DE19910398C2 - Verfahren zur Erzeugung von Stahl mit niedrigem Schwefelgehalt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfähren zur Erzeugung von Stahl mit einem Schwefelgehalt kleiner gleich 0,0100 Gewichtsprozent insbesondere kleiner 0,0030 Gewichtsprozent gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 195 46 738 A1 bzw. DE 198 54 501 C1 ist die Verwendung von bei der Sekundärmetallurgie anfallender Schlacke für die Roheisenentschwefelung bekannt. Die DE 38 36 549 C1 beschreibt den Einsatz von beim Sauerstoffaufblasverfahren anfallender Konverterschlacke für diese Zwecke.

Auf Grund der nachteiligen Wirkung von Schwefel auf bestimmte technologische Eigenschaften des Stahles müssen für die Mehrzahl der heute hergestellten Stahlgüten niedrigste Schwefelgehalte eingestellt werden. In Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des Stahls nach dem Schmelz- bzw. Frischprozess muß dieser daher mittels einer Stahlentschwefelung abgesenkt werden.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Stahl mit niedrigem Schwefelgehalt ist das MPE-Verfahren (Mannesmann Pfannenentschwefelung). Hierbei wird durch Zugabe von Kalk und anderen Schlackebildnern in die Gießpfanne eine CaO-reiche Schlacke gebildet, und anschließend Stahl und Schlacke mittels Inertgasspülung intensiv durchmischt. Im Verlauf der Spülgasbehandlung kommt es zum Übergang und zur Abbindung des im Stahl gelösten Schwefels in der Schlacke. Der pro Zeiteinheit erzielte Entschwefelungsgrad ist dabei ein Maß für die Wirksamkeit dieser Vorgehensweise.

Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die Stahlentschwefelung mit Kalziumträgern wie z. B. Kalziumkarbid (CaC₂).

Wegen der ständig zunehmenden Nachfrage nach Stahlgüten mit niedrigsten Schwefelgehalten und der mit der Entschwefelung verbundenen hohen Verfahrenskosten wird versucht, die Stahlentschwefelung in der Sekundärmetallurgie sowohl in Bezug auf erreichbare Endschwefelgehalte als auch in Bezug auf Prozeßdauer und Prozeßkosten zu optimieren. Dabei wurden bislang vornehmlich folgende Ziele verfolgt:: (siehe B. Bergmann u. N. Bannenberg "Schlackenführung und Schlackenoptimierung in der Sekundärmetallurgie; Stahl und Eisen 111 (1991) Nr. 1, S. 125-131)

• 1. Einstellung kalkgesättigter Schlacken (Kalksättigungsgrad von 1,00)
• 2. Minimierung der Schlackenmenge
• 3. Minimierung mitlaufender Frischschlacke beim Abstich durch Anwendung eines Schwimmstopfens bzw. schlackenfreier Abstich
• 4. Reduzierung des Einsatzes von Flußspat bzw. vollständiger Verzicht auf diesen

Zu Punkt 3) für das bislang verfolgte Ziel eines schlackenfreien Abstiches bzw. einer Minimierung mitlaufender Frischschlacke beim Abstich können folgende Gründe angegeben werden:

• - oxidierende Verhältnisse, wie sie durch hohe FeO- bzw. MnO-Gehalte in Konverterschlacken gegeben sind, blockieren die Entschwefelungsreaktion; diese läuft nur unter reduzierenden Bedingungen, d. h. einem niedrigen Oxidationspotential sowohl im Stahl als auch in der Schlacke ab.
• - In Abhängigkeit vom Kieselsäuregehalt der Frischschlacke und vom Siliziumabbrand bei der Desoxidation werden zur Einstellung hochbasischer und/oder kalkgesättigter Schlacken große Kalkmengen benötigt.

Als weitere Möglichkeit der Effektivitätssteigerung kann durch eine Intensivierung der Inertgasspülung die Turbulenz in der Gießpfanne erhöht werden. Diese Maßnahme ist jedoch durch den zur Verfügung stehenden Freibord begrenzt.

