DE2252795A1 - Entschwefelungsmittel fuer metallschmelzen mit wasserabspaltendem zusatz - Google Patents
Entschwefelungsmittel fuer metallschmelzen mit wasserabspaltendem zusatzInfo
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- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
- C21C1/025—Agents used for dephosphorising or desulfurising
Description
Süddeutsche Kalkstickstoff-Werke IG., 8223 Irostberg/Obb.
Entschwefelungsmittel für Metallschmelzen mit wasserabspaltendem Zusatz
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entschwefelungsmittel
für Metallschmelzen, z.B. Roheisenschmelzen auf der Basis
Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff mit dem Zusatz eines
bei Schmelztemperatur wasserabspaltenden Stoffes.
Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff mit dem Zusatz eines
bei Schmelztemperatur wasserabspaltenden Stoffes.
Zahlreiche mechanische Eigenschaften der Eisenwerkstoffe werden
durch höhere Schwefelgehalte im Roheisen nachteilig'beeinflußt.
Um die Einhaltung der Schviefelvorechrift schv/efelarmer Eisenwerk
stoffe zu gewährleisten, wird Roheisen häufig einer Entschv^efelungsnac'hbehanälung
unterworfen.
Bei verschiedenen Ent schv/ef eTunr-sverfahrcn bestehen die Ent-
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BAD ORIGINAL
schwefelungsmittel aus zwei oder mehreren festen, pulverförmigen
Stoffen. Diese v/erden mit Hilfe eines Trägergasstromee
fluidisiert und in das flüssige Roheisen eingeblasen.
Bekannt sind Entschwefelungsverfahren für Roheisen» bei denen z.B. Calciumverbindungen mit feinkörnigen Schwarzstoffen, wie
Steinkohle, Anthrazit, Braunkohle, Koks, Petrolkoks und anderen kohlenstoffhaltigen Erzeugnissen gemischt und eingeblasen
werden.
Letztere verursachen in der Schmelze eine reduzierende Atmosphäre,
die die entschwefelnde V/irkung der eingeblasenen Entschwefelungsmittel erheblich begünstigt.
Als besonders vorteilhaft erweisen sich Gemische dieser Art, die aus Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sowie JDiamidkalk
bestehen, -
(DBP 1 583 268 und DBP 1 758 250).
Der Anteil an Calciuncarbonat im Diamidkalkzusatz zu den Entschwefelungsmitteln
nach diesen Verfahren wirkt außerdem als gasabspaltender Zusatz in der Gasphase, fördert durch, aufsteigende
Gasblasen eine gleichmäßige Verteilung der Entschwefelungsmittel in allen Teilen der Schmelze und beschleunigt zugleich
die Abscheidung der Entschwefelungsprodukte.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei Metallschmelztemperatur
wasserabspaltende Zusätze zu Entschv/efelungsmitteln
die gleichen Vorteile erbringen bzw. bei Anwesenheit von Carbonat dessen V/irkung noch verbessern. Das erfindungsgemäße
Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, z.B. Roheisen, auf Basis von Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sowie ggf.
gasabspaltenden Stoffen ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem bei der Temperatur der Metallschmelze wasserabεpsItenden
Stoff.
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Als geeignet erwiesen sich Calciumhydroxid (Kalkhydrat, Ca(OH)2) j Aluminiumhydroxide, Perlit, Kaolin, Ton und ähnliche
Mineralien, Kohlehydrate wie Zucker, Stärke, feste organische Sauerstoffverbindungen wie Phthalsäure, Glykolsäure,
Wasserstoff und Sauerstoff enthaltende organische Polymere wie Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und Polyalkohole
wie Sorbit. Die zugesetzten Mengen können zwischen etwa
0,2 und 35 Gew.-^ liegen. " ;
Kalkhydrat alleine wurde, zwar bereits zum Entkohlen und Entphosphoren
durch Eriseilen von Roheisen zu Stahl zusammen mit
Sauerstoff in die Schmelze eingeblasen (DAS 2 000 120). Bei diesem Verfahren wurde Kalkhydrat jedoch nicht zur Entschwefelung
angewandt, sondern diente lediglich der Erzielung eines auswurffreien Erischverlaufs-ohne größere Wärmeverluste
sowie einer Steigerung des Ausbringens und einer Verringerung der Entwicklung von braunem Rauch bei einer Steigerung der
Bodenhaltbarkeit. Auch wurde gefunden, daß sich damit keine gezielte Entschwefelung erreichen läßt, vor allem nicht bei
niedrigen Schwefelgehalten.
