DE2740675C2 - Verfahren zum Verwerten von Abfall-Stäuben und -Schlämmen aus Hochöfen und Stahlwerken - Google Patents

Description

Weltweit besteht das Problem der Verhaldung von Stäuben und Schlämmen, die bei der Abgasreinigung in den Hütten und Stahlwerken anfallen. Da das Verhalden und damit Verwerfen dieser Materialien sowohl aus Umweltschutz- als auch volkswirtschaftlichen Gründen nicht zu vertreten ist, hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Abfälle einer Verwertung zuzuführen. So ist der Vorschlag bekanntgeworden, aus den Abfällen zunächst Pellets herzustellen, die bei einem Metallisierungsgrad von über 80% basische Gangart und höhere Schwefelgehalte enthalten, und diese Pellets bei der Erschmelzung des Stahles - und zwar im Hochofen - einzusetzen (DE-OS 25 19 810 und "Stahl und Eisen" 1976, Heft 24, Seiten 1228 - 1233).

Neben dem bevorzugten Einsatz der Pellets in den Hochöfen ist auch der Versuch gemacht worden, die metallisierten Pellets mit Schwefelgehalten von ca. 1% als Kühlmittel beim Frischprozeß in den LD-Konverter einzusetzen. Die Zugabemengen betrugen 10 - 50 kg/t Stahl. Die Versuchsschmelzen zeigten, dass der mit den Pellets eingebrachte Schwefel zu etwa 50% vom Stahl aufgenommen wurde. Der Einsatz der Pellets als Kühlmittel ist daher nur begrenzt möglich.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verwerten von Abfall-Stäuben und -Schlämmen aus Hochöfen und Stahlwerken zu entwickeln, das es gestattet, auch ohne nachteilige Aufschwefelung größere Abfallmengen bei der Stahlherstellung einzusetzen. Das Verfahren soll es ermöglichen, auf einfachem Wege Stähle mit niedrigen Schwefelgehalten, vorzugsweise Schwefelgehalten von weniger als 0,015%, herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pellets innig mit flüssigem Roheisen vermischt werden, wobei - bezogen auf das Roheisengewicht - bis zu 10 Gew.-% Pellets zugemischt werden, und anschließend die Roheisenschmelze vor der Einfüllung in das Frischgefäß abgeschlackt wird. Die innige Vermischung des flüssigen Roheisens mit den Pellets kann durch unterschiedliche Verfahrensschritte - einzeln oder in Kombination - verwirklicht werden. So können die Pellets beim Abstich des Hochofens kontinuierlich in das Roheisentransportgefäß, in der Regel einer Torpedopfanne, gefüllt werden. Hierbei ist es zweckmäßig, die Pellets tangential in den Roheisenstrahl zu geben. Es ergibt sich dann eine gute Verwirbelung mit der nachfolgenden langen Abscheidungsmöglichkeit der Schlackenbestandteile. Besonders vorteilhaft ist es aber, die Pellets in die Roheisenbeschickungspfanne zu geben, bevor und/oder während das flüssige Roheisen von der Torpedopfanne in die Roheisenbeschickungspfanne umgefüllt wird. Hierbei ergibt sich ebenfalls eine günstige Verwirbelung; es ergibt sich aber zusätzlich der Vorteil, dass ein Teil der beim Hochofenabstich mitgelaufenen Schlacke bereits in der Torpedopfanne verblieben ist, so dass sich für den Trennprozeß der eingesetzten schwefelhaltigen Pellets günstigere Ausgangsbedingungen ergeben. Man muß berücksichtigen, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bezogen auf das Gewicht der flüssigen Roheisenschmelze, mehr als 0,5%, vorzugsweise mehr als 3,5%, insb. mehr als 5,5 Gew.-%, Pellets zugegeben werden. Bei den sehr hohen Mengen kann man die Schritte auch kombinieren, indem man z.B. ein Drittel der Gesamtmenge der Pellets beim Hochofenabstich zugibt und mehr als zwei Drittel beim Umfüllen der Torpedopfanne in die Roheisenchargierpfanne. Diese Kombination erlaubt es, besonders große Mengen an Pellets zuzugeben, ohne dass sich für die spätere Stahlherstellung Nachteile bezüglich der angestrebten niedrigen Schwefelgehalte ergeben.

