DE19756544C2

DE19756544C2 - Verfahren zum Wiederverwenden von Schrottstählen

Info

Publication number: DE19756544C2
Application number: DE1997156544
Authority: DE
Inventors: Fumihiko Tamura; Kanehiro Ogawa; Hiroshi Matsumoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: THE JAPAN RESEARCH AND DEVELOPMENT CENTER FOR , JP
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: US6007599A; DE19756544A1; KR19980064121A; KR100245367B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederverwenden von Schrottstählen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines regenerierten bzw. rückge wonnenen Stahls durch Bereitstellen von Schrottstählen, auf denen eine Sn- Oberflächenschicht, die hauptsächlich aus Sn zusammengesetzt ist, gebildet ist, Entfernen der Sn-Oberflächenschicht von den Schrottstählen und Verfeinern bzw. Raffinieren der Schrottstähle durch Schmelzen.

Sn-plattierte Stähle sind mit einem stabilen Oxidfilm auf der Oberfläche davon geformt und weisen deshalb einen schönen Glanz auf, so daß sie weite Anwen dung als Behälter bzw. Büchsen für Nahrungsmittel und Behälter bzw. Dosen für Getränke gefunden haben. Insbesondere vom Standpunkt der effizienten Ausnut zung der Ressourcen ist in jüngster Zeit ein großer Fortschritt beim Recycling von Trinkdosen erzielt worden, und demgemäß werden einmal verwendete Behälter wiederverwendet. Für die Wiederverwendung von Schrottstählen ist es gewöhnlich Praxis, als erstes einen Schrottstahl in einen Schmelzofen zu bringen bzw. zu laden und zu schmelzen, wobei ein Flußmittel zugegeben wird, so daß die Verunreinigungselemente gesammelt und als Schlacke entfernt werden. Jedoch ist Sn ein Element, welches unter den gegenwärtig verwendeten Stahl herstellungsbedingungen kaum zu entfernen ist, und daher dazu neigt, im ge schmolzenen Stahl zu verbleiben. Wenn Sn im Stahl vorliegt, wird nicht nur die Qualität des Stahls herabgesetzt, sondern Sn scheidet sich an den Korngrenzen zur Zeit des Erwärmens bzw. des Erhitzens für das Rollen bzw. Walzen im Verlauf der Stahlherstellung derart ab, daß die Heißverarbeitbarkeit des Stahl beträchtlich behindert wird, so daß es unmöglich wird, den Stahl unabhängig von der Menge an Sn herzustellen. Wenn demgemäß Sn im geschmolzenen Stahl in Mengen, welche die Toleranzgrenze überschreiten, vorliegt, wird gewöhnlicherweise der geschmolzene Stahl mit einem geschmolzenen Stahl, der eine verminderte Menge an Sn aufweist, verglichen zur Toleranzgrenze bezüglich Sn, verdünnt bzw. vermischt.

Es wird festgestellt, daß viele Verfahren zum Entfernen einer Sn-Oberflächen schicht von Stählen bisher vorgeschlagen wurden und daß Verfahren zum Entfernen von Sn im geschmolzenen Zustand, neben dem vorgenannten Verfah ren unter Verwendung von Flußmitteln, ein Verfahren einschließen, worin Sn von einem geschmolzenen Stahl entfernt wird, indem ein Schmelzofen bis zum Vakuum evakuiert wird, wodurch zugelassen wird, daß niedrig schmelzendes Sn umgewandelt und als gasförmige Komponente verdampft wird. Jedoch ist das Belassen eines geschmolzenen Stahls im Vakuum bezüglich dem Produktions wirkungsgrad schlecht und ist für die tatsächlichen Arbeitsvorgänge nicht geeignet.

