DE2042934B2

DE2042934B2 - Umhüllter Formkörper zum Entschwefeln von geschmolzenem Eisen

Info

Publication number: DE2042934B2
Application number: DE2042934A
Authority: DE
Inventors: Kazufusa Yamato-Takada Nara Ueki (Japan)
Original assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Current assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Priority date: 1970-03-27
Filing date: 1970-08-29
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2042934A1; JPS5030571B1; US3681050A; SE362265B; DE2042934C3

Description

Als Entschwefelungsmittel für geschmolzenes Eisen können Sodaasche (calcinierte Soda) und ähnliche Stoffe verwendet werden, wie dies beispielsweise aus der DT-Patentanmeldung SIl 18 b 1/02 bekannt ist Da jedoch der Unterschied des spezifischen Gewichtes zwischen dem Entschwefelungsmittel und dem geschmolzenen Eisen sehr groß ist, wird das Entschwefelungsmittel sofort auf die Oberfläche des Eisens aufschwimmen, so daß nur eine geringe Berührungsschicht für die Reaktion gegeben ist. Außerdem geht bei einer heftigen Reaktion viel von dem Entschwefelungsmittel durch Verspritzen verloren.

Aus der OE-PS 1 93 915 ist ein Entschwefelungsmittel in Brikettform bekannt, das neben der für die Entschwefelung erforderlichen Soda auch noch Ferrolegierungen, wie z. B. Ferrosilicium oder Ferromangan, enthält Diese Ferrolegierungen dienen zum gleichzeitigen Einführen von Legierungsbestandteilen. Als Bindemittel wird Kalkzement verwendet

Aus der CH-PS 3 63 670 ist ein Mittel zum Entschwefeln von geschmolzenem Eisen als Formkörper bekannt, der Soda, Zement und Wasser enthält Die Umhüllung besteht aus Kohlenstoff oder einer kohlenstoffhaltigen Verbindung. Die Umhüllung erzeugt beim Eiinbringen eine reduzierende Atmosphäre, die beim Entschwefeln über dem geschmolzenen Eisen erwünscht ist. Sicherlich wird durch diese Umhüllung auch die Reaktion des Entschwefelungsmittels beim Einbringen in das geschmolzene Eisen gebremst, um einer allzu heftigen Reaktion vorzubeugen.

Der vorliegenden Erfindung lag nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen umhüllten Formkörper zum Entschwefeln von geschmolzenem Eisen, der Soda, Zement und Wasser enthält, zu schaffen, der eine verbesserte Entschwefelungswirkung ergibt, wobei die an sich bekannte vorzügliche Entschwefelungswirkung von Natriumhydroxid ausgenutzt werden kann. Die Verwendung von Natriumhydroxid in einem Entschwefelungsmittel hat wegen der allzu heftigen Reaktion und v-, der damit verbundenen Abkühlung des Eisens außerordentliche Schwierigkeiten gemacht.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich der Formkörper aus 53—85% Sodaasche, 5—18% Portlandzement, 3—10% Natriumhydroxid und 0—4% Wasserglas zusammensetzt, ein zusätzlicher unterer Teil des Formkörpers 5—30% Natriumhydroxid, bezogen auf das Gewicht des Formkörpers ohne den zusätzlichen Teil, und 5—30% V/asser, bezogen auf das Natriumhydroxid des zusätzlichen Teils, enthält und der Formkörper mindestens eine Aussparung aufweist.

