DE2455802C2 - Zuschlag zur Entschwefelung von Eisen - Google Patents

Description

Falls gewünscht, kann das Aluminiumoxid und Aluminium in den Zuschlag als Kugelmühlenmehl vorhanden sein.

Die Reduktionswirkung des Zuschlags ist größer, wenn der Zuschlag in einem Medium eingeblasen wird, das ein reduzierendes Gas enthält oder ganz aus einem solchen besteht Während das Einblasen einfach durch Verwendung von unter Druck stehender Luft, Stickstoff oder Argon vorgenommen werden kann, ist es bevorzugt. Propan, Erdgas oder dergleichen zu verwenden, um eine reduzierende Atmosphäre zu erzeugen.

Die verwendete Zuschlagmenge variiert in weiten Bereichen entsprechend dem vorhandenen Metalltyp, seiner Vorbehandlung, dem Schwefelgehalt und dem gewünschten endgültigen Schwefelgehalt Im Falle einer 40-t-Pfanne kann eine Zuschlagmenge mit Propan (bei eraer Verdünnung von beispielsweise 45 kg Zuschlag pro Kubikmeter Propan) mit einer Zuschlagrate von 3 bis 10 kg Zuschlag pro t zu behandelndem Metall eingeblasen werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Zum Vergleich wird beobachtet, daß dann, wenn Kalk in einer Anwendungsmenge von 20 kg/t verwendet wird, der (bei einer 40-t-Pfanne) über einen Zeitraum von 10 min eingeblasen wird, bei einem anfänglichen Schwefelgehalt von 0,020% ein schließlicher Schwefelgehalt von 0,012 bis 0,010% erhalten wird.

Beispiel 1
Ein Zuschlag wurde hergestellt aus:

Kalk	6GGew.-%
Natriumcarbonat	10Gev.-%
Flußspat	22Gew.-%
Aluminiumoxid	6 Gew.-%
Aluminiumpulver	2 Gew.-%

Beispiel 2
Eine weitere Zuschlagzusammensetzung ist folgende:

Kalk	62 Gew.-%
Flußspat	20Gew.-%
Natriumcarbonat	10Gew.-%
Aluminiumoxid	7Gew.-%
Aluminium	1 Gew.-%

Vergleichbare Resultate mit denen von Beispiel 1 wurden unter Verwendung dieser Zusammensetzung bei entsprechenden Anwendungsmengen erhalten.

Beispielsweise wurde diese Zusammensetzung in regelmäßigen Intervallen in eine Pfanne mit geschmolzenem Metall in einer Anwendungsmenge von 7 kg/t zugesetzt Der anfängliche Schwefelgehalt betrug 0,040% und der endgültige Schwefelgehalt 0,024%, so daß 0,016% Schwefel entfernt wurden.

20

Beispiel 3

Entschwefelungsversuche wurden mit folgender Zuschlagzusammensetzung vorgenommen:

25

Kalk	63Gew.-%
Flußspat	22Gew.-%
Natriumcarbonat	5 Gew.-%
Aluminiumoxid	10Gew.-%

30 wobei diese Zusammensetzung in die Pfanne in einer Menge von 5 kg/t eingeblasen wurde.
Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

35

Unter Verwendung dieser Zusammensetzung wurden folgende Versuche durchgeführt:

Versuch 1

6,25 kg dieser Zusammensetzung/t wurden in eine 40-t-Pfanne mit geschmolzenem Eisen eingeblasen. Der Zuschlag, der mittels eines Propangasstroms eingeführt wurde, wurde während eines Zeitraums von 4 min eingeblasen. Anfänglich ergab die Analyse einen Schwefelgehalt von 0,022%. Nach Beendigung des Vorganges ergab sich ein endgültiger Schwefelgehalt von 0,006%, d. h. es ergab sich eine Entfernung von 0,016% Schwefel.