Versuche wurden durchgeführt, um eine Sn-Oberflächenschicht vor dem Schmel zen der Schrottstähle zu entfernen, einschließlich (1) einem Alkali-Elektrolyse verfahren, worin ein Schrottstahl in eine wässerige Alkalilösung eingetaucht wird, an welche ein Potential angelegt wird, wodurch hervorgerufen wird, daß Fe passiviert und Sn schnell aufgelöst wird, und (2) einem Schwefelungsverfah ren, worin ein Sn-plattiertes Stahlblech in Gegenwart von Schwefel geschwefelt wird, wodurch hervorgerufen wird, daß Sn als SnS abgetrennt wird. Das erstere Alkali-Elektrolyseverfahren (1) ist jedoch hinsichtlich des Wirkungsgrads schlecht, mit dem begleitenden Problem, daß die Herstellungskosten sich erhö hen. Das letztere Schwefelungsverfahren (2) weist das Problem auf, wie die S- Abgase zu behandeln sind, und ist nicht in die Praxis umgesetzt worden.

Um ein Verfahren zum wirksamen Entfernen einer Sn-Oberflächenschicht in einem festen Zustand bereitzustellen, ohne irgendeine Behandlung der Abgase einzubeziehen und ohne daß irgendwelche hohen Kosten anfallen, ist bereits in der japanischen Offenlegungsschrift 7-145431 ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem Sn-plattierte Schrottstähle in einer oxidierenden Atmosphäre bei 500 bis 1000°C erwärmt werden, um die Sn-Oberflächenschicht zu entsprechenden Oxiden umzuwandeln, gefolgt von mechanischer Abtrennung der Oxide.

Dieses Verfahren erfordert eine große Menge an Wärmeenergie und eine große Menge an von einem Schmelzofen ausgetragenem bzw. abgegebenem, heißem Abgas und kann deshalb hinsichtlich der wirksamen Verwendung der Wärme energie verbessert werden.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Wiederverwenden von Sn- plattierten Schrottstählen bereitzustellen, welches die Probleme des Standes der Technik überwindet.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausfüh rungsformen gelöst. Insbesondere wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zum Wiederverwenden von Schrottstählen vorgeschlagen, welches das Bereit stellen eines Schrottstahls mit einer Sn-Oberflächenschicht darauf, mechanisches Abtrennen der Sn-Oberflächenschicht unter thermischen Oxidieren der Schicht und Schmelzen sowie Verfeinern bzw. Raffinieren des Schrottstahls, von wel chem die Sn-Oberflächenschicht beseitigt worden ist, in einem Stahlschmelzofen umfaßt, wobei ein heißes, oxidatives Abgas, das aus dem Stahlschmelzofen ausgetragen wird, in Kontakt mit dem Schrottstahl mit der Sn-Oberflächen schicht gebracht wird, um die Sn-Oberflächenschicht in entsprechende Oxide umzuwandeln, wobei die Oxide von dem Schrottstahl durch das Mitreißen in einem Strom von heißem, oxidativem Abgas entfernt werden, und der Schrott stahl, von welchem die Oxide entfernt worden sind, in den Stahlschmelzofen eingebracht und darin geschmolzen wird.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Produktionswirkungsgrad des Verfahrens durch Reduzierung von Wärmeverlusten auf ein möglichstes Minimum durch die erfindungsgemäße Kombination eines Sn-Beseitigungsschritts und eines Schmelz-Schritts wesentlich verbessert wird, wodurch die bisherige Sn-Beseitigungsrate bzw. -menge bzw. der bisherige Sn-Beseitigungsbetrag von etwa 40 bis 50% erheblich gesteigert wird. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, daß eine Wärmeenergie, welche bisher von einem Schmelzschritt ohne weitere Verwendung davon ausgetragen wurde, wirksam bzw. effizient verwen det wird und dadurch die Sn-Beseitigungsrate bzw. -menge bzw. der Sn-Beseiti gungsbetrag erheblich verbessert wird.

