DE2716457C2

DE2716457C2 - Verfahren zum Einblasen von Entschwefelungsgemischen in Eisenschmelzen

Info

Publication number: DE2716457C2
Application number: DE19772716457
Authority: DE
Inventors: Alfred 8223 Trostberg Freißmuth; Werner Dipl.-Ing. Dr. 8221 Hufschlag Gmöhling; Heinrich Dipl.-Chem. Dr. 8223 Trostberg Röck
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1977-04-14
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE2716457A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einblasen eines feinkörnigen Entschwefelungsmittels in Eisenschmelzen.

Die Entschwefelung von Roheisen und Stahl gewinnt zunehmend an Bedeutung, da der Schwefelgehalt der Einsatzstoffe Erz, Koks und Schweröl zunimmt und der Hochofen als wichtigster Ort der Schwefelentfernung aus wirtschaftlichen Gründen in vielen Werken mit einem reduzierten Kalkzusatz betrieben wird. Diese Fahrweise hat den Vorteil eines geringeren Koksverbrauches und einer erhöhten Produktivität. Sie hat aber einen erhöhten Schwefelgehalt im erzeugten Eisen zur Folge.

Die heute in zunehmendem Maße benötigten höherwertigen Eisenwerkstoffe können daher nur durch Entschwefelung zwischen Hochofen und Stahlwerk oder durch Entschwefelung nach der Stahlherstellung erzeugt werden.

Die Entschwefelungsmittel werden gemäß dem heute üblichen Stand der Technik entweder durch Einrühren oder durch Einblasen in die Eisenschmelze eingebracht. Eine besonders rasche Entwicklung nahmen die Einblasverfahren, bei denen die überwiegend aus Erdalkali-Verbindungen bestehenden Entschwefelungsgemische mittels Luft oder Inertgas pneumatisch in die Eisenschmelze gefördert werden.

Dabei besteht der verständliche Wunsch, die Menge an Entschwefelungsmittel, die zur Entfernung eines bestimmter Schwefelgehaltes nötig ist, möglichst niedrig zu halten, bzw. den Wirkungsgrad des Entschwefelungsmittels in der Eisenschmelze zu erhöhen. Eine Begrenzung an Entschwefelungsmittel mindert die Kosten, die für dieses Mittel aufzubringen sind. Gleichzeitig wird durch dem verminderten ^verbrauch aber auch erreicht, daß der Anfall an Reaktionsprodukt, das ist die Entschwefelungsschlacke, verringert wird. Durch geringeren Anfall an Entschwefelungsschlacke wird der Einschluß von Eisen vermindert und damit die Ausbeute an entschwefeltem Eisen erhöht. Der Anfall geringerer Mengen Entschwefelungsschlacke ist ferner deshalb vorteilhaft, weil diese nach dem Entschwefelungsvorgang möglichst vollständig aus der Pfanne, in der die Eiscnschmclze entschwefeit wurde, entfernt werden muß.

Einen Hinweis in dieser Richtung enthält die DE-AS 25 00 497, die ein zum Entschwefeln von Kiscnschmclzen geeignetes Mittel, bestehend aus Calciumcarbid im Gemisch mit mehr als 40 bis 70Gcw.-% Diamidkalk vorschlägt, wobei man das Mittel intermittierend, in gleichen oder wechselnden Mengen, bei gegebenenfalls an- und abschwellendem Trägergasstrom in die Eisenschmelze einträgt Durch diese Maßnahme soll insbesondere die Behandlungsdauer der Ei.senschmel/.e verkürzt werden. Zur Erreichung eines guten Wirkungsgrades bei dem Entschwefelungsvorgang ist es außerdem wichtig, daß die Pfanne genügend hoch gefüllt ist, damit das Entschwefelungsmittel, das möglichst tief in die Eisenschmelze eingeblasen wird, einen möglichst langen Weg in der Eisenschmelze zurücklegen kann. Diese Bedeutung der Eintauchtiefe auf die Wirksamkeit der Entschwefelung ist bekannt

