DE2615763A1

DE2615763A1 - Mittel zum entschwefeln von eisenschmelzen

Info

Publication number: DE2615763A1
Application number: DE19762615763
Authority: DE
Inventors: Armand Wagner
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1976-04-10
Publication date: 1976-10-28
Also published as: FR2307878A1; GB1490056A; FR2307878B1; LU72324A1; IT1059201B; NL7603941A; BE840783A

Description

PATENTANWÄLTE D-4000 DÜSSELDORF 1

¹ DiPL.-iNG. ALEX STENGER

Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL.-ING. HEINZ J.RING

Unser Zeichen: 1 V 1 7n

^{1 fü} ^Datum: 9. April 1976

Patentanmeldung

Anmelder:

Acieries Reunies de Burbach-Eich-Dudelange S.A., ARBED Avenue de la Liberte, Luxemburg

Mittel zum Entschwefeln von Eisenschmelzen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Calcium enthaltendes Mittel zum Entschwefeln von Eisenschmelzen. Unter Eisenschmelzen werden hier Roheisen, Gusseisen, Stahl und Ferrolegierungen im schmelzflüssigen Zustand verstanden.

Es ist auf die üblichen Herstellungsverfahren, sowie auf die Einsatzstoffe zurückzuführen, dass die Eisenschmelzen einen oft beträchtlichen Anteil an Schwefel aufweisen. Da in der Technik aber immer höhere Ansprüche an die Eisenwerkstoffe gestellt werden und nennenswerte Schwefelgehalte ausser in einigen wenigen Ausnahmefällen unerwünscht sind, ergibt sich die Notwendigkeit, dieses die mechanischen Eigenschaften beeinflussende Begleitelement des Eisens in immer engeren Grenzen zu kontrollieren. Nun kann dies

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bekanntlich nicht π:it genügender Treffsicherheit und Wirtschaftlichkeit in den Lorsteliungsaggregaten selbst bewerkstelligt werden.

Aus dieser Ursache befasst man sich in der Eisen- und Stahlindustrie seit langem eingehend mit dem Problem der Minderung des Schwefelgehaltes durch Nachentschwefelung ausserhalb den Herstellungsaggregaten. So haben u.a. Soda, Kalk im gebrannten und ungebrannten Zustand, Calciumcarbid und Calciumcyanamid, allein oder in Mischung, als Entschwefelungsmittel Anwendung gefunden, ohne dass jedoch in allen Fällen die angestrebte Schwefelverminderung mit der gewünschten Geschwindigkeit, Treffsicherheit und/oder Wirtschaftlichkeit erzielt werden kann.

Bei dem Einsatz von hochschmelzenden Feststoffen, wie Kalk oder Calciumcarbid, läuft die Entschwefelung vorwiegend über relatif langsame Fest-Flüssig-Reaktionen. Die Ablaufgeschwindigkeit dieser Reaktionen wird wesentlich von der Oberfläche des festen Entschwefelungsmittels bestimmt. Daher ist es zur Erzielung einer annehmbaren zeitlichen Abnahme der Schwefelkonzentration einer Schmelze, sowie eines günstigen Ausnutzungsgrades des Entschwefelungsmittels unumgänglich ein feinverteiltes Produkt grosser Oberfläche zu benutzen und eine innige Durchmischung desselben mit der Schmelze zu gewährleisten. Bei grobkörnigen Produkten nimmt nämlich der Kern an den Reaktionen überhaupt nicht teil, sodass zur Erzielung eines bestimmten Entschwefelungsgrades der Einsatz an grobkörnigerem Entschwefelungsmittel entsprechend grosser sein muss. Zur Schaffung möglichst günstiger Reaktionsverhältnisse v/erden daher in aller Regel teure, feingemahlene Produkte verwendet, die in auf v/endigen Schütte!- und Schleuderpfannen, drehbaren und beheizten Trommeln oder mit Rührern oder anderen Umwalzvorrichtungen ausgerüsteten Behältern mit der Eisenschmelze in innigen Kontakt gebracht v/erden. Trotz der für viele Anwendungen zufriedenstellenden Ergebnisse sind die Entschwefelungsverhältnisse bei weitem aber noch nicht optimal.

Ebenso sind der Verwendung von anderen festen niedrig

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schmelzenden Entschwefelungsp-.itteln oder eutektischen Mischungen auf Calciumbasis, die bei der Badbehandlungstemperatur in den schmelzflüssigen Zustand übei gehen, reaktionstechnische Grenzen gesetzt, die bewirken, dass letzlich auch mit diesen Produkten keine besseren Ergebnisse erzielt werden als mit den festbleibenden Entschwefelungsmitteln.

Es besteht daher ein dringendes Bedürfniss nach reaktionsfähigen Entschwefelungsmitteln, welche es erlauben einen gewünschten Endschwefelgehalt mit der gewünschten Treffsicherheit und Wirtschaftlichkeit einzustellen. Die Erreichung dieses Zieles ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Calcium enthaltendes Entschwefelungsmittel gelöst, welches aus in fein verteiltem Zustand gewonnenem Calciumformiat besteht oder solches enthält.

Ca-Forrniat fällt insbesondere bei der Pentaerythritsynthese als unverwendbares Nebenprodukt in mehreren tausend Tonnen pro Jahr an. Es liegt üblicherweise in sehr feiner Verteilung vor, d.h. die Kornfraktionen unter 0,3 mm übersteigen gewöhnlich 95% und es besitzt einen Reinheitsgrad von etwa 97%.

