DE2233888B2

DE2233888B2 - Schlackebildungsmittel

Info

Publication number: DE2233888B2
Application number: DE19722233888
Authority: DE
Inventors: Masaru Tokio Takashima
Original assignee: Aikoh Co, Ltd, Tokio
Priority date: 1971-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1977-12-01
Also published as: IT962537B; DE2233888C3; DE2233888A1; AU4375072A; ZA724266B; FR2145521B1; GB1383177A; FR2145521A1; JPS506410B1; SE398128B; BR7204554D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlackebildungsmittel, welches bei der Herstellung von Stahl in Öfen eingebracht wird, wie z. B. in Sauerstoffkonvertern, Elektrolichtbogenofen und Siemens-Martin-Öfen.

Bisher wurden bei der Stahlherstellung Kalziumfluorid, Kalkstein, Kalzium/Silicium-Legierungen, Ferrosilicium usw. als Schlackebildungsmittel verwendet. Es ist auch bekannt, Aluminiumkrätze, die ggf. eine kleine Menge metallisches Aluminium enthält, der Schlacke von Chromstahl zuzugeben, nachdem eine Raffination durch Sauerstoffblasen durchgeführt worden ist, um das Chromoxyd in der Schlacke in den geschmolzenen Stahl zurückzuführen, wie auch die Bildung von reduzierender Schlacke zu fördern.

Wenn jedoch das Schiackebildungsmittel in Form eines Pulvers verwendet wird, wie z. B. als pulverförmige Aluminiumkrätze, Aluminiumoxyd od. dgl., dann J5 breitet sich das Pulver aus, wenn es auf die Schlacke im Ofen aufgebracht wird, und verbleibt nur auf der Oberfläche der Schlacke, wodurch der gewünschte Effekt nicht erreicht werden kann.

Da außerdem Aluminiumkrätze als Nebenprodukt bei einem Raffinierungsverfahren oder Aufarbeitungsverfahren von metallischem Aluminiumabfall gebildet wird, enthält sie manchmal verschiedene Flußmittel, die bei den verschiedenen Verfahren zugesetzt wurden, und auch SiO₂ und eine kleine Menge Al. Die Kornponenten und deren Gehalte sind dabei nicht definiert. Deshalb kann der gewünschte Effekt nicht erreicht werden, wenn man nur Aluminiumkrätze verwendet.

Die Verwendung von Flußspat (CaF₂) beeinträchtigt die Ofenwandungen und erzeugt weiterhin Fluorgas, welches die Umgebung verseucht. Auch steht Flußspat in der letzten Zeit nicht mehr ausreichend zur Verfügung, weshalb auch magere Sorten verwendet werden müssen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde ein Schlackebildungsmittel für die Stahlherstellung zu schaffen, das die obigen Nachteile nicht aufweist.

So wird also gemäß der Erfindung ein Schlackebildungsmittel für die Stahlherstellung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus 54 bis 90 bo Gew.-% Aluminiumkrätze mit mehr als 30 Gew.-% Aluminiumoxyd, 5 bis 20 Gew.-% Zement, 2 bis 10 Gew.-% Calciumhydroxyd oder -carbonat, 1 bis 15 Gew.-% Magnesium- oder Natriumchlorid und 1 bis 7 Gew.-% Wasser besteht. &5

Das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel beseitigt die Nachteile der herkömmlichen Schlackebildungsmittel und bildet rasch weiße Schlacke, wenn es nacLi dem Sauerstoffblasen zugegeben wird. Außerdem hält es die Fließfähigkeit der Schlacke aufrecht. Schließlich sinkt es auch in die Schlacke unmittelbar nach dem Zusatz ein, wobei die Reaktion unmittelbar erfolgt und die Schlackebildung rasch fortschreitet.

Das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel wird vorzugsweise in Form von Formstücken verwendet, so daß es sich nach der Zugabe nicht als Staub ausbreitet, wie dies bei den herkömmlichen pulverförmigen Schlackebildungsmitteln der Fall ist.

Es kann anstelle von anderen teuren Schlackebildungsmitteln verwendet werden, wie ζ. π. Kalzium/ Silicium-Legierungen. Schließlich kann es die Hälfte oder sogar die gesamte Menge des üblicherweise verwendeten Fluorids ersetzen.

