DE2601905C2 - Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem ChromgehaltInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt, bei welchem
chromoxidrelche Schlacken durch Schmelzen von Chromerzen unter Zusatz von Kaik hergestellt werden
und Cr aus den chromreichen Schlacken durch Sllizlum-Eisen-Chromleglerungen
reduziert wird.
Durch die DH-AS 18 09 401 ist ein Verfahren zur Herstellung
einer Eisenlegierung bekannt, bei welchem Kalk dem Ausgangsmatsrial zugegeben wird, die erhaltene
Mischung in einem elektrischen Ofen geschmolzen und Fe-Cr-Si als Reduktionsmittel der Mischung in einer
Menge zugegeben wird, die für die Reduktion des Erzes
ausreicht. Bei diesem einstufigen Verfahren ist die Konzentration an CrO1 In der Schlacke, die mit der Metallphase
mit einem Chronigehalt von 20 bis 50% erzeugt wird, sehr niedrig. Der Chronigehalt dieser Legierung
beträgt etwa 20 bis 50v
Außerdem Ist bekannt (Borowskl, Maatsch, Siebert,
Techn. Mltt. Krupp, Forschungsbericht Bd. 21, Nr. 4
(1963), S. 123 bis 127), daß zur Erhöhung des Anteils an Chromoxid In einer sekundären Schlacke mit einem
Reduktionsmittelüberschuß gearbeitet werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Eisenlegierung mit hohem
Chromgehalt mit Insgesamt nicht weniger als 90% Elsen
und Chrom und einem Cr/Fe-Gewichtsverhältnis von nicht weniger als 4,0 gewonnen werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Chromerz mit einem Cr/Fe-Gewichtsverhältnis
von nicht weniger als 1,6 eingesetzt wird, daß das Verfahren in zwei Verfahrensstufen durchgeführt
wird, daß das Reduktionsmittel für die Reduktion der ersten Schlacke in einer solchen Menge zugesetzt
wird, daß der Siliziumgehalt dem 0,2- bis 0,8fachen der
ίο theoretischen Menge entspricht und daß das Reduktionsmittel
für die Reduktion der zweiten Schlacke in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß der Siliziumgehalt
dem 0,5- bis 0,9fachen der theoretischen Menge entspricht. Damit wird die Herstellung einer Chrom/Eisen-
Ji Legierung mit hohem Chromgehalt direkt aus einem
Chromerz unter Anwendung einer Schmelzreduktionsmethode geschaffen.
Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sind In den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig.* ein Füeßbiid, welches das Grundverfahren
gemäß vorliegender Erfindung erläutert.
Fig.2 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Menge an slliciumhaltigem Reduktionsmittel, das der primären Schlacke zugesetzt wird, und dem Cr/Fe-Verhältnls In der anschließend erzeugten sekundären Schlacxe zeigt.
Fig. 3 ein Fließbild, welches das Verfahren zur Erzeu-
Fig.2 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Menge an slliciumhaltigem Reduktionsmittel, das der primären Schlacke zugesetzt wird, und dem Cr/Fe-Verhältnls In der anschließend erzeugten sekundären Schlacxe zeigt.
Fig. 3 ein Fließbild, welches das Verfahren zur Erzeu-
gung von Silikonchrom aus der tertiären Schlacke gemäß vorliegender Erfindung wiedergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im wesentlichen in der Weise durchgeführt, daß ein Chromerz als
Ausgangsmaterial in der Schmelze reduziert wird, belspielsweise mittels eines elektrischen Ofens. Im Gegensatz
zu dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von metallischem Chrom entfällt die Notwendigkeit, das
Rohmaterial zuvor in Chromoxyd oder Chrcmsulfat umzuwandeln, vielmehr kaan das Chromerz direkt in
nlcht-veränderter Form zur Durchführung der Reduktion
eingesetzt werden. Da das Schmelzen des Erzes In einem elektrischen Ofen erfolgt, ist eine großtechnische Produktion
möglich. Das Verfahren arbeitet daher sehr wirtschaftlich. Die nach diesem Verfahren erzeugte
■»5 Eisenlegierung Ist wie metallisches Chrom frei von
Verunreinigungen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Flg. 1 näher beschrieben, welche das erfindungsgemäße
Grundverfahren erläutert. Als erste Stufe wird ein Chromerz, das Chrom und Elsen mit einem
Gewichtsverhältnis von nicht weniger als 1,6 enthält, mit gebranntem Kalk vermischt, worauf die Mischung durch
Einwirkenlassen von Wärme zur Gewinnung einer primären Schlacke geschmolzen wird. Man kann erflndungsgemäß
jedes Chromerz verwenden, sofern es den vorstehend beschriebenen Anforderungen genügt, d. h.,
daß die Chrom- und Elsengehalte ein Cr/Fe-Gewlchtsverhältnis
von nicht weniger als 1,6 aufweisen müssen. Das Gewichtsverhältnis der Chrom- und Elsengehalte
übersteigt in den meisten Fällen nicht den Wert von 4,0. Es gibt einige wenige Chromerzsorten, die ein größeres
Cr/Fe-Verhältnls als 4,0 aufweisen. Das Mischungsverhältnis von gebranntem Kalk zu Chromerz Hegt In
zweckmäßiger Welse zwischen 0,5 und 1 Gewichtstell des gebrannten Kalks zu 1 Gewichtstell des Chromerzes.
