DE2507379B2 - Entschwefelungsmittel fuer eisenschmelzen - Google Patents

Entschwefelungsmittel fuer eisenschmelzen

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DE2507379B2 DE19752507379 DE2507379A DE2507379B2 DE 2507379 B2 DE2507379 B2 DE 2507379B2 DE 19752507379 DE19752507379 DE 19752507379 DE 2507379 A DE2507379 A DE 2507379A DE 2507379 B2 DE2507379 B2 DE 2507379B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02Dephosphorising or desulfurising

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

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.
Beispiel I
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%.
Beispiel 2
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%.
Beispiel 3
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%.
Beispiel 4
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)

  1. Patentansprüche:
    !. Verwendung von Staub, der bei der Verhüttung von Mangan- oder Chrcmerzen anfällt, als Entschwefelungsmittel für Eisenschmelzen.
  2. 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. 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. 4. Entschwefelungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Basizitätsfaktor
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