Wenn außerdem das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel bei der Herstellung von rostfreien Stählen verwendet wird, dann führt es das Chrom aus der Schlacke zurück in den geschmolzenen Stahl und ändert nicht die Zusammensetzung der Schlacke, und zwar sogar während des letzten Teils des Raffinierungsverfahrens.

Es besitzt außerdem einen guten Desoxidierungseffekt.

Die als Rohmaterial für das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel verwendete Aluminiumkrätze ist allgemein bekannt. Kleinere Mengen als 54 Gew.-% ergeben nicht den gewünschten Effekt. Mengen, die über 90 Gew.-% liegen, machen es unmöglich, die anderen Komponenten in wirksamen Mengen einzuarbeiten, weshalb auch dann die gewünschten Effekte nicht erreicht werden. Die Aluminiumkrätze enthält mindestens 30 Gew.-% Al₂O₃. Bei geringeren Gehalten wird die gewünschte Wirkung nicht erreicht.

Der Zement wird als Binder verwendet. Beispielsweise kann man Portlandzement, Aluminiumoxydzement, Eisenzement und Schlackezement verwenden. Bei Versuchen haben sich Portlandzement und Aluminiumoxydzement als zufriedenstellend erwiesen. Bei Zementmengen von weniger als 5 Gew.-% ist die Herstellung von Formstücken kaum mehr möglich. Außerdem besteht bei solchen geringen Konzentrationen die Gefahr, daß sich die Formstücke bei der Verwendung auflösen. Mittel, die mehr als 20 Gew.-% Zement enthalten, zersetzen sich beim Einbringen in den Ofen zu langsam, wodurch die Injizierung der Reaktion mit der Schlacke verzögert wird.

Kalziumcarbonat oder Kalziumhydroxyd wird deshalb als Kalziumverbindung verwendet, weil diese Verbindungen ein rasches Abbinden des Zements gewährleisten. Weniger als 2 Gew.-% ergeben kein rasches Abbinden und mehr als 10 Gew.-% sind unnötig.

Das Chlorid dient dazu, die Fließfähigkeit der Schlacke zu verbessern.

Es ist bekannt, daß Aluminiumoxyd das binäre Schlackesystem CaO-SiO₂ in das ternäre Schlackesystem CaO-SiO₂-Al₂O₃ überführt, wodurch der Schmelzpunkt der Schlacke verringert wird, was eine Schlacke mit richtiger Fließfähigkeit ergibt. Der Aluminiumoxydgehalt in Aluminiumkrätze ist jedoch, wie oben bereits erwähnt, Schwankungen unterworfen. Um deshalb die Fließfähigkeit der Schlacke gleichbleibend zu verbessern und um ein Schlackebildungsmittel mit einem gewünschten funktionellen Effekt zu erzielen, ist es nötig, das Chlorid zu verwenden.

Das Wasser dient zum Abbinden des Zements. Es bleibt als Kristallisationswasser im Schlackebildungsmittel. Beim Einbringen in den Ofen entweicht dieses.

wodurch die Formstücke in der Schlacke verteilt werden und die Reaktivität des Schlackebildungsmittels verbessert wird.

Das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel wird dadurch hergestellt, daß man eine bestimmte Menge eines jeden der oben beschriebenen Rohmatc ,cn mischt und das gebildete Gemisch mit Hilfe einer Presse, eines Granulators oder einer anderen Formmaschine in Briketts oder Tabletten verarbeitet. Mittel mit einer Teilchengröße von 10 bis 30 mm ergeben einen zufriedenstellenden funktionellen Effekt.

Aus der CH-PS 3 63 670 ist ein Entschwefelungs- und/oder Entphosphorierungsmiltel für Eisen- und Stahlschmelzen bekannt, das neben einem schwefel- und/oder phosphorbindenden Stoff auch Kohle oder eine reduzierende Kohlenstoffverbindung enthält. Es kann außerdem Leichtmetallkrätze, wie z. B. Alu

miniumkrätze in untergeordneten Mengen und daneben auch noch Kalkstein enthalten. Dieses Mittel unterscheidet sich also hinsichtlich der Zusammensetzung vom erfindungsgemäßen Schlackebildungsmittel in wesentlichen Punkten. Außerdem kann es schon aufgrund seiner Zusammensetzung nicht als Schlackebildungsmittel im üblichen Sinn bezeichnet werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele 1 bis 3