Das Schmelzen der Mischung wird Im allgemeinen In einem elektrischen Ofen durchgeführt. Dann wird ein
slllclumhaltlges Reduktionsmittel der erhaltenen
geschmolzenen primären Schlacke zugesetzt. Da ein gründliches Rühren der Schlacke für eine gleichmäßige
Verteilung des Reduktionsmittels notwendig Ist, Ist es zweckmäßig, das Reduktionsmittel zuzusetzen, nachdem
die geschmolzene primäre Schlacke von dem elektrischen Ofen In eine Pfanne oder ein anderes Gefäß überführt
worden Ist, das ein Rühren der Schlacke ermöglicht. Die auf diese Weise durchgeführte Reduktion ist exotherm,
so daß die Möglichkeit einer Korrosion der Pfanne besteht. Um diese Möglichkeit auszuschließen, 1st es vorzuziehen,
das Reduktionsmittel stückweise in verschiedenen Fraktionen der geschmolzenen Schlacke zuzusetzen,
während die letztere kontinuierlich gerührt wird. Die Reaktionstemperatur wird in diesem Falle in zweckmäßiger
Welse so hoch wie möglich oberhalb der unteren Grenze von 1600" C im Hinblick daraufgehalten, daß die
anschließend erzeugte sekundäre Schlacke In der sich anschließenden Stufe einer weiteren Reduktion unterzogen
wird. Das Rühren kann durch Schütteln der Schlacke durchgeführt werden. Wirksam ist eine Methode, bei
deren Durchführung ein Rühren und Vermischen dadurch erzielt wird, daß ein gegebenes geschmolzenes
Material abwechselnd zwischen zwei Pfannen h'n- und hertransportiert wird (vgl. die US-PS 33 34 884). Als slllclumhaltiges
Reduktionsmittel, das der Schlacke zügesetzt wird, seien metallisches Silicium, Stlikochrom, Ferrosllikochrom
mit einem Elsengehalt von weniger als 25%, Ferrosilicium mit einem Eisengehalt von vorzugsweise
weniger als 20% oder Sllikochrom erwähnt, das bei der Reduktion der tertiären Schlacke in der nachfolgend
beschriebenen Weise erhalten wird. Natürlich können diese Siliciumverbindungen erforderlichenfalls in Kombination
verwendet werden. Es existiert eine Gleichgewichtsbeziehung zwischen der Meiallphase, die das reduzierte
Chrom enthält, und dem Chromoxyd, das In der Schlacke vorliegt, die als Folge der Reduktionsreaktion
erzeugt wird. Es ist daher notwendig, den Chromgehalt In der Metallphase sowie die Chromkonzentration In der
sekundären Schlacke zu erhöhen, damit die Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt, die eventuell als Produkt
erhalten wird, insgesamt nicht weniger als 90 Gew.-%
Chrom und Elsen sowie ein Cr/Fe-Gewlchtsverhältnls
von nicht weniger als 4,0 aufweist. Wird für diesen Zweck ein Ferrosillkochrom-Reduktlonsmittel verwendet,
welches Elsen enthält, dann Ist es zweckmäßig, das Cr/Fe-Verhäitnls der Komponenten dieses Reduktionsmittels
so hoch wie möglich zu halten Wird Ferroslllclum für den gleichen Zweck verwendet, dann ist es
zweckmäßig, einen Elsengehalt einzuhalten, der so niedrig wie möglich Ist.
