DE2010572A1

DE2010572A1 - Verfahren zur Beschleunigung der Auf lösung von Kalk beim basischen Sauerstoff ofenverfahren

Info

Publication number: DE2010572A1
Application number: DE19702010572
Authority: DE
Inventors: Clifford Jackson Lakewood Bruski Richard Scott Arvada Jefferson CoI Lewis (V St A)
Original assignee: Flintkote Co
Current assignee: Flintkote Co
Priority date: 1969-08-20
Filing date: 1970-03-06
Publication date: 1971-03-04
Also published as: ZA705653B; US3574597A; JPS5010524B1; NL7003950A; GB1321292A

Description

P 15 83 969.7-24)
Priorität; vom 20, August 1969 in USA Z. ^, 059 237

Gegenstand der Hauptanme!dung ist ein Verfahren zur Beschleunigung der Auflösung von Kalk in einer basischen Schlacke eines mit Sauerstoff gefahrenen Ofens, bei dem man zerkleinerten Kalk auf die Schlacke in Gegenwart einer verhältnismäßig kleinen Menge einer Zusatzverbindung aufbringt, die aus einem Boroxid besteht oder es enthält oder unter den im Ofen herrschenden Betriebsbedingungen ein Boroxid liefert. Die bekannte Kalkzugabe bezweckt, der Schlacke eine ausreichende Basizität zu erteilen, um die notwendigen chemischen Reaktionen zwischen der Schlitoke und den Verunreinigungen im geschmolzenen Metall ein-

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zuleiten und zu erleichtern, Insbesondere, um Mangan, Schwefel und Phosphor aus dem Metallbad zu entfernen. Da der Kalk fest ist und gewöhnlich in granulierter Form der Schlacke zugesetzt wird, muß er zunächst in der fließfähigen Schlacke aufgelöst werden, damit er die erwähnten erwünschten Reaktionen beeinflussen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht bei der Hauptanmeldung wie im vorliegenden Fall darin, die Auflösungsgeschwindigkelt von Kalk in der Schlacke eines basischen mit Sauerstoff gefahrenen Ofens zu beschleunigen, so daß die Wirksamkeit des Kalks als Flußmittel im BOF-Prozeß stark erleichtert wird, damit der Betriebszyklus beim basisch mit Sauerstoff gefahrenen Ofen,insbesondere die Sauerstoffblasperiode wesentlich verkürzt werden kann, und zwar auch bei Verwendung von bisher für diesen Zweck als unerwünscht betrachteten Kalksorten.

Die Zusatz-erflndung geht von den gleichen Voraussetzungen wie die Hauptanmeldung aus, weshalb auch deren Offenbarung mit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.

Eine zusätzliche Aufgabe besteht In der Schaffung eines Verfahrens zur Erzielung einer besseren Sohlackenkontrolle und erhöhten Sohlaokenkondltionierung In einem mit Sauerstoff gefahrenen Ofen, wodurch die günstigsten Schlackenbeziehungen leichter und rascher erreicht werden können, und auch die feuerfeste Auskleidung dadurch besser geschlitzt wird, daß die Geschwindigkeit der Schlackenkonditionierung auf die gewürz-bt* Paaizität gesteigert wird. Während die Hauptanmeldung als Boroxid liefern-

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de Zusatzverbindungen wasserfreien Borax, Borsäure und Boroxid selbst nennt, ist die Zusatzerfindung dadurch gekennzeichnet, daß neben oder anstelle dieser Borverbindungen calcinierter Colemanit, Calciummetaborat, Easorit oder borhaltige Mineralien, wie calcinierter oder uncalcinierter Colemanit, Ulexit, Inderit, Kemit und Kurnakovit oder Gemische dieser Substanzen in kleinen Mengen neben Kalk auf die Schlacke aufgebracht werden.

Das Verfahren unter Zusatz dieser Verbindungen wurde in der gleichen Weise wie in der Hauptanmeldung beschrieben untersucht und durchgeführt.