Das gleiche gilt, wenn man zur Einstellung niedrigster Schwefelgehalte zur Steigerung der Turbulenz in der Gießpfanne eine kostenintensive Vakuumbehandlung durchführt.

Sind für eine Stahlgüte niedrigste Schwefelgehalte gefordert, können diese häufig nur durch eine stark erzeugungsmindernde Verlängerung der Spülbehandlung eingestellt werden. Der Faktor Zeit gewinnt aber auf Grund der hohen Investitionskosten für Kapazitätserhöhungen zunehmend an Bedeutung. Die oben genannten Optimierungsmaßnahmen genügen daher den Anforderungen in vielen Fällen nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von Stahl mit einem Schwefelgehalt ≦ 0,0100 Gewichtsprozent insbesondere < 0,0030 Gewichtsprozent bereitzustellen, das die Effizienz der Stahlentschwefelung gegenüber dem herkömmlichen Verfahren

• 1. in Bezug auf eine Verkürzung der aufzuwendenden Zeit,
• 2. in Bezug auf die Menge der benötigten Schlackenbildner (insbesondere Kalk und Flußspat), des Spülgases und der Feuerfestverbräuche und
• 3. in Bezug auf die erreichbaren Endschwefelgehalte

deutlich erhöht.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Nach der Lehre der Erfindung wird beim Abstich des Stahles in die Gießpfanne und/oder nach dem Abstich recyclierte sekundärmetallurgische Schlacke und/oder Frischschlacke dosiert zugegeben.

Die Zugabemenge sollte vorteilhafterweise am Chargen-, bzw. Schmelzgewicht ausgerichtet werden und im Fall von sekundärmetallurgischer Schlacke in einem Bereich von 0,1 bis 25 kg pro Tonne Stahl liegen. Um einen Anstieg des Phosphorgehaltes im Stahl durch den in der Frischschlacke in Form von P₂O₅ abgebundenen Phosphor auf ein vertretbares Maß zu begrenzen, sollte im Fall der Zugabe von Frischschlacke in Abhängigkeit von der Phosphorvorschrift der jeweiligen Stahlgüte und/oder vom Phosphorgehalt des Rohstahles vor dem Abstich und/oder vom Phosphorgehalt der Wiedereinsetzschlacke die Menge von 20 kg pro Tonne Stahl nicht überschritten werden.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, die Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke am Gehalt der Stoffkomponenten CaO, SiO₂, Al₂O₃, Eisenoxid, P₂O₅ und Schwefel auszurichten. Die Bemessung der Zugabemenge sollte dabei dergestalt erfolgen, daß aus dem Dreistoffsystem CaO-Al₂O₃-SiO₂ abgelesene oder in Betriebsversuchen empirisch ermittelte günstige Werte im Falle von CaO nicht unterschritten werden, wobei günstige Werte Werte in der Nähe der Kalksättigung sind. Im Falle von Al₂O₃ und SiO₂ sollen die abgelesenen oder in Betriebsversuchen empirisch ermittelten günstigen. Werte nicht überschritten werden, wobei günstige Werte Grenzgehalte der Stoffkomponenten Tonerde (Al₂O₃) und Kieselsäure (SiO₂) sind. Gleichzeitig kann die nach herkömmlicher Verfahrensweise eingesetzte Kalkmenge auf höchstens 15 kg Kalk pro Tonne Stahl und auf Werte unter 15 kg Kalk pro Tonne Stahl bis hin zu 0 kg pro Tonne Stahl reduziert werden, wobei hier sinnvollerweise die Bemessung der Kalkzugabe mit zunehmendem CaO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke geringer bemessen und mit abnehmendem CaO-Gehalt höher bemessen wird. Eine Kalkzugabe ist bei Einhalten bestimmter Randbedingungen nicht unabdingbar, und zwar kann in Abhängigkeit von der Art und Menge der Schlackenzugabe z. B. dann auf die Zugabe von Kalk vollständig verzichtet werden, wenn die sich während der sekundärmetallurgischen Behandlung einstellenden Gehalte der Stoffkomponenten Al₂O₃, SiO₂ und Schwefel spezifische Grenzwerte nicht überschreiten. Die sich einstellenden Gehalte dieser Stoffkomponenten können rechnerisch ermittelt werden. Sie ergeben sich zum einen aus der durch die Wiedereinsetzschlacke eingebrachten Menge dieser Komponenten und zum anderen aus der durch die Desoxidation und Reduktion von Schlacke neu entstehenden Menge. Erstere kann aus der Schlackenanalyse abgelesen werden. Letztere ist gemäß der Stöchiometrie der Desoxidations- und Reduktionsreaktionen und dem in Abhängigkeit vom Sauerstoffpotential zu erwartenden Desoxidationsmittelabbrand zu ermitteln. Günstige Gehalte der Stoffkomponenten Al₂O₃, SiO₂ und CaO können im Dreistoffsystem CaO- Al₂O₃-SiO₂ abgelesen oder in Betriebsversuchen empirisch ermittelt werden.

Auf die Zugabe von Flußspat oder anderer Schlackebildner kann vollständig verzichtet werden.

Zur Ermittlung der Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke in Abhängigkeit vom CaO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke wird nachfolgend ein Rechenbeispiel gegeben. Dabei wird als Randbedingung ein Mindestgehalt an CaO von z. B. 50% und ein CaO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von z. B. 60% festgelegt, um die Kalkmenge auf z. B. 800 kg abzusenken. Das Rechenbeispiel gilt für ein Schmelzgewicht von 250 t.

CaO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke z. B. 60%
gewünschter Mindestgehalt an CaO z. B. 50%
Kalkzugabemenge M_Kalk z. B. 800 kg
Tonerde aus Desoxidation M_Des z. B. 1000 kg

Dieses Rechenbeispiel gilt für sekundärmetallurgische Schlacke mit z. B. 60% CaO.

Die Gesamtschlackenmenge M_Ges ergibt sich aus der Summe der einzelnen schlackenbildenden Komponenten:

M_Ges = M_Kalk + M_Des + M_Schl Gleichung 1

Die Gesamtmenge der Stoffkomponente CaO ergibt sich aus der Summe Kalk und den in der Wiedereinsetzschlacke enthaltenen 60% CaO: M_Kalk + 0,60 M_Schl

Für einen Mindestgehalt an CaO von z. B. 50% gilt für die Gesamtschlackenmenge M_Ges somit auch die Gleichung 2:

M_Ges = 100%/50% * (M_Kalk + 0,6 M_Schl) Gleichung 2

Gleichung 1 = Gleichung 2 ⇒
100%/50% . (M_Kalk + 0,6 M_Schl) = M_Kalk + M_Des + M_Schl
10 M_Kalk + 6 M_Schl = 5 M_Kalk + 5 M_Des + 5 M_Schl
M_Schl = 5 M_Des - 5 M_Kalk
M_Schl = 5000 kg - 4000 kg
M_Schl = 1000 kg

Um unter Einhaltung eines Mindestgehaltes an CaO von z. B. 50% und einem CaO- Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von z. B. 60% die Kalkmenge auf z. B. 800 kg absenken zu können, müssen mindestens 1000 kg Wiedereinsetzschlacke zugegeben werden.

Ein weiteres Rechenbeispiel bezieht sich auf die Ermittlung der Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke in Abhängigkeit vom SiO₂-Gehalt und Al₂O₃-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke. Als Randbedingung wurde dabei ein maximaler Gehalt an Al₂O₃ von z. B. 30% und ein Al₂O₃-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von z. B. 15% festgelegt, um die Kalkmenge auf z. B. 1000 kg abzusenken. Auch dieses Rechenbeispiel gilt für ein Schmelzgewicht von 250 t.

