DE2252795B2 - Entschwefelungsmittel fuer metallschmelzen mit wasserabspaltendem zusatz - Google Patents

Entschwefelungsmittel fuer metallschmelzen mit wasserabspaltendem zusatz

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DE2252795B2 DE19722252795 DE2252795A DE2252795B2 DE 2252795 B2 DE2252795 B2 DE 2252795B2 DE 19722252795 DE19722252795 DE 19722252795 DE 2252795 A DE2252795 A DE 2252795A DE 2252795 B2 DE2252795 B2 DE 2252795B2
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Süddeutsche Kalkstickstoff-Werke AG, 8223 Trostberg
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    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
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Description

Calciumcarbid
Kohlenstoff
Ca(OH)2
8. Mittel nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
Kalkstickstoff
Kohlenstoff
Ca(OH)2
"5
65-95% 5-35%
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 Entschwcfelungsgemisch.
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=O1I bis 10.
6. Mittel nach Anspruch I, 2, 4 oder 5, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
Calciumcarbid 60—80%
Kohlenstoff 5-20%
Ca(OH)2 5-35%
7. Mittel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
35
72-78% 5- 7% 15-23%
60-85% 1-10% 5-30%
9. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1 bis 20Gew.-% Kohlehydrat, bezogen auf das Entschwefelungsgemisch.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entschwefelungsmittel für Metallschmelzen, z. B. Roheisenschmelzen auf der Basis Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sowie gegebenenfalls gasabspaltenden Stoffen.
Zahlreiche mechanische Eigenschaften der Eisenwerkstoffe werden durch höhere Schwefelgehalte im Roheisen nachteilig beeinflußt.
Um die Einhaltung der Schwefelvorschrift schwefelarmer Eisenwerkstoffe zu gewährleisten, wird Roheisen häufig einer Entschwefelungsnachbehandlung unterworfen.
Bei verschiedenen Entschwefelungsverfahren bestehen die Entschwefelungsmittel aus zwei oder mehreren festen, pulverförmigen Stoffen. Diese werden mit Hilfe does Trägergasstroms fluidisiert und in das flüssige Roheisen eingeblasea
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 Wirkung der eingeblasenen Entschwefelungsmittel erheblich begünstigt
So wird in der GB-PS 7 87 098 beschrieben, das Calciumhydroxid ein ausreichendes Entschwefelungsmittel ist, das ein Zusatz von Kalk zwar erfolgen kann, jedoch dadurch keinerlei Vorteile erreicht werden.
In der US-PS 13 35 370 wird die Verwendung von Kalkstickstoff als Entschwefelungsmittel beschrieben. Aus »Gießerei-Lexikon«, Ausgabe 1970, S. 145/146, ist es ebenfalls bekannt Calciumcarbid bei der Entschwefelung durch Einblasen in die Schmelze anzuwenden. Als besonders vorteilhafte Entschwefelungsmittel erweisen sich Gemische, die aus Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sowie Diamidkalk bestehen (vgl. DT-PS 15 83 268 und DT-PS 17 58 250).
Der Anteil an Calciumcarbonat 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 wuide nun gefunden, daß bei Metallschmelztemperatur wasserabspaltende Zusätze zu Entschwefelungsmitteln die gleichen Vorteile erbringen bzw. bei Anwesenheit von Carbonat dessen Wirkung noch verbessern.
Gegenstand der Erfindung ist ein Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen, auf Basis von Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sowie gegebenenfalls gasabspaltenden Stoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus pulverförmigem, mit Hilfe eines Trägergases in die Metallschmelze einblasbarem Calciumcarbid oder Kalkstickstoff mit einem Gehalt an einem bei der Temperatur der Metallschmelze wasserabspaltenden Stoff besteht.
Es war überraschend und hat nicht nahegelegen, daß durch die Kombination von Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff mit einem wasserabspaltenden Stoff die Entschwefelung weiter gesteigert werden kann. Das erfindungsgemäße Mittel wirkt bei reduzierenden Bedingungen und ermöglicht eine erfolgreiche und wirtschaftliche Entschwefelung, die mit keinem der bekannten Mittel möglich ist.