In einer Reihe von Versuchen hatten die basische Schlacke und der Kalk die in der Hauptanmeldung angegebenen Zusammensetzungen. Bei gewissen Versuchen wurde nur Kalk der geschmolzenen Schlacke zugesetzt,, bei anderen waren die Kalkjreilchen zunächst duroh Vermischung mit dem einen oder anderen der verschiedenen Zusatzstoffe vermischt worden. Die gemäß der Erfindung verwendeten Zusatzstoffe bestanden aus Calciummetaborat und caiciniertem oder wasserfreiem Colemanit (CagBgO..). Die längste Auflösungsdauer der Kalkteilchen in der Schlacke in Kontrollversuchen und Versuchen unter Verwendung dieser Zuschlagverb indungen findet sich in der folgenden Tabelle:

Tabelle I

Größte Auslösungsdauer ( in Sekunden)

Kontrolle - kein Zusatz 16,6

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mit Ca(BO₂)₂ 2,0

mit Ca₂BgO₁ 2,0

Ähnliche Versuche wurden rait anderen borhaltigen Verbindungen in einer basischen Ofenschlacke eines mit Sauerstoff gefahrenen Ofens bei etwa 1260⁰C (2.30O⁰P) durchgeführt, wobei die Schlacke dieselbe Zusammensetzung wie in der Hauptanmeldung angegeben hatte. Die benutzten Zusatzverbindungen waren Ulexit (WaCaB₅O₉.8H₂O), Colemanit (Ca₂B₅O₁₁ . 5H₃O), Inderit O₁₁ . 15H₂O), Kernlt (Na₃B₄O₇ . 4H₂O) und Kurnakovit 13H₂O). Jede Verbindung wurde im nicht calcinierten Zustand und auch nach einstündiger Röstung b^i etwa 54O⁰C (1.000⁰P) und bei etwa 1.095⁰C (2.000⁰P) untersucht. Die folgende Tabelle zeigt die mit diesen Zusatzverbindungen erhaltenen Werte:

Tabelle II

Auflösungsdauer * f in Sekunden)

Kontrolle - kein Zusatz	26,0
Ulexit	2,5
a **	3,0
fc #**	2,0
Colemanit	-
a	1,5
b	1,5
Indait	7,0

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a 8,0

b 8,0

Kernit 4,0

a 2,5

b 3,0

Kurnakovit 8,0

a 5,0

b 4,0 ·

Mittel von 5 Versuchen unter Verwendung von 5 Kalkteilohen mit einem Zusatzteilchen von etwa 580 bis 840 - λ (-20 plus 30 Maschen)

a) bedeutet geröstet bei etwa 540 C b) bedeutet geröstet bei etwa 1O95°C.

Es ist erkennbar, daß eine solche stark beschleunigte Auflösunger geschwindigkeit der Kalkteilchen in einer geschmolzenen basischen Säuerstoffofenschlacke zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit fUhrt, mit der der Kalk mit der Kieselsäure und den Verunreinigungen im geschmolzenen Metall in einem mit Sauerstoff ge-

re

fahrenen basischen Ofen/agieit; Bekanntlich ist die Geschwindigkeit, mit der diese Reaktinen eintreten, ein wiohtiger Paktor zur Bestimmung der Länge des zeitlichen Zyklusses von einer Schmelze zur näckfeen in dem BOP-Prozeß. Durch Beschleunigung der Auflösung des Kaks in der basischen Ofenschlaoke, wie sie durch die Werte in den Tabellen I und II nachgewiesen wird, können die Kontrolle und Konditionierung der Schlacke erhöht und die für das Sauerstoffblasen des BOP-Verfabrens erforderliche

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SAD ORlGtNAt

ZeIt zur Erreichung des gewünschten Zweckes verkürzt werden, um die Umwandlung der Metallgehalte auf die gewünschte Zusammensetzung für den Abstich des geschmolzenen Stahls und Schlakkenabzug.zu erzielen. Gegentiber dem für diesen Zweck vorbekannten Zusatz von Flußspat Jat auch noch zu berücksichtigen, daß Plußspat in sehr bedenklicher Weise die Luft verunreinigt und daraus echwer zu entfernen ist.

Es wurde gefunden, daß der Zuschlag der Zusatzverbindungen nach der Erfindung während des Säuerstoffblaszyklusses des Verfahrens oder während eines Rückblaszyklus die Gestaltgebung der Schlacke merklich unterstützt. Anscheinend kann die Menge der gemäß der Erfindung zu benutzenden Zusatzverbindungen in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen des mit Sauerstoff gefahrenen Ofens, z. B, seiner Temperatur und Art und Menge der eingebrachten Rohstoffe, Zeit und Art, in der der Zusatzstoff auf die Schlacke gegeben wird, und der Kalkzuschlagmenge stark schwanken. Obgleich eine beschleunigte Auflösung des Kalks in der Schlacke und bessere Konditionierung der Schlacke bei Verwendung der Zusatzstoffe in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-# Bor in den borhaltigen Verbindungen bezogen auf das Kalkgewicht erreicht werden, erzielt man noch bessere Ergebnisse durch Anwendung von mindestens etwa 1#, vorzugsweise etwa 2% Zusatzverbindungen bezogen auf die Kalkmenge. Bei solchen Zugabewerten wird eine merkliche Beschleunigung des Aufbaues des V-Verhältnisses, d.h. des Verhältnisses von Kalk zu Kieselsäure in der Schlacke erreicht, was ein Hinweis auf die Baffinierlelstung dsr Schlacke ist. Anf?oheir;fnct gibft fl« keine obereörenij titv die s/^r^sr " ·■ "■· Miv^rr

