DE2236160A1

DE2236160A1 - Mittel zur entschwefelung von fluessigem roheisen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2236160A1
Application number: DE19722236160
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Metz; Karl-Heinz Dipl Ing Prof Obst
Original assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH; Arbed SA
Current assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH; Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1971-07-26
Filing date: 1972-07-22
Publication date: 1973-02-15
Also published as: FR2147057B1; NL7210208A; DE2236160C3; LU63607A1; IT965938B; BE786695A; GB1384755A; DE2236160B2; FR2147057A1

Description

Mittel zur Entachuiefelung von flüssigem Roheisen und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zur Entschuiefelung von flüssigem Roheisen auf der Basis von gebranntem Kalk, souiie ein Verfahren zur Herstellung dieses Mittels und ferner ein Verfahren zum Entschwefeln von flüssigem Roheisen.

Das durch den Hochofenprozeß gewonnene Roheisen enthält wechselnde Mengen Schwefel, der aus verhüttetem Erz,aus den Brennstoffen und aus den Zuschlägen stammt und der in Form von FeS gebunden ist. Der Schwafelgehalt im Roheisen beträgt gewöhnlich weniger als o,1 %;und liegt meist zwischen 0,0** und 0,07 %', er stört jedoch bei der Stahlgewinnung . Aus diesem Grund wird das abgestochene Roheisen in Pfannen mit einem Versatz, der im wesentlichen aus Kalk und gegebenen*- falls konsistenzregelnden Zusätzen besteht, entschwefelt. Der Schwefel des Eisensulfids wird als Calciumsulfid gebunden unter Bildung von FeO. Das Eisenoxyd wird von weiterem CaD unter Bildung einer flüssigen Schlacke aufgenommen. Da es jedoch wichtig ist, die Schlacke vor dem Verblasen des Roheisens möglichst vollständig zu entfernen, strebt man gewöhnlich eine "trockene bis krümelige'¹ Schlackenkonsi«= atenz an, das bedeutet, daß das CaO im großen Überschuß verwendet

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werden muB adBr daß erhebliche Mengen an Zusatzstoffen verwendet werden müssen, die ihrerseits die Reaktionsfähigkeit des CaO herabsetzen und den Entschwefelungsprozeß behindern.

Ea ist weiterhin bekannt, dia Entschwefelung unter reduzierenden Bedingungen durchzuführen, z.B. mittels Calciumcarbid oder Calciumcyanamid. Beide Stoffe werden jedoch in Hochtemperaturprozeaeen gewonnen und sind daher, aowelt es die Calciurnkomponente als Entechwefelungsmittel betrifft, wenig reaktionsfähig.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Entschwefelungsmittel zu entwickeln, welches sehr reaktionsfähig ist und daher eine beschleunigte Entschwefelung des Roheisens bewirkt unter gleichzeitiger Einsparung von überschüssigen Entschwefelungamitteln und unter Bildung einer leicht abziehbaren Schlacke. bJeltere Aufgaben bestanden darin, zur Herstellung dieses Entschwefelungsmittels ein einfaches und kostensparendes Verfahren zu entwickeln, sowie ein Verfahren zur Anwendung dieses Entschwefelungstnittels bei der Entschwefelung van Roheisen zu finden, welches die Vorteile des Mittels zur Geltung bringt.

Ea wurde gefunden daß sich für die Entschwefelung von flüssigem Roheisen auf der Basis von gebranntem Kalk besonders gut ein ganz oder überwiegend aus dehydratisiertem Calciumhydroxyd bestehendes Mittel eignet.

Ein derartiges Calciumoxyd ist infolge seiner Feinteiligkeit und

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seiner großen aktiven Oberfläche äusserst reaktionsfähig. Es bewirkt eine stark beschleunigte Entschwefelung von Roheisen im Vergleich zu üblichem feinteiligen ader sogar feinstgemahlenen gebranntem Kalk und es ist möglich mit Hilfe dieses Mittels einen Entschliefelungsgrad von 80 bis 95 % selbst bei erhöhten Schuiefelgehalten des Roheisens zu erzielen. Endschwefelungsgehalte im Roheisen von weniger als o,o1 % sind erzielbar.