Roheisen wird häufig in sog. Torpedopfannen entschwefelt, langgestreckten, feuerfest ausgemauerten Behältern, etwa in Form eines waagerechten Rohrabschnittes, meist mit konisch ausgebildeten Enden. Sie haben auf der Oberseite nur eine verhältnismäßig kleine Öffnung, durch die sie befüllt und entleert werden. Durch diese öffnung wird auch die Einblaslanze in die Eisenschmelze eingetaucht Diese oben nahezu vollständig geschlossene Form macht es schwierig, die Schlacke aus Torpedopfannen zu entfernen, da es praktisch nicht möglich ist mechanische Hilfsmittel zu verwenden. Aus den geschilderten Gründen ist es anzustreben, mit mög-

liehst wenig Entschwefelungsmittel auszukommen, wodurch entsprechend weniger Schlacke erzeugt wird und entfernt werden muß.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein wirkungsvolles Verfahren zu finden, das es gestattet, an sich bekannte Entschwefelungsmittel so einzublasen, daß ein möglichst hoher Ausnutzungsgrad dieser Entschwefelungsmittel erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Entschwefelungsmittel über den gesamten Entschwefelungsvorgang hinweg mit in der Zeiteinheit abnehmender Menge in die Eisenschmelze eingeblasen wird.

Es ist bekannt, daß es verhältnismäßig einfach ist, den Schwefelgehalt von anfänglich hohen Werten auf mittlere Werte abzusenken. Es wird aber zunehmend schwieriger, den niedriger werdenden Schwefelgehalt auf jeweils noch kleinere Werte abzusenken.

Nach den bisher bekannten Verfahren mit gleichbleibender Einblasrate war es also nötig, bei niederen Schwefelgehalten einer Eisenschmelze unverhältnismäßig sehr viel mehr Entschwefelungsmittel aufzuwenden, um eine Absenkung des Schwefelgehaltes um einen bestimmten Betrag zu erhalten als bei höheren Schwefelgehalten der Schmelze. Dies führte zu einem hohen Verbrauch bzw. schlechten Ausnutzungsgrad an Entschwefelungsmitteln bzw. hohem Anfall an schwer entfernbarer Schlacke.

Es überraschte daher, daß bei Reduzierung der pro Zeiteinheit eingeblasenen Menge an Entschwefelungsmittel während der Einblasdauer ein insgesamt wesent-

lieh geringerer Verbrauch an Entschwefelungsmittel erzielt wurde als bei der bisher praktizierten gleichbleibenden Einblasrate.

Die Abnahme der Fördergasmenge kann proportional mit der Abnahme des einzubringenden Entschwefelungsmittels erfolgen, so daß die Beladung des Fördergases z. B. immer gleich bleibt. Es kann aber auch mit gleicher Fördergasmenge und entsprechend verringerter Beladung gearbeitet werden.

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Mit verminderter Beladung des Fördergases wird ins- Entschwefelungsmittel behandelt Bei 25 Pfannen wurde besondere bei der Entschwefelung in Torpedopfannen vom Anfang bis zum Ende der Behandlung mit gleichgearbeitet, um eine gute Umwälzung der Eisenschmelze bleibender Durchsatzmenge geblasen. Bei 25 Verzu erreichen. Mit gleichbleibender Beladung des För- gleichsbehandlungen dagegen wurde der Durchsatz dergases, also abnehmender Fördergasmenge bei 5 während der Behandlung stufenweise verringert, und gleichzeitig abnehmender Entschwefelungsmittelmenge zwar etwa in der Art, daß am Anfang der Behandlung wird vorzugsweise in offenen Pfannen gearbeitet, um ein 4 bis 5mal so hoher Durchsatz eingestellt wurde wie ein Auswerfen von Schmelze zu vermeiden. gegen Ende, oder anders ausgedrückt: der Anfangs-

Die Abnahme des pro Zeiteinheit eingeblasenen Ent- durchsatz war etwa 2—3 mai so hoch wie der übliche schwefeliingsmittels kann kontinuierlich oder stufen- 10 mittlere Wert, und gegen Ende wurde auf etwa die Hälfweise erfolgen. te bis ein Drittel des mittleren Wertes reduziert

