DE2247475C3 - Verfahren zur Beseitigung von CaO-haltigen Restschlacke-Ansätzen aus GefäBen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von CaO-haltigen Restschlackeansätzen, die bei der Entschwefelung von Roheisenschmelzen entstanden sind, aus den dabei verwendeten Gefäßen, insbesondere Torpedopfannen.

Bei der Entschwefelung von Roheisenschmelzen, insbesondere bei Verwendung von Torpedopfannen, die das Roheisen vom Hochofen zunächst in einer Entschwefelungsanlage und nach erfolgter Behandlung zum Stahlwerk transportieren, kann es bei Anwendung calciumhaltiger Entschwefelungsmittel nach mehreren Umläufen zu Ablagerungen und Festsetzungen von Restschlacke am Pfannenboden und an den -wänden kommen. In ungünstigen Fällen führt dies zu einer erheblichen Ansammlung von Restschlacke in der Torpedopfanne, wodurch die Roheisentransportkapazität der Torpedopfanne eingeengt wird.

Zur Freiwaschung der Torpedopfanne wurden bisher nach mehreren Umläufen die Roheisenschmelzen ausschließlich mit Soda behandelt. Eine solche Arbeitsweise hat jedoch uen Nachteil, daß die Entschwefelungsbehandlung mit dem calciumhaltigen Entschwefelungsmittel unterbrochen werden muß, wodurch es zu betrieblichen Schwierigkeiten bei der Anlieferung des Roheisens mit der erforderlichen Qualität kommt. Außerdem muß zur Freiwaschung der Torpedopfanne mit überhöhten Sodamengen gearbeitet werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bisherigen Arbeitsweise zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, mit dem ohne Unterbrechung der gewählten Enlschwefelungsbehandlung mit calciumhaltigen Entschwefelungsmitteln die Restschlackeansätze aus dem Gefäß, insbesondere der Torpedopfanne, entfernt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der °⁵ eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man zwischen den Entschwefelungszyklen nach dem Ausgießen der entschwefelten Roheisenmenge 0,1 bis 8 Gewichtsprozent Boroxid (B^O₃), bezogen auf das Gewicht der Restschlacke oder entsprechende Mengen von den bei Roheisentemperatur Boroxid liefernden Mineralien Colemanit, Pandermit oder Inyoit in das Gefäß einführt. .

Bevorzugt werden ! bis 5 Gewichtsprozent Boroxid. bezogen auf das Gewicht der Restschlacke, in das Gefäß eingeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt also eine ausschließlich uaf die Reinigung des Gefäßes gerichtete Zwischenbehandlung dar. Der Reinigungsstoff Boroxid oder eine Borverbindung — ist somit auch kein Bestandteil des Entschwefelungsmittels. Der Reinigungsstoff wird vielmehr erst eingesetzt, wenn sich nach einem, im allgemeinen jedoch nach mehreren Emschwefelungszyklen Restschlackeansätze gebildet ha-

Die Einführung des Reinigungsstoffes in das Gefäß erfolgt nach dem Ausgießen der entschwefelten Roheisenmenge und vor dem Eingießen einer neuen Charge in das Gefäß. Der Reinigungsstoff kann aber auch zusammen mit dem Eingießen einer neuen Charge oder nach dem Eingießen einer neuen Charge, jedoch vor der nächsten Entschwefelungsbehandlung in das Gefäß eingeführt werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt es sich, daß die von den vorherigen Umläufen in der Torpedopfanne zurückgebliebene Restschlacke vom Pfannenboden bzw. den -wänden während des Einfüllvorganges abgelöst wird. Nach Beendigung des Füllvorganges schwimmt die abgelöste Restschlacke, die eine trockene, rieselfähige Konsistenz aufweist, in Schollen auf der flüssigen Pfannenschlacke, die im wesentlichen aus gegen Ende des Füllvorgangcs mitgelaufener Hochofenschlacke besteht. Beim Ausgießen der Torpedopfanne im Stahlwerk fließt die abgelöste Restschlacke ohne Schwierigkeiten aus dem umgelegten Gefäß mit aus. Da sie kein Soda enthält, kann sie ohne Schwierigkeiten in den Hüttenkreislauf zurückgeführt werden.

Zur Entschwefelung von Roheisen in einem Drehofen bzw. einer Schüttelpfanne ist ein Entschwefclungsmittel vorgeschlagen worden, das aus Kalkpulver besteht, mit einem Zusatz von Soda. Die Soda soll die Anreicherung des Kalkes mit Eisenkügelchen vermindern und Kalk- bzw. Schlackenansätze an den Wänden des Drehofens bzw. der Schüttelpfanne verhindern (»Stahl und Eisen« Nr. 79, 1959, Nr. 10, S. 815/816 und deutsche Offenlegungsschrift 14 08 188).