Dadurch, daß das Natriumhydroxid im unteren Teil des Formstückes eingebettet ist, kann das geschmolzene Metall das hochreaktive Natriumhydroxid nur verhältnismäßig langsam erreichen. Außerdem wird durch die Anwesenheit von Wasser, das bei der Erhitzung verdampft, im Bereich des Natriumhydroxids ein vorteilhafter Rühreffekt erreicht, so daß der Zutritt des geschmolzenen Eisens zum Natriumhydroxid verhältnismäßig langsam vonstatten geht

Ein schichtweise aufgebautes Entschwefelungsmittel ist bereits aus der DT-PS 1299670 bekannt Außen befindet sich eine Schicht eines Entschwefelungsmittels, wie Natriumcarbonat und innen befindet sich ein elementares Magnesium. Weiterhin weist es eine Schicht aus einer Mischung, die exotherm miteinander reagierende Bestandteile enthält, auf, welche nach Inbrandsetzen eine flüssige Schlacke mit hohem Schmelzpunkt bildet Bei diesem schichtweise aufgebauten Formkörper findet ein Zutritt zum hochreaktiven Kern ebenfalls nur verzögert statt Die Idee, Wasser im hochreaktiven Teil anzuordnen, um damit einen Rühreffekt und eine Bremsung des Zutritts des geschmolzenen Eisens zum hochreaktiven Kern zu bewirken, kann daraus jedoch nicht entnommen werden. Aus dem DT-Gbm 66 04 570 ist schließlich ein Tauchkörper zum Einbringen von Reinmagnesium in metallische Schmelzen bekannt, bei dem das Magnesium ebenfalls durch eine Umhüllung geschützt wird und die metallische Schmelze nur durch eine kleine öffnung das Reinmagnesium erreichen kann. Aus dieser Literaturstelle kann die Idee der Verwendung von Wasser, das beim Erhitzen verdampft, die Metallschmelze rührt und den Zutritt des geschmolzenen Metalls verlangsamt, nicht entnommen werden.

Das Natriumhydroxid, welches im unteren Teil des Formkörpers vorliegt, kann pulverförmig, granuliert, flockig oder einstückig sein. Das Natriumhydroxid kann vor dem Einbringen in den Formkörper ggf. in einen Beutel eingefüllt werden. Die Umhüllung des Formkörpers kann aus Stahl, Preßspan, Holz, Kunststoff o. dgl. hergestellt sein.

Je nach Notwendigkeit können Stahlplatten, feuchtigkeitsfestes Papier o. dgl. zwischen die obige Mischung und das einzeln eingesetzte Natriumhydroxid gelegt werden. Ebenso kann man im Bedarfsfall den oberen Teil eines solchen Stahlbehälters, der mit der Mischung des Mittels zum Entschwefeln gefüllt ist, mit Stahl oder irgendeiner anderen Platte abdecken.

Der erfindungsgemäße Formkörper zum Entschwefeln wird in die Gußpfanne zuerst hineingegeben, ehe das geschmolzene Eisen auf dieses Entschwefelungsmittel in die Pfanne gegossen wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers zum Entschwefeln,

F i g. 2 einen Schnitt an der Linie D-D von F i g. 1,

F i g. 3 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers zum Entschwefeln,

F i g. 4 einen Schnitt an der Linie ij-ffvon F i g. 3,

F i g. 5 eine Aufsicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers zum Entschwefeln und

F i g. 6 einen Schnitt an der Linie F-Fvon F i g. 5.

Der umhüllte Formkörper gemäß den F i g. 1 und 2 weist einen Stahlbehälter 3 auf, der oben mit einer Stahlplatte 4 abgedeckt ist und eine mittlere Stahlplatte

6 enthält Unterhalb der Stahlplatte 6 befindet sich feuchtes Natriumhydroxid 2, und über der Stahlplatte 6 befindet sich eine homogene Entschwefelungsmischung, die in der Mitlte ein Loch 5 besitzt

Bei der Ausführungsform gemäß den F i jj. 3 und 4 ist wiederum ein Stahlbehälter 3 vorgesehen, in welchem eine homogene Entschwefelungsmischung 1 mit einer Ausnehmung S vorgesehen ist Im unteren Teil der homogenen Mischung 1 ist feuchtes Natriumhydroxid 2 eingebettet

Die AusMhrungsform gemäß den Fig.5 und 6 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform der Fig. 3 und 4. Hier ist jedoch das Natriumhydroxid 2 in einen Polyätliylenbeutel 7 eingeschlossen. Außerdem sind mehrere Ausnehmungen 5 vorhanden.

