DE2211440C3

DE2211440C3 - Verfahren zur Steuerung der als Verunreinigung in Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt enthaltenen Siliziummenge

Info

Publication number: DE2211440C3
Application number: DE2211440A
Authority: DE
Inventors: Shinjiiro Yokohama Eda; Hiroshi Niigata Iwabuchi; Keiiti Shinminato Toyama Nakagawa; Kazuo Yokohama Yamagishi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1974-08-22
Also published as: US3765871A; FR2129550A5; ZA721603B; NO128619B; DE2211440B2; DE2211440A1; JPS5017289B1

Description

Tabelle I	Nr.	Bc/ctch- nung	Cr	Bctaiu C	teil ("J Si	P	S
5 I	FCrH₁	65 bis 70	unter 6,0	unter 1.5	unter 0,04	unter 0.08
2	FCrH₈	60 bis 65	unter 2,0	unter 2,0	unter 0,04	unter 0,08
3	FCrH₃	60 bis 65	unter 2,0	unter 2,0	unter 0,04	unter 0.06
4	FCrH₅	55 bis 60	unter 8,0	unter 8,0	unter 0,04	unter 0,05

Siliziun>.:"hali des Ferrnicnriims mit hohem KohlcnstofT- üehall ("„>	MgOAUVGewichls- verhi'.llnis im Be schick ungMiiateriul
9	0,65
8	0.71
7	0,78
6	0.9
5	1,0
4	1,14
3	1.28
2	1,45
1	1.65

0,5

2.0

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmaterialien, die reich an Magnesiumoxyd sind, Magnesiaklinker, Dolomit, Magnesit, Dunit und Serpentin einschließen.

3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmaterialien, die reich an Aluminiumoxyd sind, Korund, Bauxit, hydratisierte tonhaltige Erze und tonhaltige Schiefer einschließen.

4. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung kohlenstoffreicher Sorten von Ferromangan, Ferromolybdän, Ferrotitan und Ferronickel.

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung der als Verunreinigung in Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt enthaltenen Siliziummenge durch Schmelzen des Produktes in einem Lichtbogenofen mit untergetauchtem Lichtbogen.

Im allgemeinen vermischt man zur Herstellung von Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt rohe Chromerze mit Quarzit und Kalkstein als Flußmittel sowie Koks als Reduktionsmittel und behandelt die Mischung in einem Elektroofen mit untergetauchtem Lichtbogen. Die Qualitäten von Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt werden gemäß dem Japanese Industrial Standard (im allgemeinen als »JIS« abgekürzt), wie es in der folgenden Tabelle I angegeben ist, definiert.

Häufig werden jedoch von den Stab!!wn;t:-!Iern. die Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt verwenden, andere Qualitäten dieser Legierung benotigt, die nicht einer der in der obigen Tabelle I angegebenen, gemäß der JlS-Spezifikation definierten Qualitäten entsprechen, was insbesondere für den Siliziumgehalt der Fall ist. Zum Beispiel benotigen gewisse Stahlhersteller in manchen Fällen Ferrochrom mit hohem Kohlcnstoffgehalt. das maximal 6.5",, Kohlenstoff und 2 bis 3"„ Sili/ium oder maximal 6.0",, Kohlenstoff und maximal 1 "„ Sili/ium enthalten soll. Bei der Herstellung der Materialien dieser Qualität ergeben sich für die Hersteller der Ferrolegierung erhebliche Schwierigkeilen bei der Auswahl der Art der rohen Chromer/e und zusätzlich bei der Bestimmung der Teilchengröße der zerkleinerten Chromerze, der Schlackcnzusammcnsetzung, des Koksverhältnisses und der Betriebsspannung. Obwohl der Kohlenstoffgehalt der Ferrolegierung durch Einstellung des Koksverhältnisses und der Betriebsspannung relativ einfach zu steuern ist, ist der Sili.'.iumgv halt durch Kombination der obenerwähnten Faktoren schwierig zu steuern, insbesondere dann, wenn es für die Ferroiegierungshersteller praktisch unmöglich ist, rohe Chromerze zu verwenden, die sich in ihrer Güte von denjenigen unterscheiden, die sie normalerweise verwenden.

Es ist zwar bekannt, daß bei der Erzeugung von Ferrochrom Carburc dem Verhältnis MgO/Al₂O₃ besondere Beachtung zukommt, wie einem Artikel der Zeitschrift STAL in Deutsch, 1969, H. 8, S. 795 bis 799, mit dem Titel »Frschmelzung von Ferrochron-. Larbure und Ferrochrom-Halbprodukt in gcschlossenen öfen« zu entnehmen ist. Ferner ist es aus der deutschen Patentschrift 475 173 bekannt, bei der Erzeugung von Ferrochrom im elektrischen Ofen Oxyde des Aluminiums und Magnesiums hinzuzugeben. Nähere Angaben über die Zuordnung von Magnesiumoxyd und Aluminiumoxyd zu bestimmten SiIi-/iumgenalten sind jedoch hieraus nicht zu entnehmen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt aus rohen Chromerzen beliebiger Art vorzuschlagen, das die gewünschten Mengen an metallischem Silizium als Verunreinigungen enthält.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man rohes Chromerz, mit geeigneten Mengen anderer Rohmate rialien, die reich an Magnesiumoxyd oder Aluminium oxyd sind, vermischt, wobei zur Erreichung der im folgenden angegebenen Siliziumgehaitc die im folgenden angegebenen entsprechenden MgO/AljO₃-

GwichtsverhäHnisse im Besehickungsmatenal eingehalten werden.