Tonerdegehalt der Wiedereinsetzschlacke z. B. 15%
zulässiger Tonerdegrenzgehalt z. B. 30%
Kalkzugabemenge M_Kalk z. B. 1000 kg
Tonerde aus Desoxidation M_Des z. B. 800 kg

Dieses Rechenbeispiel gilt für sekundärmetallurgische Schlacke mit z. B. 15% Tonerde. Der FeO-Gehalt sekundärmetallurgischer Schlacken ist in der Regel < 1% und kann daher zur Vereinfachung der Beispielrechnung vernachlässigt werden.

Die Gesamtschlackenmenge M_Ges ergibt sich aus der Summe der einzelnen schlackenbildenden Komponenten:

M_Ges = M_Kalk + M_Des + M_Schl Gleichung 1

Die Gesamtmenge der Stoffkomponente Tonerde ergibt sich aus der Summe der bei der Desoxidation entstehenden Tonerde und den in der Wiedereinsetzschlacke enthaltenen 15% Tonerde:

M_Des + 0,15 M_Schl

Für einen Tonerdegrenzgehalt von 30% gilt für die Gesamtschlackenmenge M_Ges somit auch die Gleichung 2:

M_Ges = 100%/30% . (M_Des + 0,15 M_Schl Gleichung 2

Gleichung 1 = Gleichung 2 ⇒
M_Kalk + M_Des + M_Schl = 10/3 M_Des + 10/3 . 0,15 M_Schl
M_Schl . (1 - 1,5/3) = 10/3 M_Des - M_Kalk - M_Des
M_Schl = (7/3 M_Des - M_Kalk)/(1 - 0,5)
M_Schl = 14/3 M_Des - 2 M_Kalk
M_Schl = 14/3 . 800 - 2 . 1000
M_Schl = 1733 kg

Um unter Einhaltung eines maximalen Tonerdegrenzgehaltes von z. B. 30% und einem Al₂O₃-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von z. B. 15% die Kalkmenge auf z. B. 1000 kg absenken zu können, müssen mindestens 1733 kg Wiedereinsetzschlacke zugegeben werden.

Ein weiteres Rechenbeispiel bezieht sich auf die Ermittlung der Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke in Abhängigkeit vom FeO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke. Als Randbedingung wurde dabei ein maximaler Tonerdegrenzgehalt von z. B. 30% und ein FeO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von z. B. 20% festgelegt, um die Kalkmenge auf z. B. 1000 kg abzusenken. Auch dieses Rechenbeispiel gilt für ein Schmelzgewicht von 250 t.

FeO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke z. B. 20%
zulässiger Tonerdegrenzgehalt z. B. 30%
Kalkzugabemenge M_Kalk z. B. 1000 kg
Tonerde aus Desoxidation M_Des z. B. 1000 kg
Tonerde aus Reduktion des FeO M_Red = f(M_Schl)

Dieses Rechenbeispiel gilt für Frischschlacke mit z. B. 20% FeO. Der Tonerdegehalt der Frischschlacke von < 1% kann zur Vereinfachung der Beispielrechnung vernachlässigt werden.

Die Gesamtschlackemenge M_Ges ergibt sich aus der Summe der einzelnen Komponenten:

M_Ges = M_Kalk + M_Des + M_Red + 0,8 M_Schl (0,2 M_Schl werden durch Reduktion in die metallische Phase überführt) Gleichung 1

Die Gesamtmenge der Stoffkomponente Tonerde ergibt sich aus der Summe M_Des + M_Red. Der Tonerdegehalt der Frischschlacke von < 1% kann zur Vereinfachung der Beispielrechnung vernachlässigt werden.

Für einen Tonerdegrenzgehalt von 30% gilt für die Gesamtschlackemenge M_Ges somit auch die Gleichung 2:

M_Ges = 100%/30% . (M_Des + M_Red) Gleichung 2

Die zweite Unbekannte, die bei der Reduktion des FeO entstehende Tonerde M_Red, ist durch dieses FeO und somit durch die Menge Recyclierschlacke bestimmt.