Die fortlaufende Verwendung von Soda bedingt jedoch einen erhöhten Verschleiß der feuerfesten Auskleidung der verwendeten Öfen und Pfannen. Die bei der Entschwefelung entstehenden Schlacken, die auf Grund des Eisengehaltes wertvoll sind, können wegen des Alkaligehaltes nur bedingt oder gar nicht in den Hüttenkreislauf zurückgeführt werden, während bei Deponierung dieser Schlacken Umweltbelästigungen auftreten können.

Es sind ferner Mischungen zum Entschwefeln von Roheisen- und Stahlschmelzen bekannt, die im wesentlichen aus Alkaliverbindungen, wie Soda oder Nalriumfluorid, bestehen, mit geringen Zusätzen calciumhaltiger Stoffe. Diese Mischungen können Borax enthalten, um den Schmelzpunkt der Mischung in geeigneter Weise zu verändern oder um den Flüssigkeitsgrad der Entschwefelungsschlacke einzustellen (deutsche Palentschrift 418 074 und französische Offenlegungsschrift 20 77 499).

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Bei Verwendung derartiger Alkali-Entschwefelungs- CaO .. .43,1 % Fe (Granalien). .29,9%

mischungen besteht das Problem dieser Anmeldung Mn 0,31%

jedoch nicht, Gefäße von CaO-haltigen Restschlacke- SiO₂ ... 2,85 % Na₂O 0,35 %

ansätzen zu reinigen, die bei der Entschwefelung von TiO₂ ... 0,30% K₂O <0,10%

Roheisenschmelzen mit calciumhaltigen Entschwefe- 5 Al₂O₃.. 0,89% C 14,7%

lungsmitteln entstanden sind, wie z. B. Kalk, Kalk- MgO .. 0,20% S 3,20%..

stein, Calciumcarbid, Kalkstickstoff, Calciumsicilium,

da die bekannten Entschwefelungsmischungen wegen Während des 40. und 44. Umlaufes wurden zusam-

ihres überwiegenden Alkaligehaltes, der als Flußmittel ^{men mit dem} Eingießen einer neuen Roheisencharge

wirkt, keine unlöslichen bzw. festen Restschlacke- io ^am Hochofen jeweils 500 kg Colemanit der Körnung

ansätze hervorrufen. Die bereits beschriebenen Nach- ^!°/^{50 mm m} die Torpedopfanne eingeführt, anschlie-

teile alkalihaltiger Entschwefelungsmischungen treten ß^{end das} Roheisen, wie vorbeschrieben, entschwefelt

hier ebenfalls auf. und die Torpedopfanne im Stahlwerk entleert. Bei

Bei der Herstellung von Stahl im Sauerstoff-Auf- diesen Umläufen wurde festgestellt, daß sich die von blaskonverter und im SM-Ofen ist die Verwendung 15 ^den Umläufen 1 bis 39 in der Torpedopfanne angevon Boroxid und Boroxid liefen.den Verbindungen sammelte Restentscbwefelungsschlacke vom Boden bekannt. Bei diesen basischen Stahlherstellungsver- ^bzv/- ^v°n den Wänden ablöste und in Schollen, die fahren ist die frühzeitige Bereitstellung eines in der ^aus einer trockenen, rieselfähigen Schlacke bestanden, Schlacke gelösten reaktionsfähigen Kalkes für den ^{auf der} Pfannenschlacke schwamm und ohne Schwie-Ablauf der metallurgischen Reaktionen im Hinblick ao rigkeiten mitausgegossen werden konnte. Das Leerauf die Wirtschaftlichkeit der Verfahren unumgäng- gewicht der Torpedopfanne war nach dem 44. Umlauf lieh. Der Boroxid-Zusatz soll dazu dienen, die Auf- ^auf etwa 264 t abgesunken,
lösung des Kalkes in der Schlacke zu beschleunigen

(»Stahl und Eisen«, 92, 1972, Nr. 6, S. 255/262 und . .

deutsche Offenlegungsschrift 20 10 572). 25 Beispiel I

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Reinigung Um festzustellen, ob die mitgeflossene Hochofeneines Gefäßes, insbesondere einer Torpedopfanne, von schlacke gemäß Beispiel 1 die Ablösung der Restentkaikhaltigen Restschlackeansätzen, die bei der Ent- Schwefelungsschlacke beeinflußt hat, wurde bei einer Schwefelung von Roheisen entstanden sind, ist jedoch weiteren Umlauffolge zwischen Hochofen, Entschwekein Stoff vorhanden, in den die kalkhaltigen Ansätze 30 fdungsanlage und Stahlwerk die Torpedopfanne (T in Lösung gehen können. Im Roheisen kann man den 137) _arn Hochofen weitgehend schlackenfrei geladen. Kalk der Restschlackeansätze nicht auflösen, und Das Leergewicht der Torpedopfanne vor Beginn der mitgeflossene Hochofenschlacke ist bereits weitgehend Umlauffolge betrug 259 t, die transportierte Roheisenkai kgesättigt. Sie hat außerdem gegenüber den Schlak- menge etwa 160 t pro Umlauf und die Menge des einken der genannten Stahiherstcllungsverfahren eine zu 35 gesetzten Entschwefelungsmittels im Durchschnitt niedrige Temperatur für eine Kalkauflösung und liegt 550 kg pro Pfannenfüllung. Nach 39 Umläufen war nur in kleiner Menge vor. d_as Leergewicht der Torpedopfanne durch anbackende

