DE2507379B2 - Entschwefelungsmittel fuer eisenschmelzen - Google Patents
Entschwefelungsmittel fuer eisenschmelzenInfo
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Description
Na2O(Gew.-%) + K,O(Gew.-%)
SiO2 (Gew.-%) + AI2O3 (Gcw.-%)
von mindestens 2.
5. Entschwefelungsniittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt von
bis zu 95% Soda.
6. Entschwefelungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 45 bis
85 Gew.-% des bei der Verhüttung von Manganer/ und/oder Chromerz angefallenen Staubes und 2 bis
25 Gew.-% eines Zements und 3 bis 30 Gcw.-% Wasser besteht.
7. Enlschwefelungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 5 bis 94 Gcw.-%
des bei der Verhüttung von Manganerz und/oder Chromer/ angefallenen Staubes, I bis 40 Ge\v.-%
kalziniertem Natriumkarbonat, 2 bis 25 Gew.-% eines Zements und 3 bis 30 Gew.-% Wasser besieht.
Die Erfindung betrifft die Entschwefelung von Eisenschmelzen.
Es ist bekannt. Alkaliverbindungen wie kalzinierte Soda- oder Natriumhydroxide und Erzalkalimetalle wie
Magnesium oder deren Verbindungen, wie Kalziiimcyanamid
oder Kalziumcarbid zum Entschwefeln von Eisenschmelzen zu verwenden. Dabei wird das Entschwefelungsniittel
in eine Pfanne gegeben, und die Eisenschmelze wird in die Pfanne gegossen, wobei man
zur besseren Vermischung die Pfanne schütteln kann, oder das Entschwefelungsmittel wird zusammen mit der
Eisenschmelze zur besseren Vermischung gerührt. Bekannt ist auch eine Verfahrensweise, bei der das
Entschwefelungsmittcl mit einem Inertgas in die Einschmelze eingeblascn wird.
Kalzinierte Soda ist aus preislichen Gründen ein bevorzugtes Entschwefelungsmittel für Eisenschmelzen.
Aber die Entschwefelung von Eisenschmclzen mit kalzinierter Soda ist nicht immer gleich wirksam und
besonders bei Eiscnschmelzen mit relativ niedrigem Schwefelgehalt sind die erziehen Ergebnisse unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirksames und billiges Enischwel'elungsmiliel für Eisenschmclzcn aufzuzeigen.
Die Erfindung wird in den Patentansprüchen beschrieben.
Wahrend bisher der bei der Verhüttung von Manganerzen oder Chromerzen entstandene Staub als
Abfall verworfen wurde, kann dieser Abfallstaub nunmehr nutzbringend zum Einschwefeln von Eisenschmelzen
eingesetzt werden.
Zur Ergänzung des Alkaligchalts kann man den *nis
der Verhüttung von Mangan- oder Chromerzen erhaltenen Staub zusammen mit kalzinierter Soda
verwenden. Durch die Zugabe des genannten Staubes zu kalzinierte·1· Soda wird die Wirkung der Entschwefelung
erhöht und gleichzeitig die Fließbarkeil der Eisenschlacke verbessert. Um ein Stauben des als
Entschwefelungsmittels verwendeten Staubes zu vermeiden, kann man diesen mit CaO enthaltendem
Zement als Hauptkomponente und Wasser zur Härtung des Zementes vermischen.
Als Zement ist beispielsweise Portlandzement geeignet. Er wirkt dicht nur als Bindemittel, sondern das darin
enthaltene CaO wirkt die Überführung des während der Entschwefelung gebildeten Na2S in CaS, das wesentlich
stabiler als Na2S ist, so daß verhindert wird, daß der Schwefel durch Zersetzung wieder in die Eisenschmclze
eingeführt wird. Der Zement wird in einer Menge von ungefähr 2 bis 25 Gew.-% verwendet. Unterhalb
ungefähr 2 Gew.-% liegt eine nicht befriedigende Bindewirkung vor. Oberhalb etwa 25 Gcw.-% wird die
Fließfähigkeit der Schlacke gestört und der Kontakt zwischen dem Entschwefelungsmittcl und der Eiscnschmelzc
schlecht, so daß insgesamt eine unbefriedigende Entschwefelung stattfindet.
Durch das gleichzeitig mit dem Zemcnl zugegebene Wasser wird dieser gehärtet. Außerdem bildet sich
Wasserdampf, der sich bei Kontakt mit der Eisenschmclzc in Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt. Diese
Zersetzung erfolgt sehr lebhaft und bewirkt eine Durchmischung der Eisenschmelze und eine Erhöhung
des Kontaktes des Entschwefelungsmittels mit der Eisenschmelze, so daß dadurch insgesamt die Entschwefelung
verbessert wird. Wasser wird in einer Menge von ungefähr 3 bis 30 Gew.-% zugegeben und bei Mengen
von weniger als ungefähr 3 Gcw.-% verdampft der gebildete Wasserdampf fast vollständig und bei
Wassermengen oberhalb etwa 30 Gcw.-% verläuft die Reaktion zu lebhaft, so daß Explosionsgefahr oder
zumindest die Gefahr, daß die Eisenschmclze verspritzt, besteht. Deshalb sind Mengen außerhalb des angegebenen
Bereiches nicht geeignet.