Die Anzahl entstehender Mole n ist 1/3 der in der Schlacke an Eisen gebundenen Mole Sauerstoff.

n = 1/3 . M_FeO/(56 + 16) = 0,00463 M_FeO

M_FeO = 0,2 M_Schl
n = 0,000926 M_Schl
M_Red = Molgew. von Al₂O₃ . Anzahl entstehender Mole = (2 . 27 + 3 . 16) . n = (2 . 27 + 3 . 16) . 0,000926 M_Schl = 102 . 0,000926 M_Schl = 0,0944 M_Schl M_Red = 0,0944 M_Schl Gleichung 3

Gleichung 2 und 3 in Gleichung 1

100%/30% . (M_Des + 0,0944 M_Schl) = M_Kalk + M_Des + 0,0944 M_Schl + 0,8 M_Schl 10 M_Des + 0,944 M_Schl = 3 M_Kalk + 3 M_Des + 3 . 0,0944 M_Schl + 3* + 0,8 M_Schl M_Schl . (0,944 - 3 . 0,0944 - 3 . 0,8) = 3 M_Kalk - 7 M_Des

Um unter Einhaltung eines maximalen Tonerdegrenzgehaltes von z. B. 30% und einem FeO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von z. B. 20% die Kalkmenge auf z. B. 1000 kg absenken zu können, müssen mindestens 2300 kg Wiedereinsetzschlacke zugegeben werden.

Der Erfindung liegen die nachfolgend erläuterten physikalisch-chemische Prinzipien und kausalen Zusammenhänge zu Grunde.

Mischoxide, wie flüssige oder erstarrte Schlacken, haben gegenüber den reinen Komponenten einen erheblich abgesenkten Schmelzpunkt. Je nach Zusammensetzung des Mischoxides bzw. der Schlacke liegen deren Schmelzpunkte bzw. Schmelztemperaturen erheblich unterhalb der Stahlherstellungtemperaturen und bilden somit unmittelbar nach der Zugabe eine flüssige Phase. Da bei Anwesenheit präexistenter flüssiger Phase die Verflüssigung der übrigen Schlackenbildner, deren Schmelztemperaturen erheblich höher liegen, nicht mehr über Feskörperdiffusion, sondern über den direkten Phasenkontakt 'flüssig-fest' um Größenordnungen schneller abläuft, wird die Homogenisierung der Entschwefelungsschlacke und damit die Einstellung für die Entschwefelung günstiger chemischer und, was bislang kaum Beachtung fand, physikalischer Eigenschaften beschleunigt und zeitlich vorverlagert. Im Fall der Zugabe von Frischschlacke wird das Aufschmelzen der Schlackenbildner, insbesondere des Kalkes, dessen Schmelztemperatur von 2580°C erheblich über den Stahlherstellungstemperaturen in der Sekundärmetallurige von 1600 bis 1650°C liegt, durch die sehr hohe Reaktionstemperatur der aluminothermischen Eisenoxid- und Manganoxidreduktion noch erheblich stärker forciert als bei der Verwendung von sekundärmetallurgischer Schlacke. Voraussetzung für eine gute Entschwefelung sind zum einen eine hohe Basizität der Schlacke und zum anderen reduzierende Bedingungen. Genau aus diesen Gründen und entgegen der Lehre der Erfindung wurde bislang, insbesondere bei der Erzeugung von Stahlgüten mit niedrigem Schwefelgehalt von kleiner gleich 0,0100 Gewichtsprozent insbesondere kleiner 0,0012 Gewichtsprozent, darauf geachtet, das Einbringen der genannten Prozeßschlacke in die Gießpfannne zu verhindern. Völlig unerwartet zeigte sich jedoch bei genaueren Untersuchungen, daß die bislang sehr hoch bewerte nachteilige Wirkung der hohen Kieselsäure- und Eisenoxidgehalte der genannten Prozeßschlacken auf die Entschwefelung durch die oben ausgeführten Abläufe mehr als kompensiert werden, wenn, in Abhängigkeit vom CaO-, Kieselsäure, Tonerde-, Eisenoxid-, und Schwefelgehalt

• 1. im Falle von sekundärmetallurgischer Schlacke 25 kg pro Tonne Stahl, und
• 2. im Fall von Frischschlacke 20 kg pro Tonne Stahl

nicht überschritten werden.