Die Menge des zuzusetzerden sillclumhaltlgen Reduktionsmittels
liegt zwischen dem 0,2- und 0,8fachen der theoretischen Menge, die erforderlich Ist, damit das vorliegende
Silicium das Elsenoxyd und das Chromoxyd in die jeweiligen Metalls gemäß den folgenden Glelchungen:
2FeO+ Sl - 2Fe+ SIOj
umwandelt
Erreicht der Slllclumgehalt des sillclumhaltlgen
Reduktionsmittels nicht die untere Grenze der 0,2fachen theoretischen Menge, wie sie vorstehend beschrieben
worden ist, dann übersteigt das Cr/Fe-Gewlchtsverhältnls in der sekundären Schlacke, die nachfolgend erhalten , $
wird, nicht den Wert von 5,0, so daß es unmöglich Ist, '
die erfindungsgemäß herzustellende Elsenlegierung mit
hohem Chromgehalt zu ernugen. Das Cr/Fe-Gewlchtsverhältnis
nimmt mit zunehmender Menge des zugesetzten Siliciums zu.
Diese Zunahme des Cr/Fe-Verhältnisses ist im
wesentlichen auf das 0,8fache der theoretischen Meng2 begrenzt. Oberhalb dieses Wertes läßt sich praktisch
keine Zunahme erreichen. Die Zugabe des Reduktionsmittels In einer Menge oberhalb dieser oberen Grenze ist
unzweckmäßig, da der Überschuß an Reduktionsmittel nur dazu dient, die Metailphase (als Nebenprodukt
erzeugtes Metall) allein ohne irgendeinen Vorteil zu erhöhen, so daß folglich der Chromoxydgehalt der
sekundären Schlacke vermindert wird. Die Fig. 2 ist sine graphische Darstellung, welche das Cr/Fe-Verhältnls in
der sekundären Schlacke als Funktion der zugesetzten Menge des Reduktionsmittels zeigt. In dieser graphischen
Darstellung ist auf der vertikalen Achse das Cr/Fe-Gewichtsverhältnis in der sekundären Schlacke
und auf der horizontalen Achse das Verhältnis der Menge an tatsächlich zugesetztem Silicium in Form von
Reduktionsmittel zu der theoretischen Menge an Silicium aufgetragen, die für eine gründliche Reduktion der
Chrom- und Eisenkomponenten In der · i;hlacke erforderlich 1st. In dieser graphischen Darstellung ribt die Kurve
1 die Werte wieder, die unter Einsatz eines Roherzes erhalten werden, dessen Cr/Fe-Gewichtsverhältnis 4,0
beträgt, während die Kurve 2 die Werte zeigt, die unter Einsatz e'fies Roherzes erhalten werden, das ein Cr/Fe-Gewichtsverhältnis
von 1,6 aufweist. Das Cr/Fe-Verhältnis in der sekundären Schlacke schwankt mit dem
Cr/Fe-Verhältnis in dem Roherz sogar dann, wenn die Menge des zugesetzten Siliciums unverändert bleibt. Die
durch die Flg. 2 gezeigten Werte zeigen, daß das verwendete Chromerz den erfindungsgemäßen Bedingungen
insofern genügt, als das Cr/Fe-Gewichtsverhältnis In einen Bereich zwischen 1,6 und 4,0 fällt. Beträgt das
Cr/Fe-Verhältnis des Chromerzes 4,0, dann muß die in Form des Reduktionsmittels zugesetzte Menge an Silicium
nur die untere Grenze, und zwar das 0,2fache der theoretischen Menge, erreichen, damit die sekundäre
Schlacke ein Cr/Fe-Verhältnls von 5,0 aufweist. Es ist
natürlich notwendig, die Slliclummenge zu erhöhen, die
bezüglich der theoretischen Menge proportional mit abnehmendem Cr/Fe-Verhältnls des Chromerzes zugesetzt
wird. Wird das Reaktionssystem nach Beendigung der Reaktion ruhen gelassen, dann bildet sich eine
sekundäre Schlackenphase In dem oberen Teil und eine
Metallphase In dem unteren Teil. Die Metallphase ist ein
als Nebenprodukt erzeugtes Metall mit einem Chromgehalt von 20 bis 65% und enthält den größeren Teil der
Verunreinigungen, wie P, Nl und Co, während die sekundäre Schlackenphase ein Cr/Fe-Verhältnis von
nicht weniger als 5,0 aufweist. Die zwei Phasen werden daher voneinander getrennt, so daß das als Nebenprodukt
erzeugte Metall In ntcht-modlfizierter Form als Ferrochron.