Das Entschwefelungsmittel kann man in fetteiliger Form einsetzen, wenn die hierfür erforderlichen Vorrichtungen zum Zuführen des Mittels zum flüssigen Roheisen und zur Entstaubung vorhanden sind. In einer vorteilhaften Form im Hinblick auf seine Anwendung besteht das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel aus porösen Granulaten die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in der gewünschtön Körnung herstellbar sind, oder zu der gewünschten Körnung durch Brechen verarbeitet werden können. Diese porösen Granulate sind nicht weniger reaktionsfähig und besitzen alle vorteilhaften Eigenschaften des feinteiligen Mittels, jedoch gestaltet sich ihre Anwendung beim EntschwefelungsprozeB wesentlich einfacher, da Entstaubungsprableme nicht entstehen.

Das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel kann selbstverständlich an sich bekannte Bestandteile enthalten welche die Konsistenz der Schlacke regeln. Vorteilhafterweise enthält das Entschwefelungsmittel reduzierende und/oder weitere Stoffe welche die Entschwefelung begünstigen insbesondere festen Kohlenstoff in Mengen von 5 bis 30 % vorzugsweise 10 bis 20 56. Als Kohlenstoff hat sich be-

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Banders gut Ruß bewährt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Gehalt an Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff vorgesehen wird. Dieae Zusatzstoffe sollten zweckmäßig in möglichst feinen Korngrößen und in gleichmäßiger Verteilung im Entschwefelungsmittel vorliegen.

Erfindungsgemäß uird das EntBchwefelungsmittel aus gebranntem Kalk gewannen, der vorzugsweise nach dem sogenannten Trockenverfahren hydratiaiert wird und gegebenenfalls nach vorherigem granulieren oder pelletisieren durch erhitzen auf Temperaturen oberhalb 5DQ⁰ C. dehydratisiert wird. Die Herstellung von sogenannten Trockenhydraten ist an Bich bekannt. Es ist ferner bekannt, daß Calciumhydroxyd sich bei Temperaturen um 550° C. zersetzt. Da die ZerBBtzungstempBratur abhängig vom Wasserdampfparzialdruck ist, können bereits Erhitzungatemperaturen unterhalb 550° C. für die Dehydratisierung ausreichend sein, insbesondere wenn die Dehydratisierung in öfen erfolgt, die nach dem Schwebegas- bzw. Wirbelschichtverfahren arbeiten. Im allgemeinen werden jedoch Temperaturen oberhalb 500 ⁰C. erforderlich sein.

Nach einer vorteilhaften Variante des Verfahrens wird vor der Dehydratisierung das Calciumhydroxyd granuliert oder pelletisiert. Aus diesen Granalien oder Pellets entstehen bei Dehydratisierung hochporöse CaO-StUcke die gegebenenfalls auf diB gewünschte Korngröße z.B. 1 bis 3 mm gebrochen werden können. Zur Herstellung der Granalien oder Pellets kann man entweder blassBr oder vorteilhafter organische Bindemittel z.B. OeI oder Teer verwenden. Nach einer besonderen Ausführungsform des erflndungsgemäßen Heratellungsver-

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Verfahrens van Entschwefelungsmitteln wird der gebrannte Kalk vor der Hydratisierung mit OeI oder Teer versetzt und einer Wärmebehandlung vorzugsweise in reduzierender Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 300 und SOO⁰C unterworfen. Hierbei zersetzen sich die organischen Stoffe unter Bildung von Konlen-

man
stoff sodaB/auagehend von feingemahlenem Kalk eine innige Mischung aus CaO und Kohlenstoff erhält, welche anschließend hydrotisiert und dehydratisiert wird. Es entfällt bei dieser l/erfahrensvariante das manchmal schwierige Einmischen von feinteiligem Kohlenstoff. Eine Abwandlung dieser UerfahrensvariantB besteht darin, eine Granulierung bzw. Pelletiaierung vor der Dehydratisierung einzuschalten. Die gegebenenfalls erwünschten reduzierenden Stoffe wie fester Kohlenstoff oder aber Calciumcarbid und/odBr Calciumcyanamid werden zweckmäßig dem Calciumhydroxyd vor einer gegebenenfalls sich anschließenden Pelletisierung beigemischt.