In der Zeichnung, in der auf der Ordinate die Einblas- Bei der Auswertung der Ergebnisse wurde festge-

menge in kg/min, auf der Abszisse die Einblasdauer in stellt, daß der Entschwefelgehalt der nach dem erfin-Minuten angegeben ist, sind z.B. die zur Erreichung dungsgemäßen Verfahren behandelten Roheiseneines Endschwefelungsgehaltes von 0,015% S benötig- 15 schmelzen um durchschnittlich 0,009% niedriger lag als ten Mengen an Entschwefelungsmittel bei verschiede- bei den nach dem üblichen Verfahren mit gleichbleibennen Einblasmengen pro Zeiteinheit dargestellt Kurve 1 dem Durchsatz entschwefelten Chargen, gibt den Aufwand an Entschwefelungsmittel bei gleich- Diese Absenkung des Schwefelgehaltes entspricht ei-

bleibender Einblasmenge pro Zeiteinhe^:t wieder. Z. B. ner Ersparnis von etwa 20% an Entschwefelungsmittel, erfordert eine etwa 180 t flüssiges Roheisen fassende 20 wenn auf den gleichen Endschwefelgehalt hingearbeitet Torpedopfanne bei in der Zeiteinheit gleichbleibender wird. Dies bedeutet nicht nur eine entsprechende Ein-Einblasnenge zur Entschwefelung von einem Anfangs- sparung an Kosten für dieses Mittel, sondern gleichzeischwefelgehalt von 0,060% S auf einen Endschwefelge- tig eine Reduzierung des Schlackenanfalls um denselben halt von 0,015% 880 kg ( = 4,9 kg/t Roheisen) Ent- Betrag.

schwefelungsmittel. Bei absatzweiser Verringerung der 25

Einblasmenge pro Zeiteinheit gemäß Kurve 3 betrug Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

der Verbrauch lediglich 710 kg ( = 3,9 kg/t Roheisen)

Entschwefelungsmittel.

Bei kontinuierlicher Absenkung der in der Zeiteinheit eingeblasenen Entschwefelungsmittelmenge (vgl. Kurve 2) wird nochmals eine weitere Erniedrigung des Entschwefelungsmittelverbrauches erreicht Da dieses Verfahren jedoch eine relativ aufwendige apparative Steuerung erfordert, ist es zweckmäßiger, die Verringerung der Einblasmenge pro Zeiteinheit in einzelnen Stufen vorzunehmen (vgl. Kurve 3). Die Annäherung an die Kurve 2 ist um so vollständiger, in je mehr Stufen die in der Zeiteinheit eingeblasene Entschwefelungsmittelmenge aufgeteilt wird. Die Zeitintervalle, während der eine Verminderung der Einblasmenge pro Zeiteinheit erfolgt, können 1 bis 10 Minuten betragen; vorzugsweise werden hierfür 2 bis 7 Minuten gewählt.

Die Erfindung soll an dem nachfolgenden Beispiel erläutert werden.

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Beispiel

182 t Roheiten in einer Torpedopfanne wurden mit einem Entschwefelungsgemisch aus 60% feingemahlenem Carbid und 40% Diamidkalk behandeltDas Ent- so Schwefelungsgemisch wurde mit durchschnittlich 11 Nl Lufl/kg Gemisch eingeblasen. Der Anfangsschwefelgehalt betrug 0,060%, die Roheisentemperatur 131O⁰C.

Es wurde zunächst in den ersten 3 Minuten mit einem Durchsatz von 70 kg/min geblasen. In den nächsten 5 Minuten wurde die Durchsatzmenge auf 50 kg/min reduziert. Anschließend wurden 5 Minuten lang 30 kg/min eingeblasen und abschließend während 5 Minuten 20 kg/min. Über eine Zeitdauer von 18 Minuten wurden also insgesamt 710 kg Entschwefelungsmittel eingeblasen. Die gleiche Menge hätte in der gleichen Zeit mit einem mittleren Durchsatz von 39,4 kg/min gefördert werden können.

Der Endschwefelgehalt nach der Behandlung betrug 0,015%.

In einer Versuchsreihe wurden 50 Behandlungen mit einer stets nach der gleichen Art aus Pfanneninhalt und Anfangsschwefclgehall errechneten Gesamtmenge an

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einblasen eines feinkörnigen Entschwefelungsmittels in Eisenschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Mittel über den gesamten Entschwefelungsvorgang hinweg mit abnehmender Menge pro Zeiteinheit eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme des pro Zeiteinheit eingeblasenen Entschwefelungsmittels stufenweise erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verminderung der Einblasmenge pro Zeiteinheit alle 2 bis 7 Minuten erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verminderung der Einblasmenge pro Zeiteinheit bei unveränderter Fördergasmenge vorgenommen wird.