Zum Durchführen des vorgenannten Wiederverwendungsverfahrens ist ein Austragsteil bzw. eine Austragsöffnung des vom Stahlschmelzofen abgegebenen bzw. abgezogenen bzw. ausgetragenen, heißen, oxidierenden Abgases mit einem Abgasbereich eines Drehrohrofens in Verbindung gebracht, wobei der Sn-plattier te Schrottstahl thermisch durch das heiße, oxidierende Abgas in dem Drehrohrofen oxidiert wird und das resultierende Oxid von dem Drehrohrofen durch Mitreißen mit bzw. durch heißes, oxidierendes Abgas abgezogen bzw. ausströmen gelassen wird.

Es ist bevorzugt, eine vertikale Leitung bzw. Durchführung zwischen der Aus tragsöffnung des vom Schmelzofen abgegebenen, heißen, oxidierenden Abgases und der Auslaßöffnung bzw. dem Abgasbereich des Drehrohrofens vorzusehen und das Oxid von dem Schrottstahl in dem Drehrohrofen und der vertikalen Leitung zu beseitigen.

Das heiße Abgas sollte vorzugsweise in den Drehrohrofen bei einer Strömungs geschwindigkeit von 0,3 m/s oder mehr eingebracht werden.

Um die Sn-Oberflächenschicht von dem die Oberflächenschicht-tragenden Schrottstahl unter thermischen Oxidieren mechanisch abzutrennen, ist es bevor zugt, ein Schlagbrechermittel bzw. einen Impaktor zu dem Schrottstahl zu zugeben. Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Impaktor und dem Schrottstahl sollte vorzugsweise nicht geringer als 1 sein.

Bei Benutzung des Wiederverwendungs- bzw. Recyclingverfahrens für Schrott stähle kann die Sn-Beseitigungsrate bzw. -geschwindigkeit bzw. -menge erhöht werden, wodurch ein regenerierter Stahl mit einem verminderten Gehalt an Sn erhalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Beispiele und der Zeichnung beispielhaft erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Vorversuchsvorrichtung zeigt, die in der vorliegenden Erfindung benutzt wird;

Fig. 2 eine Ansicht, die ein bei der Erfindung benutztes Testverfahren zeigt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Ergebnisse eines Tests bezüglich des Verhältnisses zwischen dem Oxid-Sammelbetrag und der Gasströmungsge schwindigkeit für verschiedene Impaktor-Typen;

Fig. 4(a) bzw. 4(b) schematische Ansichten, die eine Basisanordnung bzw. eine Anordnung mit einer vertikalen Leitung, welche zwischen einem Drehrohrofen und einem Schmelzofen vorgesehen ist, zeigen, wobei beide typisch für das Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind;

Fig. 5(a) bzw. 5(b) graphische Darstellungen, welche das Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit eines Gases, in Abhängigkeit von den in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigten Anordnungen, und dem Sn-Gehalt zeigen.

In dem in der japanischen Offenlegungsschrift 7-145431 aufgeführten Verfahren werden, nachdem ein Schrottstahl, der eine Sn-Oberflächenschicht trägt, ther misch oxidiert worden ist oder während er thermisch oxidiert wird, die Sn-Oxide mechanisch abgetrennt und entfernt. Jedoch wird das Trennen zwischen dem Oxid-freien Stahl und den Oxiden in einem nachfolgenden Schritt unter Verwen dung z. B. eines Schüttel- oder Vibrationssiebs erreicht. Dies führt eventuell zu einem Herabsetzen einer Stahltemperatur während der Durchführung des Tren nens zwischen dem Stahl und den Oxiden. Wenn der Stahl in einen Schmelzofen gebracht wird, muß er wiedererhitzt werden. Wenn ein elektrischer Ofen als Schmelzofen verwendet wird, wird zum Zweck der Temperatursteuerung bzw. -regelung in den elektrischen Ofen ein Sauerstoffgas eingebracht. Somit wird das heiße Abgas lediglich nach außen abgezogen bzw. abgeführt.