Sili/iumgcliaU	MgO/AljOfGcwu.-htsvcrhftllms
des FeiTfichrom-s	im HeschickungsmaicriiU
mit hohem Kohlenstoff
gehalt (",,)	0,65
9	0,71
8	0,78
7	0,9
6	1,0
5	1.14
4	1,28
3	1,45
2	1,65
1	2.0
0.5

Die ruhen Chromerze werden mit geeigneten Mengen anilerer Rohmaterialien, die reich an Magne.iiumoxyd oder Aluminiuimoxyd sind, entsprechend der in der Zeichnung angegebenen Kurve die eine Beziehung /wischen dem Gewichtsverhälinis des in den gemischten Arten enthaltenen Magnesiumoxyds zu dem Aluminiumoxyd und dem Siliziumgehalt des Fcrrochroms mit hohem Kohlenstoffgehalt /cigt vermischt, so daß man den angestrebten Siliziumgchalt in dem Fcrrochromprodukt erhält, worauf man die so vermischten Rohmaterialien verschmilzt.

Die in der Zeichnung gezeigte Kurve wurde, wie aus den vielen Meßpunkten ersichtlich ist. für eine große Anzahl von Untersuchungen bestimmt. Die Kurve zeigt das Verhältnis zwischen dem Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxyd zu Aluminiumoxyd von 0.6 bis 2.0, die in den Rohmaterialien enthalten sind, zu dem Siliziumgchalt von 9 bis 0,5",', des aus den Materialien emallenen Ferrochroms mit hohem Kohlenstoffgehalt.

In anderen Worten kann man durch Anwendung dieser Kurve aus irgendeinem besonderen rohen Chromerz ein Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt herstellen, dessen Siliziumgehalt in einen Bereich von 0.5 bis 9ⁿ„ fällt. Da·. Verfahren zur Herstellung dieses Materials besteht lediglich darin, daß man ftine rohe Chromerze mit geeigneten Mengen anderer Rohmaterialien, die reich an Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd sind, homogen vermischt und das Ciewichtsverhültnis des Magnesiumoxyds /u dem Aluminiumoxyd, die beide in den gemischten Rohmaterialien enthalten sind, derart steuert, daß Jer Sili/iumgehalt des Ferrochromproduktes einen vorher bestimmten Wert erreicht, der in den Bereich von 0,5 ίο bis 9 "„fällt.

Rohmaterialien, die reich an Magnesiumoxyd sind, schließen 7. B. Magnesiaklinker, Dolomit, Magnesit, Dunit und Serpentin ein, während als Rohmaterialien, die reich an Aluminiumoxyd sind, beispielsweise ta Korund, Bauxit, hydratisierte tonhaltige Erze und tonhaltige Schiefer genannt werden können.

Es ist dem Fachmann bekannt, daß, wenn man die genannten gemischten Rohmaterialien in einem Lichtbogenofen mit verdecktem Lichtbogen verschmilzt, diese Materialien vorzugsweise ;i Form von Körnern oder Preßlingen verwendet werdet: sollten.

Wie bereits erwähnt wurde, kann man erfindungsgemäß die Menge des als Verunreinigung in der Ferrolegierung enthaltenen Siliziums leicht ohne Rücksicht auf die Zusammensetzung der verwendeten rohen Chromerze derart steuern, daß die Menge einem angestrebten Wert entspricht, der in den Rahmen des oben angegebenen Bereiches fällt.

Das Prinzip der Erfindung kann nicht nur zur Herstellung von Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt angewendet werden, sondern kann auch zur Herstellung von Ferromangan mit hohem Kohlenstoffgehalt, Ferromolybdän mit hohem Kohlenstoffgehalt, Ferrotitan mit hohem Kohlenstoffgehalt und Ferronickel mit hohem Kohlenstoffgehalt angewandt werden. Die Herstellung der letzteren Gruppe der Eisenlegierungen kann einfach dadurch erfolgen, daß man experimentell eine ähnliche Bezugskurve, wie sie in der Zeichnung gezeigt ist, erstellt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

In der folgenden Tabelle Il sind die Zusammensetzungen der verwendeten Ausgangsmaterialien anueecben.

Tabelle II Zusammensetzung der Rohmaterialien

Rohmaterial

Feines Chromer/

Großstückiges Chromerz A .
Großslückiges Chromerz B .