Bei Kalkhydrat handelt es sich um ein Zusatzmittel, welches
praktisch überall in der Vielt preiswert und ohne hohe ]?rachtkostenbelastung
zur Verfügung steht. Es wird daher bevorzugt.
Als Metallschmelzen kommen Eisen-, Nickel-, Kupfer- und dgl.
Schmelzen in Betracht. * .
Das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel ermöglicht einen
gesteigerten Entschwefelungsgrad. Nach Zumischung der preisgünstigen
kalkhydrat- und kohlenstoffhaltigen !"einstäube sinkt
zugleich der spezifische Entschwefelungsmittelverbraucli in kg
jet Roheisen und je 0,01 c/o Abnahme im Schwefelgehalt des Roheisens
(α-Wert) (s. Tabelle 1).' "
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Als besonders geeignete Mischungen zur Entschwefelung von Roheisen,
die außer Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff erfindungsgemäß noch Beimischungen zur \vraoserabspaltung enthalten,
erwiesen sich Zusätze von Kalkhydrat und feinkörnigem, kohlenstoffhaltigem Material im molaren Verhältnie Ca(OH)2 2^
C von 0,1 bis 10.
Unter Calciumcarbid und Kalkstickstoff sind die handelsüblichen, technischen Produkte mit ihren Gehalten an freiem CaO,
Ov und anderen Begleitstoffen au verstehen.
Die in geringer Menge (s. !Tabelle 1) im erfindungegemäßen Entschwefelungsgemisch
enthaltenen wasserabspaltenden Zusätze führen in der Schmelze zur Ausbildung einer reduzierenden Atmosphäre
bereits vor dem Wirksamwerden des eigentlichen Entßchwefelungsmittels. Dies wird als günstig und die Entschwefelung
fördernd angesehen.
Der Chemismus der ablaufenden Vorgänge ist im einzelnen noch nicht geklärt.
Zugleich wird der Aufwand an Entschwefelungsmittel reduziert, bzw. der Entschwefelungsgrad bei gleicher Aufwandmenge verbessert.
Die erfindungsgemäßen Entschwefelungsmitte! ermöglichen das Erreichen gleichmäßig tiefer Endschwefelgehalte
von maximal 0,02 56 SE, teilweise unter 0,01 % SU* bei einem
Ausgangsschwefelgehalt von 0,04 bis 0,07 ?° S^ mit wünschenswerter
Treffsicherheit.
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Gleich gute Ergebnisse erzielt man mit den erfindungsgemäßen Mischungen bei der Entschwefelung von Perrolegierungsschmelzen,
z.B. bei Perrochrom und Ferronickel.
Die Versuche 1 bis 7 wurden im halbtechnischen Ausmaß durchs
geführt. ·
Die in Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse sind Durchschnittswerte,
die aus je sechs Entschwefelungsversuchen erhalten wurden.
Bei sämtlichen Versuchen wurden die pulverförmigen Entschwefelungsmischungen
(s. Tabelle 1) mit Hilfe von Luft als Trägergas mit feuerfest ummantelten. Blaslanzen in eine Roheisenschmelze
eingeblasen.
Ersetzt man im Beispiel 5 Ca(OH)2 durch die gleiche Menge
Kohlehydrat, z.B. Rohrzucker, so tritt praktisch der gleiche gute Entschwefelungseffekt ein. Auch die übrigen (auf Seite 3)
genannten wasserabspaltenden Zusatzstoffe sind ohne Vorbehalt
verwendbar; ihr tatsächlicher Einsatz wird sich örtlich nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten richten.