mit geringem Kohlenstoffgehalt auf den Markt gebracht werden kann. Anschließend wird die sekundäre
Schlacke durch Behandlung mit metallischen» Silicium
oder Siliciumcarbid oder Sllikochrom, das Im wesentlichen kein Elsen enthält, wobei diese Bestandteile entweder
unabhängig vonelnader oder In Kombination In Form einer Mischung eingesetzt werden, reduziert. Von diesen
sillclumhaltlgen Verbindungen kann man Sllikochrom In
vorteilhafter Welse verwenden, da das SH.Ikochrom verwendet werden kann, das als Nebenprodukt aus der tertiären Schlacke erhalten wird, die nachfolgend näher
beschrieben wird. Nähert sich die zugesetzte Menge des
Reduktionsmittels der theoretischen Menge, dann gelangt ein Teil des zugesetzten Siliciums In die Metall-
* phase und verschlechtert den Wert der erfindungsgemaß
herzustellenden Legierung. Ist die Menge zu gering, dann nimmt die Chrommenge, die In die tertiäre Schlackenphase
gelangt. Übermäßig zu. Vorzugswelse wird daher
das Reduktionsmittel In einer Menge zugesetzt, die zwischen
dem 0,5- und 0,9fachen der theoretischen Menge, berechnet als Silicium, schwankt.
Wahrend dieser Reduktion wird das Reaktionssystem
in zweckmäßiger Welse gründlich gerührt. Indem das zu
behandelnde System In der vorstehend beschriebenen Welse zwischen zwei Pfannen hin- und hertransportiert
wird. Die Reduktion soll bei Temperaturen zwischen
1750 und 2050° C durchgeführt werden. Da es sich um eine exotherme Reaktion handelt, erfolgt die Reduktion
unter Freisetzung einer großen Wärmemenge, es sei denn, daß als Reduktionsmittel Siliciumcarbid verwendet
wird. Um die Pfannen vor einer möglichen Beschädigung zu schützen und eine sichere Betriebswelse zu gewährleisten.
Ist es zweckmäßig, das Reduktionsmittel stückweise In verschiedenen Fraktionen dem Reaktionssystem
zuzusetzen. Das Reduktionsmittel, welches zur Durchführung dieser Reduktion eingesetzt wird, besitzt Im allgemeinen
ein geringes spezifisches Gewicht und neigt folglich zu einem Schwimmen auf der Oberfläche der
Schlacke. Um eine gleichmäßige Verteilung zu erzielen, wird daher jede Fraktion des Reduktionsmittels in der
Welse In die Schlacke eingebracht, daß diese Fraktion
gleichzeitig mit dem Schlackenstrom fließt, der von einer Pfanne In die andere geleitet wird, so daß es die Schlacke
gleichmäßig während einer bestimmten Zeltspanne kontaktlen
und nicht nur an einer Stelle berührt. Besteht das Reduktionsmittel aus Siliciumcarbid, dann ist die während
der Reaktion freigesetzte Wärmemenge ziemlich gering, so daß die Temperatur des Reaktionssystems
fällt, was die Möglichkeit einschließt, daß die Reaktion
nicht in ausreichendem Maße abläuft. In diesem Falle Ist dafür zu sorgen, daß Wärme dem Reaktionssystem von
außen zugeführt wird, ist die Reaktion beendet, dsnr·
liegt eine tertiäre Schlackenphase In dem oberen Teil und
eine Meiallphase in dem unteren Teil vor.