Das Verfahren zur Herstellung der Pellets selbst gehört zum Stand der Technik. Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung Pellets mit Schwefelgehalten von oberhalb 0,5%, insbesondere aber auch oberhalb 1,0%, eingesetzt. Die Pellets haben zweckmäßigerweise eine Abmessung von 1 - 10 mm, insbesondere 3 - 7 mm. Bei Einsatz der höheren Pelletsmengen kann es zweckmäßig sein, das Roheisen mit einer um mindestens 20° gegenüber dem Durchschnitt erhöhten Temperatur abzustechen, d.h. bei einer üblichen Roheisenschmelze (4,0 - 4,7% C; 0,6 - 1,0% Si) mit einer Temperatur von mind. 1300°C, vorzugsweise mind. 1360°C.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt überraschenderweise nicht zu einer Aufschwefelung der Roheisenschmelze, sondern die innige Vermischung von Pellets und Roheisen führt zu einer Trennung von schwefelhaltiger, basischer Gangart und Eisen, ohne dass der hohe Schwefelgehalt der Pellets von der Roheisenschmelze aufgenommen wird. Nach der innigen Vermischung und der Auflösung der Pellets trennt sich die leichte Gangart vom Roheisen und schwimmt auf. Die aufschwimmende, stark schwefelhaltige Schlacke wird vor dem Einfüllen der Roheisenschmelze in das Frischgefäß, z.B. den LD-Konverter, abgeschlackt, so dass das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Stählen mit niedrigsten Schwefelgehalten erlaubt.

Wenn besonders niedrige Schwefelgehalte für den Stahl, z.B. Schwefelgehalte von max. 0,010%, angestrebt sind, kann es zweckmäßig sein, vor dem Frischprozeß das Roheisen einer Entschwefelungsbehandlung, z.B. nach dem Tauchlanzenverfahren, mit CaC[tief]2 zuzuführen. Es hat sich gezeigt, dass die auf der Roheisenbeschickungspfanne schwimmende Gangart keine Beeinträchtigung des an sich bekannten Entschwefelungsverfahrens mit sich bringt.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass auf einfachem Wege metallisierte Pellets, die schwefelhaltige, basische Gangart und Eisen enthalten, getrennt werden, ohne dass es zu einer Aufschwefelung bei der Stahlherstellung kommt und es ist auch keine besonders hohe Kaltdruckfestigkeit der Pellets erforderlich, wie dies beim Einsatz in den Hochofen erforderlich ist. Der Metallisierungsgrad der Pellets liegt zweckmäßigerweise zwischen 90 und 95%. Bei der Herstellung von für das Verfahren geeigneten Pellets ist darauf zu achten, dass der Basengrad des Ausgangsmaterials ausreichend hoch, d.h. etwa zwischen 1, 5 und 6 liegend ist. Im Falle, dass nicht genügend LD-Staub verfügbar ist, werden andere Basenträger, wie Kalkstein, Kalkhydrat, Dolomit o. dergl. zugesetzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Beispiel 1

Einer Roheisenschmelze mit 275 t Gewicht wurden beim Umfüllen des flüssigen Roheisens in die Roheisenbeschickungspfanne 5 t Pellets zugesetzt. Die Pellets hatten einen Metallisierungsgrad von 94% und hatten bei einem Schwefelgehalt von 1,1% eine basische Gangart, die im wesentlichen aus CaO bestand. 1 t Pellets wurde vor dem Umfüllen des flüssigen Roheisens auf den Boden der Roheisenbeschickungspfanne gegeben; die übrigen 4 t wurden kontinuierlich beim Umfüllen zugemischt.

Die Roheisenanalyse vor und nach dem Umfüllen lautete wie folgt:

Beispiel 2

Es wurden 275 t Roheisen beim Umfüllen des Roheisens in die Beschickungspfanne kontinuierlich 15,2 t (5,6%) Pellets zugesetzt. Die Zusammensetzung der Pellets war wie im Beispiel 1 angegeben.

Die Roheisenanalyse und die Analyse des erzeugten Stahles waren nach den einzelnen Verfahrensschritten wie folgt:

Beispiel 2 verdeutlicht, dass selbst bei Zugabe hoher Pelletsmengen niedrige Schwefelgehalte von max. 0,010% in der Praxis verwirklicht werden können.

Claims (2)

1. Verfahren zum Verwerten von Abfall-Stäuben und -Schlämmen aus Hochöfen und Stahlwerken, indem aus den Abfällen zunächst Pellets hergestellt werden, die bei einem Metallisierungsgrad von über 80% basische Gangart und höhere Schwefelgehalte enthalten, und diese Pellets beim Erschmelzen des Stahles eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets innig mit flüssigem Roheisen vermischt werden, wobei - bezogen auf das Roheisengewicht - bis zu 10 Gew.-% Pellets zugemischt werden, und anschließend die Roheisenschmelze vor der Einfüllung in das Frischgefäß abgeschlackt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets in die Roheisenbeschickungspfanne gegeben werden, bevor und/oder während das flüssige Roheisen von der Torpedopfanne in die Roheisenbeschickungspfanne umgefüllt wird.