DE19835513C1

DE19835513C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von nicht erstarrten Schlacken

Info

Publication number: DE19835513C1
Application number: DE1998135513
Authority: DE
Inventors: Bernd Dettmer
Original assignee: ThyssenKrupp Nirosta GmbH
Current assignee: Outokumpu Nirosta GmbH
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2018-08-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von nicht erstarrten Schlacken (3), mit welchen eine kostengünstige und wirkungsvolle Behandlung auch von abkühlender Schlacke durchgeführt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Fülldraht (5), welcher mindestens einen Behandlungsstoff (10) enthält, in die Schlacke (3) geleitet wird, dort aufschmilzt und den Behandlungsstoff (10) freisetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von nicht erstarrten Schlacken.

Die bei der Herstellung von Stahl anfallenden Schlacken werden in Behältern gesammelt, um sie anschließend einer Aufbereitung und Verwertung zuzuführen. Wegen der vorrangigen Verarbeitung des in der Stahlgießpfanne enthaltenen Stahls besteht dabei ein Problem darin, daß die Schlacken in der Regel eine gewisse Zeit in dem Sammelbehälter verweilen müssen. In dieser Zeit kühlt die Schlacke mit der Folge ab, daß sie nicht mehr im gewünschten Maße fließfähig und damit homogen behandelbar ist. Darüber hinaus kann es in dieser Zeit zu einem Zerfall der Schlacke kommen, welcher ebenfalls ungünstig für die Weiterverarbeitung ist.

Aus der FR 25 46 530 A1 ist ein Verfahren zur Umwandlung von Stahlwerksschlacke zu einem wasserbindenden Bindemittel bekannt, das in der Zementherstellung eingesetzt werden kann. Um der behandelten Stahlwerksschlacke wasserbindende Eigenschaften zu geben, wird empfohlen in der Stahlwerksschlacke Aluminiumoxyd zu bilden, das dann wiederum Kalzium-Aluminium-Ferrit bildet. Zu diesem Zweck wird der Stahlwerksschlacke ein Behandlungsstoff zugeführt, der in der Stahlwerksschlacke eine exotherme Reaktion hervorruft. Vorzugsweise wird Aluminium als Behandlungsstoff zugeführt, da dieses mit den in der Stahlwerksschlacke vorhandenen Eisenoxyden (FeO oder Fe₂O₃) reagiert und Aluminiumoxyd bildet.

Aus der DE 26 03 412 C3 ist es zudem bekannt, einer Stahlschmelze Zusatzstoffe mittels eines mit Zusatzstoffen gefüllten Fülldrahts zuzuführen. Dabei besteht der Fülldraht aus einem Eisen- oder Stahlband, das den Zusatzstoff in Form eines Mantels umgibt. Die eisenhaltige Ummantelung des Fülldrahts schmilzt in der Stahlschmelze auf und gibt dabei den Zusatzstoff frei. Die freigegebenen Zusatzstoffe bewirken eine wirkungsvolle Desoxydation und Entschwefelung der Schmelze.

Problematisch an der bekannten Vorgehensweise ist, daß stets ausreichend hohe Temperaturen vorhanden sein müssen, um ein Aufschmelzen des in die Stahlschmelze eingeführten Drahtes zu gewährleisten. Andernfalls besteht die Gefahr des Verklebens des Fülldrahts mit unzureichend aufgeschmolzenem Mantelmaterial mit der Folge, daß ein ordnungsgemäßes Einführen des Zusatzstoffes nicht mehr möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung anzugeben, mit welchen eine kostengünstige und wirkungsvolle Behandlung auch von abkühlender Schlacke durchgeführt werden kann.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Behandeln von nicht erstarrten Schlacken belöst, bei dem ein Fülldraht, welcher mindestens einen Behandlungsstoff enthält, in die Schlacke geleitet wird, dort aufschmilzt und den Behandlungsstoff freisetzt und bei dem der Fülldraht unmittelbar vor seiner Einleitung in die Schlacke mit Lochungen versehen wird.