Die auf diese Welse erhaltene Metallphase weist insgesamt
nicht weniger als 90% Chrom und Elsen auf, während das Cr/Fe-Gewjchtsverhältnis nicht weniger als 4.0
beträgt. währenJ sich der Rest aus nicht mehr als 10%
Kohlenstoff und Silicium plus Spurenmengen zusammensetzt. Wird Siliciumcarbid als Reduktionsmittel für
die sekundäre Schlacke verwendet, dann kann der Kohlenstoffgehalt In der Metallphase ein Maximum von etwa
10% erreichen. Wird ein anderes slllciumhaltiges Reduktionsmittel
verwendet, dann besitzt die Metallphase einen geringen Kohlenstoffgehalt und besteht Im wesentlichen
vollständig aus Chrom und Eisen mit Ausnahme einer Spur an Verunreinigungen. Die Verunreinigungen
schwanken in Abhängigkeit von dem Roherz und der jeweils eingesetzten Art des gebrannten Kalks sowie
anderer verwendeter Rohmaterialien und bestehen im allgemeinen aus nicht mehr als \% Sl, weniger als
0.015V P. weniger als 0,015% S. weniger als 0,060% NM,
weniger als 0.020% Co etc. Insbesondere dann, wenn die sekundäre Schlacke erhalten wird, gelangt die Hauptmenge
der Elemente, die edler sind als Chrom, reduktiv in die als Nebenprodukt erzeugte Metallphase und wird
daher volumenmäßig stark verringert. Daher ist die Reinheit vergleichbar mit derjenigen von metallischem
Chrom und wesentlich höher als diejenige eines Ferrochroms, das nach dem herkömmlichen Siiicidverfahren
erzeugt wird. Es besteht seit langem die Vorstellung, ein
Erz derart an seinen Verunreinigungen abzurelchern, daß die Verunreinigungen zuvor reduziert werden. Die auf
diesem Gedanken basierende Methode vermag nicht in ausreichendem Maße derartige Verunreinigungen zu entfernen,
da sie nur eine theoretische Reduktion der Vers
unrelnlgungen ermöglicht. Die Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die Entfernung von Verunreinigungen unter Einsatz eines slliclumhaltlgen Reduktionsmittels
durchgeführt wird, wobei eine beträchtliche Menge an
SlOj in der sekundären Schlacke erzeugt wird, so daß die
Fluldltät der Schlacke verbessert wird.
Die tertiäre Schlacke enthalt ungefähr 6 bis 11%
Chromoxyd und weist ein Cr/Fe-Gewlchtsverhältnis von
nicht weniger als 5,0, In ähnlicher Welse wie es welter
oben erwähnt worden Ist, auf. Da die Metallphase einen
hohen Chromgehall aufweist. Ist es unvermeidbar, daß
das In der Schlacke vorliegende Chromoxyd, das In einer
Glelchgewlchtsbezlehung zu dem Chromgehalt steht, In
einem gewissen Ausmaße In die Metallphase gelangt. Wirtschaftlich Ist eine Wiedergewinnung dieses Chroms
von Beucuiuüg. Durch eine effiziente Wiedergewinnung
dieses Chroms kann man ein Slllkochrom erhalten, das Im wesentlichen frei von Elsen Ist und ein marktfähiges
Produkt darstellt.
Der technische Wert der Erfindung kann dadurch erhöht werden, daß dieses Slllkochrom erneut dem erflndungsgemaßen
Verfahren zugeführt wird.
Die erfindungsgemäße Phase, welche die Ausnutzung
der tertiären Schlacke betrifft, wird nachfolgend unter Bezug.>ahme auf die Flg. 3 beschrieben.
In diesem Fließdiagramm lsi der Teil des Verfahrens,
der aus der Behandlung der Rohmaterialien, der Bildung der primären Schlacke, der Reduktion der primären
Schlacke, des Auftretens von sls Nebenprodukt erzeugtem Metall, der Bildung von sekundärer Schlacke und
der Erzeugung von tertiärer Schlacke sowie Elsenlegierung mit hohem Chromgehalt als Produkt besteht, vollständig
der gleiche wie die durch Fig. 1 erläuterte Methode. Wie aus dem Flleßdlagramm von Fig. 3 hervorgeht,
wird der tertiären Schlacke metallisches Silicium einer Menge zugesetzt, die über der theoretischen Menge
Hegt, die für die Reduktion erforderlich Ist. Diese Menge
an metallischem Silicium entspricht dem 2- oder mehrfachen und vorzugsweise dem 3fachen der theoretischen
Menge, die für die Reduktion der Oxyde von Chrom und Eisen In die jeweiligen Metalle erforderlich Ist. Wird das
metallische Silicium der tertiären Schlacke zugesetzt, dann muß die Schlacke im wesentlichen in der gleichen
Weise gerührt werden wie es dann der Fall Ist, wenn das Reduktionsmittel während der vorangehenden Stufe
zugesetzt wird. In diesem Falle muß das Reaktionssystem bei Temperaturen oberhalb 1550° C gehalten werden.