Dieses, sowie ggf. auf andere Weise als Haupt- oder Nebenprodukt gewonnenes feinteiliges Ca-formiat unterliegt bei den in Eisenschmelzen vorherrschenden Bedingungen einer thermischen Zersetzung wobei einerseits Calciumoxyd und andererseits ein aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bestehendes reduzierendes Gas entstehen. Das Reagenz wirkt dementsprechend nicht nur durch das im molekularen Zustand anfallende Calciumoxyd entschwefelnd, sondern es verursacht auch durch die Gasentwicklung reduzierende Bedingungen. Dadurch werden die Entschwefelungsvoraussetzungen verbessert und die Durchmischung des Bades begünstigt. Auch erlaubt es das erfindungsgemässe Behandlungsprodukt eine gegenüber dem herkömmlichen Kalkeinsatz erheblich gesteigerte Entschwefelungswirkung zu erzielen und einen gezielten, niedrigen Endschwefelgehalt einzustell-

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Weil das Produkt sofort bei der Einbringung in das zu behandelnde schruelzflüssige Metallbad in recktionsfähige Bestandteile zerfällt, verlaufen die Reaktionen schneller als bei der Benutzung von festen oder schmelzflüssigen Reagenzien. Auch der Ausnutzungsgrad des Reagenzes ist infolge des thermischen Zerfalles besser als bei bekannten festen oder schmelzflüssigen Entschwefelungsnitteln.

Infolge des fast augenblicklich eintretenden thermischen Zerfalls sind Reaktionsablauf und -geschwindigkeit, sowie -ergebnisse weniger von der Kornfeinheit abhängig, sodass je nach Art des Behandlungsproduktes und Einsatzverfahrens Staub oder Feinbis Grobkorn verwendet werden kann.

Infolge des starken Reaktionsvermögens des reinen CaI-ciumforraiats und der sich daraus ergebenden und Spritzer verursachenden heftigen Bewegung des Bades wird dem Behandlungsprodukt gemäss einer der Erfindung bevorzugten Ausführungsform bis zu hohen Prozentsätzen wenigstens eines anderen Entschwefelungsmittels oder eines schlackenkonsistenzregelnden Zusatzes zugemischt.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Entschwefelungsmittel in dem Zustand wie es angefallen ist, d.h. als Feinstkorn, eingesetzt. Grundsätzlich kann es aber auch in Granulatform verwendet werden. Die Ueberführung in die leicht zu transportierende Granulatform erfolgt bekannterweise dadurch, dass mittels bei der Pentaerythritsγηthese angefallenen organischen Ablaugen angefeuchtetes Calciumformiat zu Presslingen geformt wird.

Auch das durch Zumischen von weiteren Produkten modifizierte Entschwefelungsmittel kann als Staub oder als Granulat eingesetzt werden.

Zur Einführung des spezifisch leichteren festen Entschwefelungsmittels in die spezifisch schwerere Eisenschmelze eignet sich besonders das in der Praxis bewährte Einblasverfahren, wobei als Trägergas, z.B. Stickstoff, Argon, Luft, Kohlenwasser-

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stoff, allein oder in Gemisch, verwendet werden. Grundsätzlich ist aber uie Zugabe auf jede bei pulverförmigen und kornförmigen Zuschlagsmitteln erprobte Weise durchführbar. Genauso kann die Behandlung in einem beliebigen metallurgischen Gefäss, zu irgendeinem Moment der Füllung oder Entleerung desselben, durchgeführt werden.

Der bei praktischen Versuchen ermittelte spezifische Verbrauch ist in der Fig» I aufgezeichnet»

Die Entschwefelung wurde in 25 t Roheisenpfannen durchgeführt. Die Zufuhr erfolgte mittels einer Tauchlanze. Als Trägergas wurde Stickstoff verwendet.

Als Entschwefelungsmittel wurden einerseits zu Vergleichszwecken gewöhnlicher Stahlwerksfeinkalk und andererseits Mischungen aus Calciumformiat mit gemahlenem Kalk, der durch Hydratisieren und anschliessendes Deshydratisieren eine sehr feine Körnung und eine grosse spezifische Oberfläche erhalten hat, verwendet.

In der Fig. 1 gibt P die spezifische Menge an Entschwefelungsmittel (in kg/t Roheisen) an, die benötigt wird um den Schwefelgehalt um 0,010% zu senken. So steht für den Anfangsschwefelgehalt.

Die Entschwefelungsmittelmenge die notwendig ist um den Schwefelgehalt von 0,060% auf 0,020% zu senken, beträgt bei herkömmlichem Stahlwerksfeinkalk 23 kg/t Roheisen (Vergleichskurve II) und bei dem erfindungsgemässen Entschwefelungsmittel 14 kg/t Roheisen (Kurve I). Es zeigte sich, dass auch bei so geringen Zumischungen wie 10% Calciumformiat die deutlich verbesserte Wirksamkeit noch klar hervorstach.

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Claims

Patentansprüche

Ί/j Calcium, enthaltendes Mittel zum Entschwefeln von Eis einschmelzen ₇ dadurch gekennzeichnet, dass es aus in feinverteiltem Zustand rrevjonneneiu Calciuinformiat besteht.

2; Entschz/efelungsnittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit wenigstens einem herkömmlichen Entschwefelimgsrnittel oder einem schlackenkonsistensregelnden Zusatz
vermischt ist.

3) Entschv/efeliingsmittei gemäss einen der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Caiciumformiat aus der Pentaerythritsynthese herrührt.

4} Entschv/efelungsirdttel gemäss einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass es zu Presslingen geformt ist.

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