Versuch 2

Anfänglicher Schwefelgehalt

Endgültiger Schwefelgehalt

i%

Versuch 1
Versuch 2

0,040
0,042

Beispiel 4

0,020
0,020

Entschwefelungsversuche wurden unter Verwendung folgender Zuschlagzusammensetzung durchgeführt:

Kalk	75Gew.-%
Flußspat	!5Gew.-%
Natriumcarbonat	5Gew.-%
Aluminiumoxid	5 Gew.-%

4,5 kg dieser Zusammensetzung/t wurden in eine 40-t-Pfanne mit geschmolzenem Eisen eingeblasen. Das Einblasen erfolgte während einer Zeit von 4 min. Der anfängliche Schwefelgehalt betrug 0,038%, während der endgültige Schwefelgehalt 0,026% ausmachte. Es wurden damit 0,012% Schwefel entfernt

Aus diesen Versuchen ergibt sich, daß sogar bei sehr viel niedrigeren Anwendungsraten die Schwefelentfernung verglichen mit der üblichen Verwendung von Kalk alleine stark verbessert ist. Die niedrigeren Anwendungsraten führen ihrerseits zu einem wesentlichen Zeitgewinn und zu geringeren Temperaturverlusten für das geschmolzene Metall.

wobei dieser Zuschlag einer 180-1-Pfanne mit Silicium/ Aluminium-beruhigtem Stahl mit 0,1% Kohlenstoff in einer Menge von 8 kg/t zugeführt wurde. Der anfängliche Schwefelgehalt betrug 0,030%, während der endgültige Schwefelgehalt 0,015% betrug.

Claims (2)

1 2 eines Entschwefelungsmittels wie Calciumcarbit in das Patentansprüche: Metall, zweitens das Eintauchen von Entschwefelungs mitteln, beispielsweise mit Magnesium getränktem

1. Reduzierender, 60 bis 80 Gew.-% Kalk enthal- Koks unter die Oberfläche des geschmolzenen Metalls tender Zuschlag zur Entschwefelung von geschmol- 5 und drittens wie m der DE-AS 15 83 256 beschrieben, zenem Eisen in einer Pfanne, wobei der Zuschlag das Einblasen von teilchenförmigen Entschwefelungszusätzlich zum Kalk noch 5 bis 10 Gew.-% Natrium- mitteln, beispielsweise Kalk, Calciumcarbit oder Calcicarbonat, 5 bis 30 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalime- umcyanamid in das Metall umfassen.

tallfiuorid oder eine Mischung hiervon, Aluminium- In der DD-PS 48 220 und GB-PS 11 70 168 sind Be-

oxid und ein metallisches Reduktionsmittel enthält, 10 handlungsverfahren von Stahlschmelzen mit exother-

dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt men Zuschlagsmischungen beschrieben. Die Verwen-

an Aluminiumoxid 5 bis 20 Gew.-% und der Gehalt dung von Kalk hat den entscheidenden Nachteil, daß

an metallischem Reduktionsmittel weniger als dem geschmolzenen Stahl zu viel Wärme entzogen wird

2 Gew-% beträgt. und Eisenverhiste auftreten. Diesen Nachteil vermeiden

2. Zuschlag nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 exotherme Zusammensetzungen. Die exothermen Zuzeichnet, daß das metallische Reduktionsmittel Alu- sammensetzungen entwickeln jedoch erhebliche unerminium oder eine Aluminiumlegierung ist wünschte und schädliche Rauchmengen. Um das iu vermeiden wird in der DE-OS 2118 918 eine nicht exother-

me Mischung aus 45 bis 65 Gewichtsteile Kalk, 25 bis 35

20 Gewichtstsüe Hußspat und 10 bis 30 Gewichtsteile Natriumcarbonat vorgeschlagen. Es hat sich jedoch ge-

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zuschlag für zeigt, daß sich diese Zuschlagszusammensetzung in der

die Behandlung von flüssigen Metallen und insbesonde- Wirkung noch verbessern läßt, insbesondere wenn für

re die Entschwefelung von flüssigen Eisenmetallen, bei- die Anwendung das Einblasverfahren verwendet wird,

spielsweiss Eisen. 25 Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der DE-

Die Anwesenheit von Schwefel in Stahl hat einen OS 21 18 918, eine verbesserte Zuschlagszusammensetnachteiligen Einfluß auf die Oberflächenqualität und zung zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Zuden Grad der Rißbildung und folglich auf den Grad des schlage vermeidet und insbesondere für die Einblastech-Flämmens und Schleif ens, das erforderlich ist, und auf nik geeignet ist

den Grad des Ausbringens beim nachfolgenden Bear- 30 Diese Aufgabe wird gelöst durch den Zuschlag ge-

beitungsverfahrea maß Patentanspruch 1.