Mit dem Fülldraht können der Schlacke zielgerichtet Behandlungsstoffe zugeführt werden, die beispielsweise zur Wiederherstellung eines homogenen Schlackengemischs oder zur Verhinderung des Schlackenzerfalls erforderlich sind. Auf diese Weise kann eine effektive Behandlung der Schlacke auch mit herkömmlichen Mitteln, nämlich durch Verwendung von üblicherweise für die Behandlung von Stahlschmelzen eingesetzten Vorrichtungen, durchgeführt werden. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE-AS 25 54 860 beschrieben. Sie stehen in der Regel in nächster Nachbarschaft des Schlackenbehälters zur Verfügung, so daß sie ohne besonderen Aufwand nicht nur zum Behandeln der jeweiligen Stahlschmelze, sondern auch zur kostengünstigen Behandlung der Schlacke eingesetzt werden können.

Durch die Perforierung des Fülldrahtes kann das in dem Fülldraht enthaltene Behandlungsmaterial seitlich aus dem Fülldraht austreten, ohne daß dazu der Fülldraht notwendigerweise vollständig aufschmelzen muß. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Behandlungsstoffe auch dann sicher in die Schlacke eintreten, wenn diese schon so weit abgekühlt ist, daß ein Aufschmelzen des Fülldrahts nicht mehr sicher gewährleistet ist. Ebenso wird durch das Einbringen von Lochungen in den Fülldraht erreicht, daß der Behandlungsstoff auch dann in die Schlacke gelangt, wenn die Fülldrahtspitze durch anhaftende kühlere Schlacke verklebt. Das Einbringen von Lochungen in den Fülldraht bietet somit eine Gewähr dafür, daß die Behandlungsstoffe von Beginn der Behandlung an gleichmäßig und am gewünschten Ort in die Schlacke eingebracht werden. So werden unkontrolliert und schlagartig verlaufende Reaktionen der Behandlungsstoffe in der Schlacke verhindert.

Günstig ist es, wenn ein Fülldraht verwendet wird, der aus einem Materialstreifen unter Ummantelung des Behandlungsstoffs geformt ist. Bei Verwendung eines derartigen Fülldrahts können auch stückige, in körniger Form vorliegende Behandlungsstoffe in die Schlacke eingebracht werden.

Vorteilhafterweise löst der Behandlungsstoff beim Eintritt in die Schlacke eine exotherme Reaktion aus. Durch das Einbringen derartiger Stoffe, beispielsweise exotherme Gießpulver, wie magnesium- oder aluminiumhaltige Pulver, kann die Schlacke auch dann wieder auf die für eine homogene Behandlung notwendige Temperatur gebracht werden, wenn sie wegen des Vorrangs der Behandlung der Stahlpfanne während einer Wartezeit abgekühlt ist.

Alternativ oder ergänzend kann der Behandlungsstoff jedoch auch so beschaffen sein, daß er den Zerfall der Schlacke verhindert. Bei derartigen Stoffen handelt es sich beispielsweise um Bor, Al₂O₃, Schwefel oder Ca-P.

Günstig ist es auch, wenn ergänzend zu dem Behandlungsstoff ein Trägermaterial in dem Fülldraht enthalten ist. Derartige Trägermaterialien, beispielsweise SiO₂ als feiner trockener Sand, bewirken zum einen, daß die Behandlungsstoffe gleichmäßig in die zu behandelnde Schlacke eindringen. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn nur sehr geringe Stoffmengen in die Schlacke eingebracht werden sollen. Zum anderen können sie selbst zu einer positiven Veränderung der Schlacke, beispielsweise die Verbesserung ihrer Basizität, beitragen.

Selbstverständlich können je nach Beschaffenheit, Zusammensetzung und Verwendungszweck der Schlacke weitere Behandlungs- und Trägerstoffe in der erfindungsgemäßen Weise der Schlacke zugegeben werden.

Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die voranstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine solche Vorrichtung mit einer Fördereinrichtung, welche den Fülldraht zu einem Schlackensammelbehälter fördert, mit einer Umlenkeinrichtung, welche den Fülldraht in den Schlackensammelbehälter leitet, und mit einer Perforierungseinrichtung ausgestattet ist, welche in den Fülldraht Lochungen einformt. Dabei ist eine vorteilhafte Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Perforierungseinrichtung unmittelbar oberhalb des Spiegels der in dem Schlackensammelbehälter gefüllten Schlacke angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Perforationseinrichtung ist sichergestellt, daß der Behandlungsstoff zielgerichtet nur in die Schlacke eindringt und die Umgebung des Schlackenbehälters nicht belastet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Behandeln einer Schlacke in einer seitlichen Ansicht;

Fig. 2 einen Fülldraht im Schnitt;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1.