Die Reaktion der Entschwefelung in dem geschmolzenen Eisen verläuft wie folgt:
FeS + Na₂CO₃ + C-*Fe + Na₂S + CO₂ + CO (1)

Na₂S + CaO -> CaS + Na₂O (2)

Das im Portlandzement enthaltene CaO ergibt durch Reaktion mit Na₂S stabiles CaS. Dadurch wird eine Rückschwefelung vermieden.

Ein wichtiger Bestandteil des erfindungsgemäßen Formkörpers zum Entschwefeln ist die Sodaasche, die in einer Menge zwischen 53 und 85 Gew.-% enthalten ist

Der Portlandzement dient nicht nur als Bindemittel, sondern er stellt auch CaO für die Reaktion mit dem bei der Entschwefelung gemäß der obigen Formel (1) gebildeten Na₂S zur Verfügung, so daß gemäß der obigen Formel (2) stabiles CaS erhalten wird, das keine Rückschwefelung zur Folge hat. Der Portlandzement wird in einer Menge von 5—18 Gew.-% zugemischt. Wenn weniger als 5 Gew.-% Portlandzement verwendet werden, dann ist nicht die Gewähr gegeben, daß die RUckschwefelung vermieden wird. Abgesehen davon ist dann auch die Härte des Mischkörpers zu gering. Die Verwendung von mehr als 18 Gew.-% Portlandzement ist nicht nötig.

Tabelle 1

Das in der Mischung enthaltene Natriumhydroxid wirkt in der gleichen Weise wie die Sodaasche. Es ist in einer Menge von 3—10 Gew.-% enthalten, wobei die Menge davon abhängig ist, welche Schlackenmenge bei dem verwendeten geschmolzenen Eisen anfällt Wenn mehr als 10% Natriumhydroxid im Gemisch vorhanden sind, dann ist die beim Eingießen des Eisens auftretende Reaktion zu heftig. Weniger als 3% Natriumhydroxid ergeben eine zu geringe Wirkung.

ίο Das Wasserglas kann in einer Menge von 0—4 Gew.-o/o, bezogen auf die festen Bestandteile, enthalten sein. Wenn eine entsprechend große Menge von Sodaasche und Portlandzement Verwendung findet oder wenn Natriumhydroxid in Pulverform vorliegt dann wird bevorzugt Wasserglas innerhalb des angegebenen Bereichs verwendet.

Gemäß der Erfindung wird Natriumhydroxid gesondert im Formkörper in einer Menge von 5—30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Formkörpers ohne den zusätzlichen Teil, zusammen mit 5—30 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Natriumhydroxid des zusätzlichen Teils, vorgesehen. Wenn sich das flüssige Eisen bis zum zusätzlichen Natriumhydroxid vorgearbeitet hat, dann findet eine Entschwefelungsreaktion statt, die wegen der Verdampfung des Wassers nicht übermäßig heftig verläuft, wobei das verdampfende Wasser für eine günstige Rührwirkung sorgt Weniger als 5 Gew.-% Natriumhydroxid als zusätzliches Teil ergeben nur eine geringe Wirkung, während bei mehr als 30 Gew.-°/o eine

jo zn heftige Reaktion stattfinden kann.

Die Erfindung soll nun durch einige Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1 bis 3

i^r> Erfindungsgemäße Formkörper zum Entschwefeln, wie sie in der folgenden Tabelle 1 näher erläutert sind, werden in eine 60-Tonnen-Gußpfanne eingelegt, ehe das zu entschwefelnde geschmolzene Eisen eingegossen wird.