Die Erfindung zielt auf die Verwendung eines Abgases von einem schmelzenden Stahl beim Beseitigen bzw. Entfernen von Sn durch Oxidation von Sn und ebenfalls durch Abtrennung und Beseitigung der resultierenden Sn-Oxide, und zwar durch die kontinuierliche und direkte Verknüpfung eines Sn-Beseitigungs schritts und eines Schmelzschritts, und ebenfalls auf die wirksame Verwendung der Wärmeenergie eines Abgases von einem Schmelzofen. Um die Schritte des Sn-Beseitigens und des Schmelzens miteinander direkt zu verknüpfen, ist es wesentlich, die Sn-Oxide zuverlässig von dem Stahl in dem Schritt des Sn- Beseitigens zu entfernen und die dadurch entfernten Oxide nach außen auszutra gen.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß Sn-Oxide mit Hilfe einer Gas- bzw. Blas- bzw. Strömungskraft, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder mehr aufweist, sehr gut entfernt werden können. Ein Nachweistest wurde an einer Pilotanlage im Betriebsmaßstab unter Verwendung einer Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, durchgeführt, um die Strömungskräfte zu bestimmen, welche notwen dig sind, um die Sn-Oxide in einer Staub- bzw. Flugstaubsammelvorrichtung optimal zu sammeln, welche durch die thermische Oxidation eines Sn-plattierten Stahls gebildet werden. In Fig. 1 bedeuten 1 eine Startmaterialeinspeisvor richtung, 2 einen Drehkammerreaktorofen, 3 ein Schütt- bzw. Fallkasten, 3a bzw. 3b eine Fallkastenbewegungsvorrichtung, 4 eine Probenempfangsvor richtung bzw. -pfanne, 5 ein Gebläse und 6 eine Flugstaubsammelvorrichtung. Der Drehkammerofen 2, welcher ein Reaktionsrohr aus rostfreiem Stahl (mit einer Behandlungskapazität von 100 kg/batch) mit einem Durchmesser von 100 cm an einem zylindrischen Abschnitt davon und eine Länge von 100 cm auf weist, ist mit einem elektrischen Ofen versehen, der zum Heizen bis zur obersten Grenze von 1000°C befähigt ist. Die maximale Umdrehungszahl des Reaktions rohrs beträgt 20 Upm und ist variabel. Der Fallkasten 3, mit welchem die Ab trennungsbedingungen unter Verwendung einer Strömungskraft bestimmt werden, kann im Querschnittsbereich unter Verwendung der Bewegungsvor richtungen 3a und 3b geändert werden. Zusätzlich ist der Fallkasten 3 derart angeordnet, daß die erhaltene Gas- bzw. Blas- bzw. -Windgeschwindigkeit 21 m/s (berechnet bei Raumtemperatur) beträgt, indem eine Luftmenge vom Gebläse 5 gesteuert bzw. geregelt wird.

Die wesentlichen Kennzeichen bzw. die Auslegungsspezifikation der bestimmten Testvorrichtungen sind in Tabelle 1 aufgeführt und das Testvorgehen bzw. der Testablauf ist in Fig. 2 gezeigt.

Sn-plattierte Stahlstücke, quadratisch mit einer Seite von etwa 50 mm, wurden als Startmaterial bereitgestellt. 100 kg des Startmaterials wurden in den Dreh kammerofen 2, erwärmt auf 950°C der Lufttemperatur, in etwa 1,5 Minuten mittels einer elektromagnetischen Einspeisvorrichtung der Startmaterialeinspeis vorrichtung 1 eingespeist. Dicke, geschnittene Plattenstücke bzw. geschnittene Dickplattenstücke, rostfreie Stahlkugeln oder Wolframkugeln, wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden in den Drehkammerofen gegeben, gefolgt von einem Erwärmen für etwa 20 Minuten zur Oxidation, und nachfolgend von dem Ofen in den Fallkasten 3 ausgetragen.

Tabelle 2

Die Sn-Oxide, welche abgelöst und von dem Stahlblech mittels der von dem Gebläse gelieferten Blas- bzw. Strömungskraft abgetrennt wurden, wurden mittels der Flugstaubsammelvorrichtung 6, die oberhalb des Fallkastens an geordnet ist, gesammelt. Die Sn-Oxide, welche nicht in der Flugstaubsammelvor richtung gesammelt wurden, wurden in den Fallkasten 3 zusammen mit den Stahlstücken und dem Impaktor fallengelassen bzw. fielen zusammen mit den Stahlstücken und dem Impaktor in den Fallkasten 3 und wurden in der Proben empfangsvorrichtung 4 gesammelt, gefolgt von einer Trennung in die Stahl stücke und die Sn-Oxide mittels des Vibrationssiebs.