Die Vorrichtung 1 zum Behandeln einer in einem Schlackensammelbehälter 2 enthaltenen Schlacke 3 ist mit einer Fördereinrichtung 4 ausgestattet, welche einen Fülldraht 5 von einem Coil 6 abzieht und zu einer Umlenkeinrichtung 7 fördert.

Der Fülldraht 5 ist aus einem Metallstreifen 8 hergestellt, der derart umgeformt ist, daß er einen Füllraum 9 des Fülldrahtes 5 ummantelt. In diesem Füllraum 9 sind feinkörnige Behandlungsstoffe 10 gefüllt. Diese Behandlungsstoffe 10 sind zum einen dazu bestimmt, bei Eintritt in die Schlacke eine exotherme Reaktion hervorzurufen, um durch eine Erhöhung der Schlackentemperatur für eine verbesserte Homogenisierung diese wieder fließfähig zu machen. Zum anderen verhindern die Behandlungsstoffe 10 einen unerwünschten Zerfall der Schlacke. Die Behandlungsstoffe 10 können mit Trägermaterialien 11, beispielsweise einem Sand, vermischt sein.

Die Umlenkeinrichtung 7 leitet den Fülldraht 5 in Richtung des Schlackenspiegels 12. Dabei durchläuft der Fülldraht 5 eine unmittelbar oberhalb des Schlackenspiegels 12 angeordnete Perforierungseinrichtung 13, welche eine oder mehrere Reihen von Löchern 14 in den Mantel 8 des Fülldrahts 5 formt.

Ein Teil der Behandlungsstoffe 10 und des Trägermaterials 11 tritt durch die Löcher 14 in die Schlacke 3 aus, wenn die jeweiligen Löcher 14 den Schlackenspiegel 12 erreichen. Auf diese Weise wird in der Schlacke 3, insbesondere in dem Bereich, in welchem der Fülldraht 5 in die Schlacke 3 eintaucht, eine exotherme Reaktion hervorgerufen. Diese stellt sicher, daß die Temperatur der Schlacke 3 ausreichend hoch ist, um ein Aufschmelzen des Fülldrahtmantels 8 und ein vollständiges Austreten der Behandlungsstoffe 10 und des Trägermaterials 11 aus dem Fülldraht 5 zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Schlackensammelbehälter

3

Schlacke

4

Fördereinrichtung

5

Fülldraht

6

Coil

7

Umlenkeinrichtung

8

Metallstreifen

9

Füllraum

10

Behandlungsstoffe

11

Trägermaterialien

12

Schlackenspiegel

13

Perforierungseinrichtung

14

Löcher

Claims

1. Verfahren zum Behandeln von nicht erstarrten Schlacken (3), bei dem ein Fülldraht (5), welcher mindestens einen Behandlungsstoff (10) enthält, in die Schlacke (3) geleitet wird, dort aufschmilzt und den Behandlungsstoff (10) freisetzt und bei dem der Fülldraht (5) unmittelbar vor seiner Einleitung in die Schlacke (3) mit Lochungen (14) versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fülldraht (5) verwendet wird, der aus einem Materialstreifen (8) unter Ummantelung des Behandlungsstoffs (10) geformt ist.

3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fülldraht (5) mit einem Behandlungsstoff (10) verwendet wird, der beim Eintritt in die Schlacke (3) eine exotherme Reaktion auslöst.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fülldraht (5) mit einem Behandlungsstoff (10) verwendet wird, der den Zerfall der Schlacke (3) verhindert.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fülldraht (5) verwendet wird, in dem ergänzend zu dem Behandlungsstoff (10) ein Trägermaterial (11) in dem Fülldraht (5) enthalten ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Behandeln von nicht erstarrten Schlacken (3), bei dem ein Fülldraht (5), welcher mindestens einen Behandlungsstoff (10) enthält, in die Schlacke (3) geleitet wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Fördereinrichtung (4), welche den Fülldraht (5) zu einem Schlackensammelbehälter (2) fördert, mit einer Umlenkeinrichtung (7), welche den Fülldraht (5) in den Schlackensammelbehälter (2) leitet, und mit einer Perforierungseinrichtung (13), welche in den Fülldraht (5) Lochungen (14) einformt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforierungseinrichtung (13) unmittelbar oberhalb des Spiegels (12) der in den Schlackensammelbehälter (2) gefüllten Schlacke (3) angeordnet ist.