Insbesondere auf den Gebieten des Sprödbruchs, In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausfüh-Schweißens und der Fabrikation werden die Anforde- rungsformen der Erfindung beschrieben, rungen an den Stahl immer strenger, wobei Schwefel Die Methoden bewirken die Entschwefelung des flüseine bedeutende und manchmal eine dominierende RoI- 35 sigen Eisenmetalls durch Behandlung des Rohmetalls in Ie infolge seiner Wirkung auf die Stahleigenschaften einem geeigneten Gefäß mit einem Mittel mit bekannspielen kann, ten Entschwefelungseigenschaften. Das verwendete

Die immer wachsenden Anforderungen an die Stahl- Gefäß kann beispielsweise eine Pfanne oder ein Mischqualitäten zusammen mit der sich ausweitenden Benut- gefäß sein, in dem geschmolzenes Eisen vom Hochofen zung von automatischen Herstellungsverfahren zwin- 40 vor der Verarbeitung zu Stahl gehalten wird, oder auch gen die Stahlhersteller, die Schwefelgehalte bis zu ei- eine Torpedopfanne.

nem absolutem Minimum, das ökonomisch gesehen Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wir-

noch tragbar ist, zu reduzieren. kungsvoll im Falle von Eisen und Stahl, wobei das Ge-

Mit Ausnahme des Doppelschlackenlichtbogenver- faß, in dem die Behandlung ausgeführt wird, irgendeines fahrens können Stähle mit äußerst niedrigen Schwefel- 45 der oben beschriebenen sein kann, gehalten unter 0,01% mittels konventionellen Stahlher- Vorzugsweise ist das Fluorid Flußspat Die Erfindung stellungsverfahren nicht hergestellt werden, wenn nicht wird im folgenden unter Verwendung dieses Materials ein spezielles Augenmerk darauf gerichtet wird, daß si- beschrieben. Es können jedoch auch andere Alkalimechergestellt wird, daß die chargierten Materialien einen tall- oder Erdalkalimetallfluoride verwendet werden, niedrigen Schwefelgehalt besitzen. 50 um Flußspat zu ersetzen. Beispielsweise kann der Fluß-Schwierigkeiten bei der Erreichung von Schwefelge- spat ganz oder teilweise durch Natriumfluorid ersetzt haltsvorschriften auf Grund der veränderlichen Qualitä- werden.

ten des Chargiermaterials (und insbesondere von Um das Entschwefelungsvermögen des Zuschlags zu

Stahlschrott) ergeben häufig eine zusätzliche Ofenzeit verbessern, ist es besonders günstig, daß der Zuschlag

mit einem damit verbundenen Ansteigen der Stahlher- 55 einen kleinen Anteil, typischerweise bis zu 2 Gew.-%

Stellungskosten und einer Verringerung der Produktivi- des Zuschlags eines metallischen Reduktionsmittels,

tat. beispielsweise eines leicht oxydierbaren Metalls enthält

Der wachsende kommerzielle Bedarf für Stähle mit Beispiele derartiger Materialien, die dem Zuschlag zu-

sehr niedrigen Schwefelgchalten hat zur Einführung gefügt werden können, sind Aluminium, Magnesium,

von Mitteln zur externen Entschwefelung von ge- 60 Ferrosilicium, Calciumsilicid, Calcium, Cer, Silicium

schmolzenem Eisen, d. h. durch Mittel außerhalb des oder Legierungen oder Mischungen dieser Metalle. Von

Hochofens, geführt Zufällig hat die Forderung nach ex- diesen werden Aluminium oder eine Aluminiumlegie-

terner Entschwefelung den unerwarteten Basizitätcn rung bevorzugt. Bei Verwendung hiervon wird das ge-

mit dem Ergebnis betrieben werden kann, das weniger schmolzene Metall durch das Aluminium oder ein ande-

Kalkstein und Koks verbraucht und die Eisenproduk- es res Reduktionsmittel desoxydiert und stark reduzieren-

tion vergrößert wird. de Bedingungen geschaffen. Das Zusammenwirken der

Verschiedene Methoden werden bereits zum exter- Bestandteile des Zuschlages führt zur Bildung einer

nen Entschwefeln verwendet, die erstens ein Einrühren dünnflüssigen Schlacke.