Die Wind- bzw. Luft- bzw. Gas- bzw. Strömungsgeschwindigkeit in dem Fall kasten 3 wurde vorbereitend mittels eines Anemometers überprüft, und die Gewichtsmengen der Sn-Oxide, welche in der Flugstaubsammelvorrichtung 6 gesammelt wurden, und die Sn-Oxide, welche in die Probenempfangsvorrichtung 4 gefallen sind, wurden bis zu einer maximalen Strömungsgeschwindigkeit von 5 m/s gemessen. Das Gewichtsverhältnis der durch die Wirkung der Strömungs kraft in der Flugstaubsammelvorrichtung gesammelten Sn-Oxide zu den abgelö sten und abgetrennten Sn-Oxiden wird als ein Sammelverhältnis genommen und ist in Fig. 3 relativ zu der Stömungsgeschwindigkeit gezeigt. Gemäß diesem Test wurde festgestellt, daß die Sn-Oxide abgetrennt werden konnten, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,3 m/s oder höher verwendet wurde.

Bei Ausübung der Erfindung kann der Stahlschmelzofen ein Konverter, ein elektrischer Ofen, ein Heißmetallvorbehandlungsofen und dergleichen sein. Die Trenn- und Ablösvorrichtung, die an der Abgas-Austragsöffnung des Schmelz ofens vorgesehen ist, sollte vorzugsweise ein Drehrohrofen sein, durch welchen, während darin ein Schrottstahl rotiert wird, die Sn-Oberflächenschicht oxidiert wird. Die Drehzahl des Drehrohrofens ist im allgemeinen nicht niedriger als 0,2 Upm, vorzugsweise nicht niedriger als 1 Upm, und mehr bevorzugt nicht niedri ger als 5 Upm. Eine längere Verweilzeit innerhalb des Drehrohrofens resultiert in einer höheren Sn-Beseitungsrate bzw. -geschwindigkeit bzw. -menge, aber erniedrigt die Ausbeute an Eisen und den Produktionswirkungsgrad. Es ist bevorzugt, daß die obere Grenze bezüglich der Verweilzeit etwa 20 bis 50 Minuten beträgt.

Das Mischen eines Impaktors mit dem Schrottstahl eröffnet mehr Chancen, Stöße bzw. Schläge oder andere mechanische Wechselkräfte auf den Schrott stahl auszuüben und ermöglicht die wirksame und verläßliche Abtrennung der Sn-Oxide von dem Schrottstahl. Beispiele des Impaktors schließen Schnittstücke eines dicken Blechs bzw. Dickblechs bzw. einer dicken Platte, rostfreie Stahlku geln, Wolframkugeln und dergleichen ein. Das Gewichtsverhältnis des Impaktors zu dem Schrottstahl sollte vorzugsweise 1 oder mehr, mehr bevorzugt 10 oder mehr, sein.

Wenn eine vertikale Leitung bzw. Durchführung zwischen der Abgas-Austrags öffnung bzw. der Austragsöffnung und dem Abgasbereich bzw. Austragsbereich des Drehrohrofens vorgesehen ist, ist die Fallrichtung der Oxide bei ihrem Durch gang durch die vertikale Leitung im Gegenstrom zu dem heißen oxidierenden Abgasstrom, der durch die vertikale Leitung steigt. Schließlich wirkt der heiße, oxidierende Abgasstrom stark auf die Oxide ein, wodurch ermöglicht wird, daß eine Behandlungszeit innerhalb des Drehrohrofens verkürzt wird.