Läßt man das Reaktionssystem nach Beendigung ruhen, dann bildet sich eine Abfallschlackenphase in
dem oberen Teil und eine Sllikochrom-Metallphase in dem unteren Teil. Wird das metallische Silicium in
einem großen Überschuß zugesetzt, dann enthalt die Abfallschlacke praktisch kein Chrom und Elsen. Die
andere Metallphase besteht aus Sllikochrom und enthält
im wesentlichen kein Eisen. Da die tertiäre Schlackenphase im wesentlichen frei von P, Ni, Co sowie anderen
Verunreinigungen Ist. enthält das auf diese Welse erhaltene Sllikochrom derartige Verunreinigungen In extrem
kleinen Mengen. Dies bedeutet, daß die Siliclumkonzentration In diesem Silikochrom mit zunehmender SIlIcI-ummenge
zunimmt, die für die Reduktionsreaktion zugesetzt wird. Da dieses Slllkochrom für die Reduktion
der primären Schlacke und der sekundären Schlacke verwendet werden kann, falls das metallische Silicium in
einem großen Überschuß während dieser Stufe zugesetzt
wird, geht es nicht verloren, sofern nicht dieser Überschuß derartig Ist. daß der Slllclumgehalt größer Ist als
dies für diese Reduktion erforderlich Ist. Ferner liegt das
Chromoxyd In der tertiären Schlacke nicht als Oxyd mit einem hohen Oxydationsgrad vor, welches normalerweise
beim Schmelzen von Chromerz und gebranntem Kalk erzeugt wird, sondern wird zu einem Oxyd mit einem
niederen ^xydatlonsgrad rückverwandelt. Die Folge Ist,
daß der Reaktionswirkungsgrad des Slllclums derartig hoch Ist, daß die Verwendung von teurem metallischem
Silicium lohnenswert Ist. Die Zugabe eines derartigen
metallischen Slllclums In einem großen Überschuß gewährleistet eine vollständige Wiedergewinnung des
Chroms aus den Schlacken und Ist daher gegenüber anderen Methoden Insofern vorteilhaft, als sie den Wert
des erfindungsgemäßen Verfahrens als Gesamtverfahren erhöht.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme
iiui ucvofzügie AusfuiirungsicffitcR näher erläutert, weiche
die Erfindung jedoch nicht beschränken sollen.
Eine Mischung aus 59 Gewichtstellen Chromerz mit
einem Cr/Fe-Gewlchtsverhältnls von 3,6 (vgl. Tabelle I)
und 41 Gewichtstellen gebranntem Kalk wird In einem Drelphasen-Heroult-Elektroofen bei 5000 KVA zur
Gewinnung einer primären Schlacke geschmolzen. In eine mit Magnesia ausgekleidete Pfanne werden 4200 kg
der primären Schlacke gegeben. Es werden 330 kg (das 0.45fache der theoretischen Menge) eines Reduktionsmittels
Ι,· fester Form stückweise zugesetzt, wobei kräftig bei Temperaturen zwischen 1920 und 195O0C gerührt
wird, um eine sekundäre Schlacke In Verbindung mit
einer Metallphase (als Nebenprodukt erzeugtes Metall) zu erzeugen. Die Menge dieser Metallphase beträgt 430 kg.
Cr2O3 FeO SiO2 Al2O, MgO CaO Cr/Fe
Chrom- 53,7 13,1 3,4 16,2 11,7 Spur 3,6
erz
erz
ge- 96
brannter
Primäre 31,8 7,8 2,2 9,6 6,9 40,7
Schlacke
Schlacke
Sekundäre 28,3 1,5 11,3 9,4 8,0 40,1 16,6
Schlacke
Schlacke
Cr Fe Si
Reduk- 38,2 1,8 58,6
tions-
mittel
Metall- 47,9 50,2 0,02
phase
phase
21,2
10
Von der sekundären Schlacke und der bei der vorangegangenen
Stufe erhaltenen MetaUphase wlr<} eine
3500 kg-Portlon der sekundären Phase abgetrennt und in . ,
einen Dreiphasen-Heroult-Elektraofen mit 2000 KVA
eingebracht. Bei dieser Gelegenheit werden 330 kg eines
In der Tabelle II angegebenen Reduktionsmittels ιUn-,
O,73fache der theoretischen Menge) der sekundärer. Schlacke zugesetzt. Bei 1600 KWH wird der Inhalt do-Ofens
während einer Zeltspanne von 30 Minuten bei Temperaturen reagieren gelassen, die zwischen 1900 und
1930° C liegen. Anschließend erhält man eine tertiüiv
Schlacke und eine Metal'phase (vgl. Tabtüe II). I)K
Menge der Metallphase beträgt 580 kg. Die Metallnha.-,c
Ist eine Elsenlegierung mit hohem Chromgehalt nili ins
gesamt 90,7% Chrom und Elsen und einem Cr/f-e
Gewichtsverhältnis von 20,0.