Bei dem Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Entschwefel^ungsmittels wird das Mittel der Schmelze in Form eines staubfeinen Pulvers zugeführt und unter schütteln, rühren und dergleichen in geeigneten Gefäßen mit der Schmelze in Berührung gebracht» Man kann das staubfeine Pulver vorteilhafterweise auch mittels eines Trägergases durch Lanzen oder Rohre in das flüssige Roheisen einblasen, wobei man als Trägergas ein Inertgas oder besser ein reduzierendes Gas wie Erdgas oder Hochofengichtgas benutzt.

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Technisch weniger aufwendig gestaltet sich dao Verfahren wenn man das Entschwefelungsmittel der Schmelze in Form des porösen Granulats vorzugsweise mit Korngrößen zwischen 1 bis 3 mm zuführt. Die Entschwefelung kann in üblichen Mischern oder Schüttelpfannen erfolgen.

Von besonderem Vorteil ist ι, daß das erfindungsgemäB EntschwefB-lungsmittel und das l/erfahren zu seiner Anwendung eine trockene und leicht absaugbare Schlacke ergibt und dass Metallverluste weitgehend vermeidbar werden. Oarüberhinaus kann die Schlacke auf Grund ihrer pulverartigen Konsistenz über Magnetabscheider von mitgeführtem Metall befreit werden. Es soll nicht unerwähnt bleiben, daß die Möglichkeit des Einsatzes auf das l/erfahren

nicht , zur Entschwefelung von Roheisen /beschränkt /ist. Das Entschwefelungs· mittel kann man in gleicher Heise auch zur aktiven Entschwefelung gefrischter Stähle verwenden, die aus nicht entschwefBltem Roheisen gewonnen wurden. Es ist auch möglich, das Entschwefelungsmittel zur Entschwefelung von eisenhaltigen Legierungen oder Gußeisen zu verwenden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche:

1. Mittel zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen auf der BaBis van gebranntem Kalk dadurch gekennzeichnet, daß es ganz oder überwiegend aus einem dehydratisieren Calciumhydroxyd besteht.

2. Entschujefelungsmittel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es aus porösen Granulaten besteht.

3. Entschwsfelungsmittel nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeinhnet, daß es reduzierende und/oder weitere entschuiefelnde Stoffe enthält.

*t. Entschwefelungsmittel nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß es 5 bis 30 % Kohlenstoff, vorzugsweise 10 bis 20 % Kohlenstoff enthält.

5. Entschwefelungsmittel nach Anspruch k dadurch gekennzeichnet, daß es Ruß enthält.

6. Entschwefelungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß es Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff enthält.

7. Verfahren zur Herstellung eines Entschwefelungsmittels nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß gebrannter Kalk vorzugsweise trocken hydratisiert wird und gegebenenfalls nach

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vorherigem granulieren oder pelletisieren durch erhitzen auf Temperaturen oderhalb 5DO C dehydratisiert wird.

β. Verfahren zur Herstellung eines Entschwefelungsmittels nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung bzw. Pelletisierung unter Zusatz von organischen Bindemitteln wie OeI oder Teer erfolgt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Entschwefelungsmittels nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der gebrannte Kalk vor der Hydratisierung mit OeI oder Teer versetzt und einer Wärmebehandlung, vorzugsweise in reduzierender Atmosphäre , bei Temperaturen zwischen 300 und BOO⁰C unterworfen wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Entschwefelungsmittels nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß man dem Calciumhydroxid reduzierende Stoffe beimischt.

11. Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen unter Verwendung eines Entschwefelungsmittels nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Entachwefelungsmittel der Schmelze in Form eines staubfeinen Pulvers zugeführt wird.

12. Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Entschwefelungsmittel mit Hilfe eines Trägergases durch Lanzen oder Rühre in das flüssige Roheisen eingeblasen wird.

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13. Verfahren zur EntBchuiefelung von flüssigem Roheisen nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägergas ein reduzierendes Gas uie Erdgas oder Hachafengichtgas benutzt.

1*f. Verfahren zur Entschuefelung von flüssigem Roheisen nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daB das Entschuefelungsmittel der Schmelze in Form eines Granulats vorzugsweise mit Korngrößen zwischen 1 bis 3 mm zugeführt wird.

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