Aus »Stahl und Eisen« 58 (1938), Heft 38, S. 1029 Restentschwefelungsschlacke auf 273 t angestiegen,

bis 1034, ist die Einwirkung von Borsäure auf den Die Restentschwefelungsschlacke hatte folgende Zu-

Flüssigkeitägrad von Hochofenschlacke bekannt. Aus »° sammeusetzung:
den nachfolgenden Beispielen geht jedoch hervor, daß

die mitgeflossene Hochofenschlacke keinen Einfluß CaO...34,4% Fe (Granalien). .42,6%

auf die Ablösung der Restentschwefelungsschlacke SiO₂... 1,50% Mn 0,53%

gemäß der Erfindung ausübt. Die Beobachtungen TiO₂... 0,16% Na₂O 0,10%

zeigen vielmehr, daß die Restentschwefelungsschlacke is AI₂O₃ .. 0,48% K₂O <O,IO%

im wesentlichen nicht verflüssigt wird. Die Boroxide MgO .. 0,20% C 12,4%

bewirken anscheinend nur die Ablösung der Rest- S 0,65 %

schlackeansätze vom Boden und den Wänden der

Torpedopfanne. Der Chemismus der ablaufenden Vor- Während des 41. und 43. bis 46. Umlaufes wurden,

gänge ist im einzelnen noch nicht geklärt. 5< > wie in Beispiel 1, jeweils beim Abstich am Hochofen

Die Erfindung wird an Hand von Beispielen weiter 500 kg Colemanit der Körnung 10/50 mm in die Torerläutert: pedopfanne zugegeben. Das Leergewicht war nach

dem 46. Umlauf auf den Anfangswert von 259 t abBeispiel » gesunken.

Mit einer Torpedopfanne (T 144), deren Leerge- 55 Der Vergleich der Beispiele 1 und 2 zeigt, daß die

wicht etwa 252 t betrug, wurde Roheisen von einem Anwesenheit von Hochofenschlacke die Ablösung der

Hochofen fortlaufend zu einer Entschwefelungsaniage Restentschwefelungsschlacke gemäß der Erfindung

transportiert. Nach Durchführung der Entschwefe- nicht beeinflußt.

lungsbehandlung mit einem calciumhaltigen Entschwe- Die Mineralien Pandermit und Inyoit sind dem felungsmittel wurde die Torpedopfanne im Stahlwerk ^fia Colemanit im erfindungsgemäßen Sinne gleichwertig, entleert und zum Hochofen zurückgefahren. Die trans- da sich die drei Mineralien lediglich im Kristallwasserportierte Roheisenmenge betrug pro Umlauf etwa gehalt unterscheiden, der für das erfindungsgemäße 150 t, die Menge des eingesetzten Entschwefelungs- Verfahren unwesentlich ist. Colemanit hat die chemimittels pro Pfannenfüllung im Durchschnitt 500 kg. sehe Formel Ca₂B₆O₁₁ · 5 H₂O, Pandermit Ca₂B₆O₁₁ Nach 39 Umläufen war das Leergewicht der Torpedo- ^fi" · 3 H₂O und Inyoit Ca₂B₆O₁₁ · 13 H₂O (Hollemannpfanne in Folge anbackender Restentschwefelungs- Wiberg, Lehrbuch der anorg. Chemie, 1952, S. 354 schlacke auf etwa 274 t angestiegen. Die Restentschwe- und Gmelins Handbuch, 1954, Bor-Ergänzungsband, felungsschlacke hatte folgende Zusammensetzung: Syst. Nr. 13, S. 3).

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1 Verfahren zur Beseitigung von CaO-haltigen Restschlacke-Ansätzen, die bei der Entschwefelung von Roheisenschmelzen entstanden sind, aus den dabei verwendeten Gefäßen, insbesondere Torpedopfannen, dadurch gekennzeichnet daß man zwischen den Entschwefelungszyklen nach dem Ausgießen der entschwefelten Roheisenschmelze 0,1 bis 8 Gewichtsprozent Boroxid (B₂O₃), bezogen auf das Gewicht der Restschlacke, oder entsprechende Mengen von den bei Roheisentemperatur Boroxid liefernden Mineralien Colemanit, Pandermit oder Inyoit in das Gefali einführt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 5 Gewichtsprozent Boroxid, bezogen auf das Gewicht der Restschlacke, in das Gefäß eingeführt werden.