Cr2O3 FeO SiO2 Al2O3 MgO CaO C r/i
Tertiäre 7,8 0,5 26,2 10,4 9,1 44.4 13,/ Schlack?
Cr Fe Si SiC FeO C
88,2 1,5 3,3
Reduk-
tions-
mittel
Metall- 86,4 4,3 0,8
phase
phase
7,8 20,0
30
Eine Mischung aus 60 Gewichtstellen eines Chronier
zes mit einem Cr/Fe-Gewlchtsverh-Iltnls von 2,7 Uiji
Tabelle III) und 40 Gewichtstellen gebranntem Kalk u ir.j
j5 in einem Drelphasen-Herouit-Eiektroofen bei 5000 KV A
zur Gewinnung einer primären Schlacke geschmolzen In
eine mit Magnesia ausgekeldete Pfanne werden 4500 kg
der primären Schlacke eingefüllt. 480 kg (das 0.4r>faci^
der theoretischen Menge) eines Reduktionsmittels wcrden
zugesetzt, wobei kräftig bei Temperaturen /wischen 1920 und 19500C gerührt wird. Man erhält anschließend
eine sekundäre Schlacke sowie eine Metallphase (vgl Tabelle III). Die Menge dieser Metallphase betragt
570 kg.
45
Cr2O3 FeO SiO2 Al2O3 MgO CaO Cr/Fe
% % % % % % %
Chrom- 54,1 16,5 1,5 13,5 13,6 Spur 2,9
erz
gebiann- 96
terKalk
Primäre 32,9 9,9 1,9 7,8 8,0 39.1
Schlacke
Schlacke
Sekundäre 31,2 2,1 11,1 7,6 9,3 38,1 13,1
Schlacke
Schlacke
Reduktions
mittel
mittel
MetaUphase
Cr Fe Si
43,1 12,9 41,7
43,1 12,9 41,7
40,6 58,0 0,01
Eine 4000 kg-Portlon der sekundären Schlacke wird
von der sekundären Schlacke und der Metallphase, erhalten gemäß der vorangegangenen Stufen, abgetrennt
und In die gleiche Pfanne, wie sie vorstehend beschrieben
worden Ist, überführt. Bei dieser Gelegenheit werden
100 kg eines Reduktionsmitteis 1 und 230 kg eines Reduktionsmittels 2 (das 0,80fache der theoretischen
Menge) jeweils In festem Zustand der sekundären Schlacke zugesetzt. Die Schlacke und die zugesetzten
Reduktionsmittel werden kräftig gerührt, um bei Temperaturen zwischen 1840 und 1880° C eine Reaktion einzugehen.
Bei dem Reduktionsmittel 1 handelt es sich um das aus der tertiären Schlacke gemäß vorliegender Erfindung
erhaltene Material. Anschließend erhält man eine tertiäre Schlacke In Verbindung mit 770 kg einer Metallphase
(vgl. Tabelle IV). Diese Metallphase Ist eine Eisenlegierung
mit hohem Chromgehall mit Insgesamt 98,3 Gew.-% Chrom und Elsen und einem Cr/Fe-GewlchtsverhäHnls
von 12,7.
Cr2O3 FeO SiO2 Al2O3 MgO CaO Cr/Fe
Tertiäre
Schlacke
Schlacke
Reduktions
mittel 1
mittel 1
Reduktions
mittel 2
mittel 2
ivician-
phase
7,0 0,6 29,1 8,7 11,1 42,7 10,3
Cr
33,9
33,9
Fe
1,3
1,3
Si
63,4
63,4
0,3 98,2
91,1 7,2 0,7
10
Reaktion gerührt. Anschließend erhält man eine Metallphase
In Verbindung mit einer Abfallschlacke (vgl. Tabelle V). Die Menge der Metallphase beträgt 310 kg.