Die als Entschwefelungsmittel verwendeten Stäube aus der Manganerz- oder Chromerz-Verhüttung fallen
bei der Herstellung von metallischem Mangan, Ferromangan. Siliciummangan oder Fcrrochrom u. dgl. an. Sie
werden in vielen Fällen bereits in Staubsammlern aufgefangen und können also solche verwendet werden.
Ein bei der Verhüttung von Manganerz anfallender Staub enthält beispielsweise ungefähr 2 bis 20 Gew.-%
Na2O. ungefähr 5 bis 50 Gew.-0/» K2O, ungefähr 20 bis 40
Gew.-°/(i MnO, ungefähr 5 bis 30 Gcw.-% CaO, ungefähr
3 bis 20 Gew.-% SiO2, ungefähr 3 bis IO Gew.-% C und
nicht mehr als ungefähr jeweils r) Gew.-% von AI2O1,
Fe2Oi und CaF2. Ein bei der Verhüttung von Chromerz
anfallender Stoff einhält ungefähr 3 bis 25 Gew.-"/»
Νίΐ..(), ungefähr 4 bis 40 (icw.-% K.»(), ungefähr 4 bis I 5
Gew.-% CaO, ungefähr 5 bis JO Gew.-% SiO... nicht mehr als ungefähr 5 Gew.-% Cr2O1 und nicht mehr als
jeweils ungefähr 5 Gew.-% von C, AI2Oj, Fe2Oi und
CaFj. Da diese Stäube niedrigsehmelzcndc Schlacken mit Schmelzpunkten von weniger als etwa 1000"C
bilden und aufgrund ihres Alkaligehaltes sind sie gemäß der Erfindung zum Entschwefeln von Eisenschmclzen
geeignet. Bei niedrigem Alkaligehalt bewirken CaO. MnO, SiO2, FeO, AIjOi und CaF. eine gute Fließbarkeil
der Schlacke und bei Kombination mit kalzinierter Soda wird deren Wirksamkeil zum Entschwefeln verbessert.
Sofern die Komponenten des zum Entschwefeln von Eisenschmelzen verwendeten Staubs aus der Manganoder
Chromerz-Verhüttung basisch sind, kann der Staub allein als Entschwefelungsmittel verwendet v/crdcn.
Bevorzugt besitzt der Staub jedoch einen Basizitätsfaktor
von mindesten:·, 2, wobei sich der Basizitätsfaktor errechnet aus
Na2 OJ%) +
"SiC)2"(%Tf
K2O(0Zo)
Liegt der Basizitätsfaktor unterhalb 2, so wird der Staub vorzugsweise zusammen mit kalzinierter Soda
eingesetzt.
Ein bevorzugtes Mischverhältnis für die zu verwendenden Stäube zu kalzinierter Soda betragt ungefähr 5
bis 99% Staub und ungefähr 95 bis l"/o Soda. Im
Hinblick auf die Tatsache, daß die Anteile des Zements und des Wassers für die Granulatbildung ungefähr 2 bis
25% bzw. 3 bis 30% betragen, beträgt der Anteil an Staub in der Mischung mit Zement in Wasser ungefähr
45 bis 95%, und beim Vermischen mit kalzinierter Soda ungefähr 5 bis 94%, wobei die Prozente auf das Gewicht
bezogen sind.
Den erfindungsgemäß zu verwendenden Entschwefelungsmittel
können übliche Zusatzstoffe zugegeben, beispielsweise Hamrncrschlag bzw. Zunder, rotes
Eisenoxid, Eisenerzpulver oder andere Eisenoxide oder Kalziumfluorid, Mangnesiumfluorid, Lithiumfluorid
oder Natriumfluorid.
In den Beispielen sind alle Teile, Prozente und Verhältnisse, wenn nicht anders angegeben, auf das
Gewicht bezogen.