Der in der Tabelle genannte α-Wert ist·eine Kennziffer, die
den Verbrauch an Entschwefelungsmittel in kg pro t Roheisen und 0,01 % Abnahme im S^-Gehalt des Roheisens angibt.
409 82 1/04 4.4
Ε-Mittel
Ca(OH)2 Zusatz E-Grad α-Wert Ja kg EM/t 2)
1. Calciumcarbid 90 ?6 Koksstaub 10 #
2. Calciumcarbid 70 $> Koksstaub 10 %
^ 3. Calciumcarbid 60 $>
ο Koksstaub 10 #
oo 4. Calciumcarbid 70 <f
^ Petrolkoks gemSO °ß>
5 5. Calciumcarbid 70 $ >* Petrolkoks gem.15 i°
*■ 6. Kalkstickstoff 95 ?S
Koküstaub 5 ^
7. Kalkstickstoff 75 $> Koksεtaub 5 %
8. Calciumcarbid 100 % Koksstaub -
9. Calciumcarbid 80 $ Koksstaub -
15
20
20
7,0
3,7
8,0
5,4
79
74
69
76
1,55
20 | 5 | ,5 | 72 | 1 | ,37 |
30 | 5 | ,2 | 67 | 1 | ,40 |
3 | ,75 | 66 | 1 | ,50 |
1,42
1,95 S-Gehalt
0,057 0,012
0,056 0,016
0,055 0,018
0,038 0,013
0,035 0,009
0,060 0,019
1,45 0,049 0,012
Δ S 1]
0,045
0,040
0,037 0,025
0,026 0,041
7 | ,5 | 68 | 1 | ,78 | 0 | ,062 | 0 | ,020 | 0, | 042 |
VJl | ,2 | 60 | 1 | ,80 | 0 | ,048 | 0 | ,019 | 0, | 029 |
0,037
1) AS= Differenz zwischen Anfangs- (S.) und Endschwefelgehalt (StO
2) Entschwefelungsgrad E = -~—^x
CJl IS)
Claims (8)
1. Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, z.B. Roheisen,
auf Basis von Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sov/ie gegebenenfalls gasabspaltenden Stoffen, gekennzeichnet
durch einen Gehalt an einem bei der Temperatur der Metallschmelze wasserabspaltenden Stoff. '
2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt
an 2 bis 35 Gew.-^ Ca(OH)2 bzw. Kalkhydrat.
3. Mittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
Calciumcarbid 65 - 95 1° Ca(OH)2 5-35 1°. "
4. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an kohlenstoffhaltigen Zusatzstoffen, entsprechend
einem Gehalt an freiem Kohlenstoff in Höhe von 0,2 bis 20 Gew.#,
bezogen auf das Entschwefelungsgemiseh. '
■5. Mittel nach Anspruch 1, 2 oder 4,'gekennzeichnet durch
einen Gehalt an Calciumhydroxid und Kohlenstoff bzw. kohlenstoffhaltigen Stoffen im molaren Verhältnis Ca(OH)2 : C =
0,1 bis 10.
6. Mittel nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5» gekennzeichnet durch die Zusammensetzung .
■ -. . Calciumcarbid 60 - 80 ^ "
Kohlenstoff 5 ■-.20 # Ca(OH)2 5 - 35 #.
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7. Mittel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die 2usammensetzung
Calciumcarbid 72 - 78 £ Kohlenetoff 5— 7 Ji
Ca(OH)2 15-23 #.
8. Mittel nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
Kalkstickstoff 60 - 85 %
Kohlenstoff 1 - 10 + Ca(OH)2 5 - 50 i.
9· Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ge·
gehalt an 1 bis 20 Gew.-^ Kohlehydrat, bezogen auf das EntechwefelungBgemisch.
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