Zum Erleichtern der Abtrennung und Entfernung der Oxide sollte die Strömungs geschwindigkeit vorzugsweise größer sein. Um eine hohe Strömungsgeschwin digkeit zu erreichen, kann eine größere Menge an Sauerstoffgas dem Schmelz ofen zugeführt werden. Alternativ kann z. B. ein Verfahren verwendet werden, bei welchem Luft aus dem Verbindungsbereich zwischen dem Schmelzofen und der Oxidationsvorrichtung eingebracht wird, oder ein Verfahren, bei welchem ein auf der Oberfläche der Schmelze innerhalb des Schmelzofens erzeugtes Gas sekundär verbrannt wird. In einem Bereich niedriger Strömungsgeschwindigkeit ist es bevorzugt, die Menge an dem Impaktor zu erhöhen, so daß die Trenn leistung erhöht wird.

Wenn die Erwärmungstemperatur zu niedrig ist, ist für die thermische Oxidation der Sn-Oberflächenschicht die Oxidation bis zu einem Ausmaß der plattierten Grenzfläche nicht möglich, was daher zu einer nicht-zufriedenstellenden Sn- Beseitigung bzw. Entfernung führt. Andererseits werden, wenn die Erwärmungs temperatur zu hoch ist, die Stahlstücke weichgemacht bzw. entfestigt und schmelzen teilweise aneinander. Es ist daher bevorzugt, eine Temperatur im Bereich von 500 bis 1000°C für diesen Zweck zu verwenden. Innerhalb dieses Temperaturbereichs ermöglicht eine höhere Temperatur die thermische Oxidation innerhalb einer kürzeren Zeit. Die Temperatur beträgt vorzugsweise 700°C oder darüber, mehr bevorzugt 800°C oder darüber.

Um die Sn-Entfernungsrate bzw. -geschwindigkeit bzw. -menge zu erhöhen, ist eine höhere Konzentration an Sauerstoff in der Atmosphäre der Oxidationsvor richtung bevorzugt. Die Konzentration sollte vorzugsweise 5%, mehr bevorzugt 20% oder mehr sein.

Die Zeit, die für die Oxidation der Sn-Oberflächenschicht erforderlich ist, kann sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Sauerstoffkonzentration ändern. In einer Atmosphäre von Luft kann die Sn-Oberflächenschicht in etwa 10 Minuten bei 950°C und in etwa 2 Minuten bei 1000°C oxidiert werden.

Die Wärmeenergie, die zum Schmelzen eines Stahls in einem elektrischen Ofen erforderlich ist, beträgt im allgemeinen etwa 1150 Mcal/Tonne. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Stahlmaterial bis etwa 1000°C vor erwärmt werden, so daß eine Wärmeenergie von etwa 200 Mcal/Tonne (etwa 17%) effektiv eingesetzt werden kann.

Beispiel 1

Fig. 4(a) bzw. (b) sind jeweils eine schematische Ansicht, die eine für die Erfin dung nützliche Vorrichtung zeigen, welche einen elektrischen Ofen 9 mit einer Kapazität von einer Tonne und einen Drehrohrofen 8 mit einem Durchmesser von 1 Meter und einer Länge von 12 Metern umfaßt. Fig. 4(a) veranschaulicht ein Verfahren zum Ausblasen abgetrennter Oxide aus dem Drehrohrofen und Fig. 4(b) veranschaulicht ein Verfahren, bei welchem eine vertikale Leitung 11 an der Verbindung zwischen dem Drehrohrofen 8 und dem elektrischem Ofen 9 vor gesehen ist, wobei die abgetrennten Oxide ausgeblasen werden.

Zuerst wurden 500 kg einer dicken Schrottplatte in dem elektrischen Ofen 9 geschmolzen, wonach 250 kg Schnittstücke eines Sn-plattierten Stahlblechs und 250 kg geschredderte Bruchstücke einer dicken Platte kontinuierlich in den Drehrohrofen 8 bei einer Rate bzw. Fördergeschwindigkeit von 30 kg/Minute eingespeist wurden. Der Drehrohrofen wurde mit 1 Upm rotiert und die Sauer stoffkonzentration im Abgas, das von dem elektrischen Ofen eingebracht wurde, betrug 10%.