Die Zusammensetzung und die Form des erfindungsgem;^;ßen Schlackebildungsmittels und eines älteren Schlackebildungsmittels für die Stahlherstellung sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Tabelle

	Beispiele	2	3	Älteres Produkt
	1	70 Gew.-%	80 Gew.-%
Aluminiumkrätze	62 Gew.-%			100 Gew.-%
(enthaltend 49% AI₂O₃
und 12% Al)		7 Gew.-%	5 Gew.-%
Aluminiumoxydzement	8 Gew.-%	7 Gew.-%	5 Gew.-%	-
Portlandzement	8 Gew.-%	4 Gew.-%	3 Gew.-%	-
Kalziumhydroxyd	8 Gew.-%	9 Gew.-%	5 Gew.-%	-
Natriumchlorid	10 Gew.-%	3 Gew.-%	2 Gew.-%	-
Wasser	4 Gew.-%	Briketts	Briketts	-
Form und Größe	Briketts	25X25X15	25X25X15	Pulver
der Formstücke	25X25X15
(LängeXBreiteXDicke)

Experimentelles Verfahren

Es wurde in einen 8 t fassenden Elektrolichtbogenofen ein rostfreier Stahl hergestellt, der weniger als 0,08 Gew.-% Kohlenstoff, weniger als 1,0 Gew.-% Silicium, weniger als 2,0 Gew.-% Mangan, weniger als 0,04 Gew.-% Phosphor, weniger als 0,03 Gew.-% Schwefel,8bisl0,5Gew.-%Nickelundl8bis20Gew.-% Chrom enthielt. Für jede Tonne geschmolzener Stahl wurden 2,6 kg eines jeden der Schlackebildungsmittel der Beispiele 1 bis 3 und des bekannten Produkts zugegeben, welche die Zusammensetzung und die Form aufwiesen, wie sie in der Tabelle angegeben sind, die Zugabe erfolgte unter annähernd den gleichen Bedingungen während der Fertigstellungsperiode des Raffinierungsverfahrens.

Experimentelle Resultate

Die Schlackebildungsmittel der Beispiele 1 bis 3 gemäß der Erfindung ergaben eine weiße Schlacke in 5 min nach Zugabe. Es zeigte sich eine schnellere Reaktion als beim bekannten Produkt, welches die Form eines Pulvers aufwies, und eine zufriedenstellende Fließfähigkeit der Schlacke.

Außerdem sanken die Schlackebildungsmittel der Beispiele 1 bis 3 in die Schlacke ein und ergaben erwünschte Reaklionsbedingungen.

Insbesondere verlief das Desoxydatiunsverfahren zufriedenstellend. Der Sauerstoffgehalt war 5 min nach der Zugabe des Schlackebildungsmittels auf ungefähr die Hälfte des Sauerstoffgehalts zu Beginn der Fertigstellungsperiode gefallen. Am Ende der Fertig-

Stellungsperiode war der Sauerstoffgehalt auf ungefähr V4 reduziert.

Es ist also ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel die oben beschriebenen Effekte hervorruft und deshalb anstelle von anderen teuren Schlackebildungsmitteln verwendet werden kann. Außerdem wird die bei der Reduktionsperiode erforderliche Zeit verringert, was auch eine Verringerung der Kosten bei der Stahlherstellung mit sich bringt. Schließlich verringert es die Menge des zu verwendenden herkömmlichen Flußspats auf die Hälfte der normalen Menge. In gewissen Fällen kann es sogar den gesamten Flußspat ersetzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schlackebildungsmittel für die Stahlherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß es aus ' 54 bis 90 Gew.-% Aluminiumkrätze mit mehr als 30 Gew.-% Aluminiumoxyd, 5 bis 20 Gew.-% Zement, 2 bis 10 Gew.-% Calciumhydroxyd oder -carbonat, 1 bis 15 Gew.-% Magnesium- oder Natriumchlorid und 1 bis 7 Gew.-% Wasser besteht. i< >

2. Schlackebildungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement aus Portlandzement, Aluminiumoxydzement, Eisenzement oder Schlackezement besteht.