So stellt sich sehr schnell trotz der Kieselsäure in der zugegebenen Schlacke auf Grund einer vollständigen Verflüssigung des Kalkes eine deutlich höhere Basizität ein.

Ebenso unerwartet zeigte sich, daß das durch höhere FeO- und MnO-Gehalte bedingte, hohe Oxidationspotential von Frischschlacke, auf Grund dessen der Einsatz dieser Schlacke zum Zwecke der Entschwefelung bislang ausschied, sich widersprüchlicherweise nicht nur nicht nachteilig auf die Entschwefelung auswirkt, sondern im Gegenteil, sehr schnell Vorteils in den Vordergrund treten.

Dieser vermeintliche Widerspruch löst sich auf, wenn man die Frage untersucht, ob und inwieweit Heterogenität bzw. mangelhafte Homogenität der Schlacke Einfluß auf deren Reduzierbarkeit hat.

Heterogenität bezeichnet einen Zustand der Schlacke, bei dem feste Phasen (ungelöster Kalk) und flüssige Phasen nebeneinander vorliegen und, oft breiig verklumpt, eine zähe Masse bilden. Der Anteil flüssiger Phasen ist klein. Homogenität bezeichnet demgegenüber einen Zustand der Schlacke, bei dem alle zugegebenen festen Schlackenbildner vollständig aufgelöst sind und ausschließlich flüssige Phase vorliegt.

Auf die Frage, welcher der beiden Zustände die günstigere Voraussetzung für die vollständige Reduktion FeO und MnO-haltiger Phasen bietet, wird der Fachmann mit Hinweis auf die Grundgesetze der Kinetik nicht zögern, den homogenen als den bei weitem günstigeren Zustand zu nennen. Dagegen kann im heterogenen Zustand die Reduktion der FeO- und MnO-haltigen Phasen in den verklumpten oder breiigen Massen nur über eine Festkörperdiffusion erfolgen. Die Reaktionsgeschwindigkeit derartiger Reaktionen ist um Dimensionen langsamer als die in dünnflüssigen homogenen Phasen. Das hat zur Folge, daß während der sekundärmetallurgischen Behandlungsschritte die Gehalte dieser Komponenten nicht in ausreichendem Maß abgesenkt werden, was auf Grund des durch diese Komponenten bedingten höheren Oxidationspotentials zum einen eine Reduzierung der Reaktionsgeschwindigkeit der Entschwefelungsreaktion und zum anderen eine Verschiebung der erreichbaren Endschwefelgehalte zu ungünstigen, höheren Werten zur Folge hat.

Gleichzeitig ist die Aufnahmefähigkeit heterogener Schlacken für das sich bildende Kalziumsulfid gering. Hierfür können folgende Gründe angegeben werden:

• - geringe Menge flüssige Schlackenphase
• - hohe Kalziumsulfid-, Kieselsäure- und Tonerdegehalte und niedrige CaO-Gehalte in dieser geringen Menge flüssiger Schlackenphase
• - Kalkaluminate, die eine dichte, hochschmelzende Schale um das Kalkkorn bilden, und so eine weitere Abbindung von Kalziumsulfid durch den Kalk verhindern, (und ein weiteres Aufschmelzen des Kalkes ebenso).

