für den Zweck nach Anspruch 1.

6. Verfahren zur Verwendung der Pellets bzw. E-riketts gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise zwischen Elektrode und Ofenwand chargiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung getrennter Eisen- und Chrom-Pellets bzw. -Briketts diese kontinuierlich miteinander abwechselnd chargiert v/erden.