Eine Mischung aus 50 Gew.-% Staub aus der Ferromanganproduktion (enthaltend 15 Gcw.-% Na/),
48 Gew.-% K2O, 4 Gew.-% CaO, IO Gcw.-% SiO2, 3
Gew.-% AI2Oi, 15 Gcw.-% MnO und als Rest C und F)
Lind 50 Gew.-% aus der Fcrrochromprodiiktion (enthaltend IO Gew.-% Na2O. 40 Gew.-% K>0, 8
Cicw.-»/.) CaO, 20 Gew.-% SiO2. 4 Gcw.-% AI2O1, 8
Gew.-% C, 4 Gew.-% CnO1 und als Rest Fe2O, und F)
wird mit einer Lanze mittels Stickstoff in eine Eisenschmelzc mit einem S-Gehaii von 0,051%
geblasen. Die Menge an Pulver beträgt 4 kg/i '< Eisenschmelzc. Der S-Gehalt der Eisenschmelze nach
dieser Entschwefelung beträgt 0,015%; der Entschwefolungsgrad
liegt somit bei 70,4%.
in Eine Mischung aus 40 Gew.-% Staub aus der
Ferromanganproduktion (enthaltend 5 Gew.-% Na2O, 23 Gew.-% K2O, 15 Gew.-% SiO2, 2 Gcw.-% Al2Oi, 3
Ge.v.-% Fe2Oi, 18 Gew.-% MnO, 5 Gcw.-% CaO, 6
Gew.% C und als Rest CO2 und F) und 60 Gew.-%
Γι kalzinierter Soda wird in eine Eisenschmelze mit einem
S-Gehall von 0,046% zusammen mit Stickstoffgas unter
Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel I geblasen. Die Menge an Pulvermischling beträgt 4 kg/t
Eisenschmelze. Der S-Gehalt der Eisenschmelzc nach
-'Ii der Entschwefelung beträgt 0,013%; somit beträgt der
Entschwefelungsgrad 71,7%.
Eine Mischung aus 87 Gew.-% der in Beispiel 1 _>-j verwendeten Staubmischung, 6 Gew.-% Portlandzement
und 7 Gew.-% Wasser wird zu Granulaten von 25 mm χ 25 mm χ 15 mm verpreßt. Dieses Enischwcfelungsmitte1
wird in eine Pfanne in einer Menge von 5 kg/t Eisenschmelze gegeben, und die Eisenschmelze
in wird in die Pfanne gegossen. Der Schwefelgehalt der
Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,055% auf 0,028%. Der Entschwefelungsgrad ist 49,1%.
i-> Eine Mischung aus 25 Gcw.-% Staub aus der F'errochromproduktion, wie er in Beispiel 2 verwendet
wurde, 55 Gew.-% kalzinierter Soda, 10 Gew.-% Portlandzement und 10 Gew.-% Wasser wird zu
Teilchen gleicher Größe wie in Beispiel 3, granuliert.
κι Dieses Entschwefelungsmittcl wird in eine Pfanne in
einer Menge von 5 kg/t Eisenschmelzc gegeben, und die Eisenschmelze wird in die Pfanne gegossen. Der
S-Gchalt der Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,051% auf 0,025%. Der Entschwefelungsgrad beträgt 51,8%.
π Zum Vergleich wird kalzinierter Soda zusammen mit
Stickstoffgas in eine Eisenschmelze in einer Menge von 4 kg/t Eisenschmelze eingeblasen. Der S-Gehalt der
Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,049% auf 0,023%. Der Enlschwefclungsgrad beträgt 52,2%.
-,(ι Zum weiteren Vergleich werden 5 kg geschmolzene
kalzinierte Soda in eine Pfanne pro Tonne Eisenschmelzc gegeben und dann wird die Eisenschmelze in die
Pfanne gegossen. Der S-Gehalt Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,048% auf 0,029%. Somit beträgt der
->-> Entschwefelungsgrad 38,5%.
Claims (4)
- Patentansprüche:!. Verwendung von Staub, der bei der Verhüttung von Mangan- oder Chrcmerzen anfällt, als Entschwefelungsmittel für Eisenschmelzen.
- 2. Verwendung von Staub, der bei der Verhüllung von Manganerzen anfällt, bestehend aus 2 bis 20 Gew.-% Na2O, 5 bis 50 Gew.-% K2O, 20 bis 40 Gew.-% MnO, 5 bis 30 Gew.-% CaO, 3 bis 20 Gew.-% SiOi, 3 bis 10 Gcw.-% C und nicht mehr als jeweils 5 Gew.-% AI2Oj, Fe2Oi und CaT2 für den Zweck nach Anspruch 1.
- 3. Verwendung von Staub, der bei der Verhüttung von Chromerz anfällt, bestehend aus 3 bis 25 Gew.-% Na2O, 4 bis 50 Gew.-c/o K2O, 4 bis 15 Gew.-% CaO, 5 bis 30 Gew.-% SiO2, nicht mehr als 5 Gew.-% Cr2Oj und nicht mehr als jeweils 5 Gew.-% C, AI2Oj, Fe2Oj und CaF2 für den Zweck nach Anspruch 1.
- 4. Entschwefelungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Basizitätsfaktor
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