Ein zweiter, die zeitliche Vorverlagerung und den beschleunigten Ablauf der Entschwefelung bewirkender Effekt ist die hohe Reaktionstemperatur der aluminothermischen Eisenoxid- und Manganoxidreduktion. Hohe Temperaturen bewirken bei endothermen Reaktionen wie der Entschwefelung eine starke Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit.

Zusammengefaßt kann durch den erfindungsgemäßen Einsatz recyclierter sekundärmetallurgischer Schlacke und/oder Frischschlacke die Effizienz der Stahlentschwefelung bezüglich aller oben genannten Punkte deutlich verbessert werden.

Rechenbeispiel für die maximale Schlackenmenge:

• - P₂O₅-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke: 1,3%
• - zulässige Phosphorobergrenze der Stahlgüte (P_max): 0,020%
• - Phosphorgehalt des Rohstahls vor dem Abstich (P_stahl): 0,015%
• - Atomgewicht Phosphor 31 kg/kmol
• - Molekulargewicht P₂O₅ 2 . 31 kg/kmol + 5 . 16 kg/kmol = 142 kg/kmol

zulässiges Phosphoreinbringen durch Schlacke
= P_max

- P_stahl

= 0,020% - 0,015%
= 0,005%

Für ein Schmelzgewicht von 250 t ergibt sich so ein zulässiges Phosphoreinbringen von

oder nach Umrechnung mit dem Atom- bzw. Molekulargewicht:

Für einen P₂O₅-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke von 1,3% ergibt sich daraus eine maximal zulässige Schlackenmenge von:

bzw. auf das Schmelzgewicht bezogen

Claims (6)

1. Verfahren zur Erzeugung von Stahl mit einem Schwefelgehalt kleiner gleich 0,0100 Gewichtsprozent insbesondere 0,0030 Gewichtsprozent aus Roheisen, Schrott sowie Zuschlägen in einem Konverter und/oder Elektroofen, bei dem nach Einstellung von Zielanalyse und Zieltemperatur der Stahl in eine Gießpfanne abgestochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstich in die Gießpfanne und/oder nach dem Abstich recyclierte sekundärmetallurgische Schlacke und/oder Frischschlacke als Schlackenbildner in die Pfanne zugegeben wird, wobei die Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke am Chargengewicht ausgerichtet wird und im Fall der Zugabe von sekundärmetallurgischer Schlacke im Bereich von 0,1 bis 25 kg pro Tonne Stahl liegt, und im Fall der Zugabe von Frischschlacke die Menge im Bereich von 0,1 bis 20 kg pro Tonne Stahl liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundärmetallurgische Schlacke feste oder flüssige Gießpfannenschlacke ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischschlacke feste oder flüssige Konverterschlacke ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke am CaO-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke und am gewünschten CaO-Gehalt der Endschlacke ausgerichtet und so bemessen wird, daß aus dem Dreistoffsystem CaO-Al₂O₃-SiO₂ abgelesene oder in Betriebsversuchen empirisch ermittelte günstige Werte nicht unterschritten werden, wobei günstige Werte Werte in der Nähe der Kalksättigung sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke am Al₂O₃- und SiO₂-Gehalt der Wiedereinsetzschlacke ausgerichtet und so bemessen wird, daß aus dem Dreistoffsystem CaO-Al₂O₃-SiO₂ abgelesene oder in Betriebsversuchen empirisch ermittelte günstige Werte nicht überschritten werden, wobei günstige Werte Grenzgehalte der Stoffkomponenten Tonerde (Al₂O₃) und Kieselsäure (SiO₂) sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge an Wiedereinsetzschlacke am Eisenoxidgehalt der Wiedereinsetzschlacke ausgerichtet und so bemessen wird, daß die sich bei der Reduktion des Eisenoxids mit Aluminium bildende Tonerde (Al₂O₃) günstige Werte, die z. B. aus dem Dreistoffsystem CaO-Al₂O₃-SiO₂ abgelesen oder in Betriebsversuchen empirisch ermittelt werden, nicht überschreitet.