Cr2O3 FeO SiO2 Al2O3 MgO CaO Cr/Fe
Abfall- 0,9 0,3 34,4 8,9 11,5 43,7 schlacke
Cr Fe Si
Metall- 34,2 1,6 62,5
phase
phase
Die bei diesem Beispiel auftretenden Spurenkornponenten
gehen aus der Tabelle VI hervor. Aus dieser
2C Tabeiie ist zu ersehen, daß die Hauptmcnge der in der
primären Schlacke enthaltenen Verunreinigungen nicht mehr In der sekundären Schlacke vorliegen. Ferner Ist
ersichtlich, daß die Verunreinigungen in den Metallphasen oder In den Legierungen mit hohem Chromgehalt In
sehr geringer Menge vorliegen.
In eine andere Pfanne werden 2700 kg der tertiären Schlacke eingefüllt, worauf 250 kg (das 4,7fache der theoretischen
Menge) eines Reduktionsmittels 2 gemäß Tabelle IV zugegeben werden. Die Schlacke und das
zugesetzte Reduktionsmittel werden kräftig bei Temperaturen zwischen 1700 und 1800° C zur Bewirkung einer
Ni
Co Zn Cu
Primäre Schlacke 0,005 0,087 0,014 0,025 0,008 Sekundäre Schlacke 0,001 0,002 0,001 0,001 Spur
Reduktionsmittel 0,022 0,150 0,041 0,009 0,012 (Tabelle HI)
Metallphase 0,047 0,80 0,142 0,051 0,067
(Tabelle III)
Reduktionsmittel 1 0,002 0,010 0,005 0,001 0,005 (Tabelle IV)
Reduktionsmittel 2 0,003 0,014 0,006 0,001 0,011 (Tabelle IV)
Metallphase 0,004 0,017 0,008 0,006 0,004
(Tabelle IV)
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt, bei welchem chromoxidrelche
Schlacken durch Schmelzen von Chromerzen unter Zusatz von Kalk hergestellt werden und Cr aus
den chromreichen Schlacken durch Silizium-Eisen-Chromlegierungen reduziert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Chromerz mit einem Cr/Fe-Gewichtsverhältnis von nicht weniger als 1,6
eingesetzt wird, daß das Verfahren in zwei Verfahrensstufen durchgeführt wird, daß das Reduktionsmittel
für die Reduktion der ersten Schlacke in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß der Siliziumgehalt
dem 0,2- bis O,8fachen der theoretischen Menge entspricht
und daß das Reduktionsmittel für die Reduktion der zweiten Schlacke in einer solchen Menge
zugesetzt wird, daß der Siliziumgehalt dem 0,5-bis 0,9fachen der theoretischen Menge entspricht.
2. Verfehlen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß der dritten Schlackeriphase rnetaiüsches
Silizium In einer Menge zugesetzt wird, die über der theoretischen Menge liegt, die für die Reduktion des
Chromoxids in der dritten Schlacke erforderlich Ist, und die Schlacke sowie das zugesetzte Reduktionsmittel
auf Temperaturen oberhalb 1550"C zur Induzierung einer Reaktion erhitzt wird, die dritte Schlacke,
die der Reaktion unterzogen worden ist, stehen gelassen wird, wobei eine Abfallschlacke In dem oberen
Teil und eine Silikochromlegierungsphase in dem unteren Teil gebildet werden, und die Silikochromlegierungsphase
zur Gewinnung von Silikochrom abgetrennt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das aus der dritten Schlackenphase
abgetrennte Silikochrom als Reduktionsmittel für die erste Schlacke oder die zweite Schlacke oder für beide
Schlacken eingesetzt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2601905A DE2601905C2 (de) | 1976-01-20 | 1976-01-20 | Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2601905A DE2601905C2 (de) | 1976-01-20 | 1976-01-20 | Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2601905A1 DE2601905A1 (de) | 1977-07-21 |
DE2601905C2 true DE2601905C2 (de) | 1983-11-10 |
Family
ID=5967789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2601905A Expired DE2601905C2 (de) | 1976-01-20 | 1976-01-20 | Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung mit hohem Chromgehalt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2601905C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113398523B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-06-14 | 华南理工大学 | 一种FeSx电极及制备方法、FeSx协同微生物矿化固定Cr(VI)的装置及方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3334884A (en) * | 1963-11-12 | 1967-08-08 | Showa Denko Kk | Liquid products mixing apparatus |
DE1809401A1 (de) * | 1968-11-16 | 1970-05-21 | Elektrometallurgie Gmbh | Verwendung einer chromhaltigen Legierung fuer die Stahlherstellung und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1976
- 1976-01-20 DE DE2601905A patent/DE2601905C2/de not_active Expired
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DE2601905A1 (de) | 1977-07-21 |
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8331 | Complete revocation |