In den Unteransprüchen werden zweckmäßige Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Entschwefelungsmittels angegeben.
Als geeignet erwiesen sich Calciumhydroxid [Kalkhydrat, Ca(OH)2], 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 Frischen von Roheisen zu Stahl zusammen mit Sauerstoff in die Schmelze
eingeblasen (DT-AS 2000120). Bei diesem Verfahren wurde Kalkhydrat jedoch nicht zur Entschwefelung angewandt, sondern diente lediglich der Erzielung eines auswurffreien Frischverlaufs 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 Welt preiswert und ohne hohe Frachtkostenbelastung zur Verfugung steht Es wird daner 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 Feinstäube sinkt zugleich der spezifische Entschwefelungsmittelverbrauch in kg je t Roheisen und je 0,01% Abnahme im Schwefelgehalt des Roheisens (α-Wert) (s. Tabelle 1).
Als besonders geeignete Mischungen zur Entschwefelung von Roheisen, die außer Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff erfindungsgemäß noch Beimischungen zur Wasserabspaltung enthalten, erwiesen sich Zusätze von Kalkhydrat und feinkörnigem, kohlenstoffhaltigem Material im molaren Verhältnis Ca(OH)2 zu C von 0,1 bis 10.
Unter Calciumcarbid und Kalkstickstoff sind die handelsüblichen, technischen Produkte mit ihren Gehalten an freiem CaO, SiO2, AI2O3 und anderen Begleitstoffen zu verstehen.
Die in geringer Menge (s. Tabelle 1) im erfindungsgemäßen Entschwefelungsgemisch enthaltenen wasserabspaltenden Zusätze führen in der Schmelze zur Ausbildung einer reduzierenden Atmosphäre bereits vor dem Wirksamwerden des eigentlichen Entschwefe-
Tabelle 1
lungsmittels. Dies wird als günstig und die Emschwefelung 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 Entschwefelungsmittel ermöglichen das Erreichen gleichmäßig tiefer Endschwefelgehalte von maximal 0,02% Se, teilweise unter 0,01 % Sb bei einem Ausgangsschwefelgehalt von 0,04 bis 0,07% SA mit wünschenswerter Treffsicherheit
Gleich gute Ergebnisse erzielt man mit den erfindungsgemäßen Mischungen bei der Entschwefelung von Ferrolegierungsschmelzen, z. B. bei Ferrochrom und Ferronickel.
Beispiele
Die Versuche 1 bis 7 wurden im halbtechnischen Ausmaß durchgeführt.
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.
Ε-Mittel 90% Ca(OH)2 Zusatz E-Grad*) «Wert S-Gehalt Se Δ .9)
10% % kg EM/t 0,012
1. Calciumcarbid 70% _ 7,0 79 1,55 0,057 0,045
Koksstaub 10%
2. Calciumcarbid 60% 0,016
Koksstaub 10% 20 5,5 72 1,37 0,056 0,040
3. Calciumcarbid 70% 0,018
Koksstaub 30% 30 5,2 67 1,40 0.055 0,013 0,037
4. Calciumcarbid 70% _ 3,75 66 1,50 0,038 0,025
Petrolkoks gem. 15% 0,009
5. Calciumcarbid 95% 15 3,7 74 1,42 0,035 0,026
Petrolkoks gem. 5%
6. Kalkstickstoff 75% 0,019
Koksstaub 5% — 8,0 69 1,95 0,060 0,041
7. Kalkstickstoff 100% 0,020
Koksstaub — 20 7,5 68 1,78 0,062 0,019 0,042
8. Calciumcarbid 80% 5,2 60 1,80 0,048 0,029
Koksstaub — 0,012
9. Calciumcarbid Anfangs- (Sa)
Sa-Se,. tnn 		20 5,4 76 1,45 0,049 0,037
Koksstaub
']JS= Differenz zwischen
2\ Pntcfhu/rtfoliintTccrraH P ^= 		und Endschwefelgehalt (Se).
Sa

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Mittel zum Entschwefeln von Metallschmelzen, insbesondere Roheisen, auf Basis von Calciumcarbid und/oder Kalkstickstoff sowie gegebenenfalls Gas abspaltenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus pulverförmigem mit Hilfe eines Trägergases in die Metallschmelze einblasbarem Calciumcarbid oder Kalkstickstoff mit einem Gehalt an, einem bei der Temperatur der Metallschmelze Wasser abspaltenden Stoff besteht
2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2 bis 35Gew.-% Ca(OH)2 bzw. Kalkhydrat
3. Mittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
Calciumcarbid
Ca(OH)2
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