	Materialien	Beispiele	3	2	3
		1		74	81
Mischun	Natriumcarbonat (Sodaasche)	65	8	5
gen	Portlandzement	15	5	3
	Natriumhydroxid	7	3	4
	Wasserglas (als fester Bestandteil)	1	20	30
	Natriumhydroxid (auf 100 Teile der obigen	10
	Mischung)		10	7
	Wasser (auf 100 Teile zusätzliches Natrium	12
	hydroxid)
	1 2

Formen Gesondert verwendetes Natriumhydroxid (stückig), das in dem
unteren Teil des Stahlbehälters
vorgesehen ist und mit einer dünnen Platte abgedeckt wurde, auf
die dann die erfindungsgemäße
Mischung aufgebracht ist, mit
einem zylindrischen Loch in der
Mitte, das bis zum Boden reicht.
(Die Form ist in den Fig. 1 und 2
gezeigt.)

Flockiges Natriumhydroxid wurde in dem
unteren Inneren eines
Stahlbehälters vorgesehen und die erfindungsgemäße Mischung
darüber gesetzt. (Die
Form ist in den Fig. 3
und 4 gezeigt.)

Pulverförmiges Natriumhydroxid, welches in einen
Polyäthylenbeutel eingefüllt
wurde, ist im unteren Inneren
eines Stahlbehälters vorgesehen und die erfindungsgemäße
Mischung mit vier Ausnehmungen darübergesetzt. (Die
Form zeigen die Fig. 5 und 6.)

	5	Art des Mittels	20 42 934	6	Zugesetzte	S% vor der	der Verwendung von	Ent	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
	Resultate werden	zum Entschwe		in der Tafel 2 aufgeführt, wobei sie mit den Resultaten bei	Menge des Ent	Entschwe		schwe
Die erzielten	Sodaasche verglichen werden.	feln			schwefelungs-	felung		felung
	Tabelle 2				mittels (per		S% nach der	in%
Menge des ge		Entschwefelungsverfahren	Tonne geschmol		Entschwe
schmolzenen			zenen Eisens)		felung
Eisens	Beispiel 1		2 kg	0,070		63,3
(Tonnen)	Beispiel 2		2 kg	0,065		60,0
	Beispiel 3		2 kg	0,071		59,2
	Sodaasche		2 kg	0,066	0,026	30,3
60		eingelegt in die Gußpfanne			0,026
60		desgl.			0,029
60	Beispiel 1	desgl.	4 kg	0,069	0,046	72,4
60	Beispiel 2	in die Pfanne geworfen.	4 kg	0,068		75,0
	Beispiel 3	wenn das geschmolzene	4 kg	0,070		74,3
	Sodaasche	Eisen eingegossen ist	4 kg	0,070	0,019	44,2
60		eingelegt in die Gußpfanne			0,017
60		desgl.			0,018
60	Beispiel 1	desgl.	5 kg	0,068	0,039	76,5
60	Beispiel 2	in die Pfanne geworfen,	5 kg	0,071		78,9
	Beispiel 3	wenn das geschmolzene	5 kg	0,072		76,4
	Sodaasche	Eisen eingegossen ist	5 kg	0,062	0,016	32,3
60		eingelegt in die Gußpfanne			0,015
60		desgl.			0,017
60	desgl.			0,042	Wie die obigen Versuche zeigen, kann mit dem erfindungsgemäßen Formkörper ein vorzügliche Entschwefelung
60	in die Pfanne geworfen,				erreicht werden.
	wenn das geschmolzene
	Eisen eingegossen ist

Claims

Patentansprüche:

1. Umhüllter Formkörper zum Entschwefeln von geschmolzenem Bisen, der Soda, Zement und Wasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Formkörper aus 53—85% Sodaasche, 5—18% Portlandzement, 3—10% Natriumhydroxyd und 0—4% Wasserglas zusammensetzt, ein zusätzlicher unterer Teil des Formkörpers 5—30% Natriumhydroxyd, bezogen auf das Gewicht des Form- ι ο körpers ohne den zusätzlichen Teil, und 5—30% Wasser, bezogen auf das Natriumhydroxyd des zusätzlichen Teils, enthält und der Formkörper mindestens eine Aussparung aufweist