Magnesiaklinker

Bauxit

Cr₁O.,

54.22 43,43 43,80

Zusammensetzung	IcO	MgO	/M₂O₁	SiO,	Gcwichts.crhaUnis
14.18	10,43	11,30	4,02	MgO/A IjO.,
(2,43	16.16	11,34	7.73	0,92
11,05	22.38	9,30	10,30	1,41
1,38	91,12	0,32	4,91	2,4
4,00		76,40	0,80	—
		—

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Herstellung von Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt beschrieben, das weniger als 1 % Silizium als Verunreinigung enthält. Wie aus der in der Zeichnung angegebenen Bezugskurve ersichtlich ist, war es nach den Verfahren des Standes der Technik nicht möglich, Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt aus dem in der obigen Tabelle Il angegebenen feinen Chromerz oder großstückigen Chromerz A herzustellen, so daß es erforderlieh war, das andere großstückige Chromerz B zu verwenden.

Erfindungsgemäß wurde nun das genannte feine Chromerz, der Tabelle 11 mit 10 Gewichtsprozent eines feinen Pulvers des Magnesiiaklinkers, der in der Tabcllell angegeben ist. vermischt, worauf man die Mischung in Pellets überführte, wobei das Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxyd zu dem Aluminiumoxyd in der Mischung etwa 1,7 betrug. Die in Körn-

21 1 440

;hcnform vorliegende Mischung wurde in üblicher Weise in einem elektrischen Lichtbogenofen mit untergetauchtem Lichtbogen mit 3000 kVA geschmolzen, wodurch man in einfacher Weise Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt mit der angestrebten Siliziummenge erhielt. Der Energieverbrauch betrug 3730 kWh pro 1000 kg Produkt. Diese Energiemenge unterscheidet sich im wesentlichen nur wenig von den 3800 kWh, die erforderlich sind, wenn man als Rohmaterial nur das großstückige Chromerz A, wie es in der Tabelle II angegeben ist, verwendet und war damit relativ gering.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt, das 2 bis 3% Silizium als Verunreinigung enthielt, hergestellt. In diesem Fall war es gemäß dem bekannten Verfahren nicht möglich, Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt aus dem feinen Chromerz, wie es in der Tabelle 11 angegeben ist, Ferrochrom mit dem angestrebten Siliziumgehalt herzustellen, obwohl es mit dem großstückigen Chromerz A, wie es in der Tabelle Il gezeigt ist, möglich war.

Erfindungsgemäß wurde das in der Tabellen angegebene feine Chromerz mit 8 Gewichtsprozent eines feinen Pulvers des in der Tabelle Il angegebenen Magnesiaklinkers vermischt, worauf man die Materialien zu Körnchen verpreßte, wobei das Gewichtsverhältnis von dem in der Mischung enthaltenen Magnesiumoxyd zu dem in der Mischung enthaltenen Aluminiunioxyd etwa 1,4 betrug. Die in Körnchenform vorliegende Mischung wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 verschmolzen, wodurch man in einfacher Weise Fcrrochrom mit hohem Kohlcnstoffgehalt erhielt, das die angestrebte Siliziummenge enthielt. Der Energieverbrauch betrug etwa 3800 kWh pro 1000 kg Produkt.

Beispiel 3

ίο Zu Vcrgleichszwecken wurde Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt gemäß dem üblichen Verfahren aus den abgesiebten Pulvern des großstückigen Chromerzes B, wie es in der Tabelle II angegeben ist, hergestellt. Wie aus der in der Zeichnung gezeigten Kurve ersichtlich ist, war es jedoch nicht möglich, Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt herzustellen, das 2 bis 3% Silizium als Verunreinigung enthält.

Erfindungsgemäß wurden nun die abgesiebten Pulver des großstückigen Chromerzes B mit 7 Gewichtsprozent des in der Tabelle Il angegebenen Bauxits vermischt, worauf man das Material in Körnchenform überführte. Das Gewichtsverhältnis des in der Mischung enthaltenen Magnesiumoxyds zu dem in der Mischung enthaltenen Aluminiumoxyd betrug etwa 1,4. Die in Körnchenform vorliegende Mischung wurde in Richer Weise wie im Beispiel 1 beschrieben verschmolzen, wodurch man in einfacher Weise Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt erhielt, das 2,3",, Silizium als Verunreinigung enthielt. In diesem Fall betrug der Energieverbrauch lediglich 3000 kWh pro 1000 kg Produkt.

Hierau 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Steuerung der als Verunreinigung in Ferrochrom mit hohem Kohlenstoffgehalt enthaltenen Siliziummenge durch Schmelzen des Produktes in einem Lichtbogenofen mit untergetauchtem Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß man rohes Chromerz mit geeigneten Mengen anderer Rohmaterialien, die reich an Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd sind, vermischt, wobei zur Erreichung der im folgenden angegebenen Siliziumgehalte die im folgenden angegebenen entsprechenden MgO/AI_sO₃-Gewichtsverhältnisse im Beschickungsmaterial eingehalten werden: