DE2252795B2 - Entschwefelungsmittel fuer metallschmelzen mit wasserabspaltendem zusatz - Google Patents
Entschwefelungsmittel fuer metallschmelzen mit wasserabspaltendem zusatzInfo
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- C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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-
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.
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)
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
Ca(OH)2
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