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der Zusatzverbindungen. Aufgrund besonderer Überlegungen wird jedoch vorgeschlagen, daß nicht mehr als wenige Prozent über 2$, z. B. etwa 5# bezogen auf die Kalkmenge verwendet werden. Solche Überlegungen sind wirtschaftlicher Art, d. h. die Kosten des Zusatzes bezogen auf den durch Verwendung von mehr als etwa 2% erreichten zusätzlichen Vorteil und entsprechende Einflüsse auf die Schlacke, z.B. übermäßige Verdünnung und Verlust der Schlackenkontrolle, beginnen sich als !Faktoren bei Zusatzmengen von etwa 5$ trotz des raschen Aufbaues des V-Verhältnisses bemerkbar zu machen. Diese Werte schwanken natürlich etwas je nach der jeweils verwendeten Zusatzverbindung, obgleich ein Bereich von etwa 1 bis 3,5$ im allgemeinen bevorzugt wird.

Ermittelte Werte aus Versuchen in einer Versuchsanlage und im wirklichen Industriemaßstab zeigen andere günstige Wirkungen durch das Verfahren der Erfindung. Beispielsweise gestattet die Verwendung der erwähnten Zusatzyerbindungen eine gute Formgebung oder Entwicklung der Schlacken viel früher während des Verlaufs der Sauerstoffblasperiode. Es sind gleichbleibend und viel rascher glatte oremeartige Schlacken, die fließfähig und gut verarbeitet aber relativ frei von Gasen,Auswurf und ungelösten Kalkteilchen oder Klumpen sind, erhalten worden als ohne die Zusatzstoffe, beispielsweise in etwa 2 bis 8 Minuten im Gegensatz zur Betriebsweise mit Flußspat, der das Bestreben hat, unverträgliche Schlacken allgemein während längerer Perloden oder auch ohne Zusatzstoffe zu ergeben; In einem solchen Fall werden erwünschte Sohlaoken bisweilen überhaupt nicht erhalten oder lassen sich nur gerade gegen Ende der Sauerstoffblasperiode

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richtig formen. Die Anwendung des vorliegenden Verfahrens führt auch zu einer rascheren Steigerung des V-Verhältnisses.

Diese Vorteile sind auch deshalb von Bedeutung, weil sie einen besseren Schutz der feuerfesten Massen, Entphosphorung, Entschwefelung am Ende der Blasperiode und leichteren Abstich der heißen Schmelze gewährleisten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Beschleunigung der Auflösung von Kalk in einer basischen Schlacke eines mit Sauerstoff gefahrenen Ofens, bei dem man zerkleinerten Kalk auf die Schlacke in Gegenwart einer verhältnismäßig kleinen Menge einer Boroxid enthaltenden oder Boroxid liefernden Zusatzverbindung aufbringt, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 15 83 969.7-24), dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzverbindung CaI-ciummetaborat, Colemanit, Easorit, Ulexit, Inder-it, Kernit oder Kurnakovlt oder ein Gemisch dieser borhaltigen Zusatzverbindungen verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzverbindung in einer Menge von etwa 0,5 bis 5 Gew.-^ darin enthaltenen Bors bezogen auf das Gewicht des Kalks verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzverbinduag in einer Menge von etwa 1 bis 3,5 Gew.-# darin enthaltenen Bors bezogen auf das Ealkgewioht verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Aneprttohe 1 bis 3» daduroh gekenn-

- zeiohnet, daß die ZueatBTerbindung auf die Schlacke praktlsoh gleiohi®itig «It der Aufgabe dee Kalks aufgegeben wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daduarh gekennzeichnet, daß der Kalk mit der Zusatzverbindung vor Aufgabe des Kalks behandelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzverbindung der Schlacke unmittelbar vor Aufgabe des Kalks zugegeben wird.