Die Strömungsrate bzw. -menge bzw. -geschwindigkeit des Abgases wurde durch Steuern bzw. Regeln der sekundären Verbrennung eines an der Oberfläche der Stahlschmelze in dem elektrischen Ofen erzeugten Gases geändert. Nach Beseiti gung von Sn wurden die resultierenden Stücke in den elektrischen Ofen einge speist.

Die Strömungsrate bzw. -menge bzw. -geschwindigkeit des Abgases, die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre und die Umgebungstemperatur in dem Drehrohrofen (wie in dem Fall von Fig. 4(a)) und in der Leitung (wie in dem Fall von Fig. 4(b)) sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Die Analyseergebnisse der Sn-Konzentration in der Stahlschmelze nach Vervoll ständigung des Schmelzens sind in Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt.

Aus diesen Ergebnissen kann gesehen werden, daß für beide Fälle der Fig. 4(a) und 4(b), wenn die Strömungsgeschwindigkeit 0,3 m/s oder darüber liegt, das Sn-enthaltende, abgetrennte Material in der Flugstaubsammelvorrichtung gesammelt wird, und zwar mit einer Verringerung der Sn-Konzentration nach dem Schmelzen. Es kann ebenfalls gesehen werden, daß die Bereitstellung der vertikalen Leitung zu einer verbesserten Sn-Beseitungsrate bzw. -menge führt.

Beispiel 2

Eine Sn-Oberflächenschicht wurde von den Stücken (etwa 50 mm auf einer Seite) eines Sn-plattierten Stahlblechs gemäß einem herkömmlichen Verfahren und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, welche jeweils nachstehend beschrieben werden, entfernt.

1. Herkömmliches Verfahren: 250 kg eines Sn-plattierten Blechs wurden in einen Drehrohrofen eingetragen und bei 950°C für 20 Minuten an Luft oxidiert, gefolgt von der Abtrennung der resultierenden Sn-Oxide durch mechanischen Entzundern bzw. Kugelstrahlen bzw. Schrotstrahlen. Nach der Abtrennung wurden der Stahl und die Oxide voneinander getrennt und das Stahlblech wurde in einem elektrischen Ofen geschmolzen, um die Sn-Konzentration zu bestim men. Die für die Abtrennung der Sn-Oxide erforderliche Zeit betrug 20 Minuten und die für das Sortieren bzw. Sieben bzw. Screenen der Sn-Oxide erforderliche Zeit betrug 20 Minuten.
2. Erfindungsgemäßes Verfahren: 500 kg eines Bruchstücks einer dicken Platte bzw. eines Dickplattenbruchstücks wurden in einem elektrischen Ofen geschmol zen, wonach die geschnittenen Stücke bzw. Schnittstücke eines Sn-plattierten Stahlblechs und 75 kg geschredderte Bruchstücke einer dicken Platte bzw. eines Dickplattenbruchstücks kontinuierlich in einen Drehrohrofen in einem Bereich von 30 kg/Minute eingespeist wurden. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Sauerstoff konzentration in dem Abgas von dem elektrischen Ofen 10% und die Strömungs geschwindigkeit des Gases betrug 2 m/s. Die Schnittstücke des Stahlblechs wurden nach Durchleiten durch den Drehrohrofen in den elektrischen Ofen eingespeist, gefolgt von der Analyse der Sn-Konzentration nach dem Schmelzen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Behandlungszeit verkürzt werden und der Sn-Beseitungsbetrag liegt in der Höhe von 60%, im Gegensatz zu dem Verfahren im Stand der Technik, dessen Beseitigungsbetrag 40% ist.

Beispiel 3

Um die Wirkung des Mischens eines Impaktors mit einem Schrottstahl bei der Sn-Beseitigung zu überprüfen, wurde der folgende Test durchgeführt.

Ein Drehkammerreaktorofen wurde erwärmt und auf 950°C eingestellt. 10 bis 100 kg eines Sn-plattierten Stahlblechs, welches in Stücke mit einer Größe von 7 cm × 4 cm geschnitten wurde, wurden in den Drehkammerofen zusammen mit einem Impaktor eingetragen, gefolgt von einem Erwärmen für 20 Minuten bei 1 Upm in Luft. Der verwendete Impaktor wurde aus Schnittstücken eines dicken Blechs bzw. Dickblechs mit quadratischen Ausmaßen von etwa 30 mm × 30 mm hergestellt. Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Impaktor und dem Sn-Stahl blech (d. h. Gewicht des Impaktors/Gewicht des Sn-plattierten Stahlblechs) wurde von 0 bis 100 geändert. Das Sn-plattierte Stahlblech wurde nach der Behandlung von dem Drehkammerofen entfernt, gefolgt von einer Analyse der Sn-Konzentration.

Fig. 6 zeigt das Verhältnis zwischen der Sn-Beseitungsrate bzw. dem Sn-Beseiti gungsbetrag, d. h. der Sn-Beseitigung von dem Sn-plattierten Stahlblech, und dem vorgenannt definierten Gewichtsverhältnis. Um durch Mischen mit dem Impaktor den Sn-Beseitungsbetrag zu verbessern, ist es wirksam, daß das Gewichtsverhältnis 1 oder mehr, vorzugsweise 10 oder mehr, beträgt.

Wie aus dem Vorgenannten ersichtlich ist, kann, wenn ein Sn-plattierter Schrott stahl wiederverwendet wird, eine Wärmeenergie, welche bisher nach außen ausgetragen wurde, ohne in einem Schmelzschritt verwendet zu werden, wir kungsvoll wiederverwendet werden, zusammen mit einer verbesserten Sn- Beseitungsrate. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich des Produktionswirkungsgrads äußerst günstig.

Claims

1. Verfahren zum Behandeln von Sn-behaftetem Stahlschrott, welches die folgenden Schritte umfaßt:

- Bereitstellen eines Stahlschrotts mit einer Sn-Oberflächenschicht darauf,
- mechanisches Abtrennen der Sn-Oberflächenschicht unter ther mischem Oxidieren der Schicht und
- Schmelzen und Verfeinern des Stahlschrotts, von welchem die Sn- Oberflächenschicht entfernt worden ist, in einem Stahlschmelzofen,

dadurch gekennzeichnet,

- daß ein heißes, oxidierendes Abgas, das aus dem Stahlschmelzofen ausgetragen wird, in Kontakt mit dem die Sn-Schicht aufweisenden Stahlschrott gebracht wird, um die Sn-Schicht in entsprechende Oxide umzuwandeln, wobei die Oxide von dem Stahlschrott durch die Wirkung bzw. Einwirkung eines Stroms von heißem, oxidieren dem Abgas entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Drehrohrofen (8) vorgesehen ist, der mit einer Austragsöffnung des Stahlschmelzofens (9) für das heiße, oxidierende Abgas verbunden ist, 1 dadurch gekennzeichnet,
daß der Stahlschrott mit der Sn-Schicht darauf durch das heiße, oxidierende Abgas in dem Drehrohrofen (8) thermisch oxidiert wird und
daß die Oxide aus dem Drehrohrofen (8) durch die Wirkung eines Stroms von heißem, oxidierendem Abgas ausgetragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine vertikale Leitung (11) zwischen der Austragsöffnung des Schmelzofens (9) und dem Drehrohrofen (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxide von dem Stahlschrott in dem Drehrohrofen (8) und in der vertikalen Rohrleitung (11) entfernt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Abgas in den Drehrohrofen (8) mit einer Strömungsge schwindigkeit von 0,3 m/s oder höher eingeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Abtrennung der Sn-Oberflächenschicht vom Stahl schrott unter oxidierenden Bedingungen dem Stahlschrott Schlagkörper beigemischt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis zwischen den Schlagkörpern und dem Stahlschrott 1 oder mehr beträgt.