DE3101168A1 - "verfahren zur herstellung von aufkohlungsmitteln mit erhoehter aufloesungsgeschwindigkeit" - Google Patents
"verfahren zur herstellung von aufkohlungsmitteln mit erhoehter aufloesungsgeschwindigkeit"Info
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Description
Verkaufsgesellschaft für Teererzeugnisse (VfT) mbH, 4300 Essen
Pat- 806-VfT
Patentanmeldung
Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmittelη mit erhöhter
Auf!ösungsgesc hwi ndi gkei t
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmitteln durch Kontaktieren von Kohlenstoffstäuben mit einem Bindemittel, die eine erhöhte Auflösungsgeschwindigkeit und damit verbunden ein höheres Kohlenstoffausbringen aufweisen.
Die Aufkohlungsmittel werden zur Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes in Stahl- und Eisenschmelzen verwendet. Als Eigenschaften werden neben hohem Reinheitsgrad, d.h. geringe
Gehalte an schädlichen Begleitstoffen wie Schwefel, Wasserstoff, Stickstoff usw., eine hohe Auflösegeschwindigkeit
gefordert.
-2-
Die Auflösegeschwindigkeit kann durch 4 Parameter verbessert werden:
1. durch eine Optimierung der Korngröße
2. durch einen niedrigen Aschewert
3. durch eine Erhöhung des Schüttgewichts
4. durch einen möglichst hohen Graphitierungsgrad
bzw. gute Graphitierbarkeit
(A. Mihajlovic/B. Marincek: Auflösungskinetik von technischen
Graphiten in Eisenschmelzen /Arch. Eisenhüttenwesen 44, Nr.
S. 507 ff).
Als günstigste Korngröße wurde die von 4 bis 5 mm Korndurchmesser ermittelt. Besonders ungünstig wirkte sich ein erhöhter
Staubanteil auf die Auflösungsgeschwindigkeit aus (B. Marincek: Beurteilung verschiedener Aufkohlungsmittel /Schweizer Archiv,
März 1968, S. 89 ff).
Die höchsten Auflösungsgeschwindigkeiten an hochreinen Graphiten wurden mit einem Kohlenstoffgehalt von 99,9 % und einer Korngröße
von 4 bis 5 mm in einer Inertgasatmosphäre gemessen.
3 Graphit dieser Körnung hat eine Schüttdichte von etwa 800 kg/m
Die Schüttdichte bei gleichem Körnungsaufbau ist ein Maß für die Eintauchtiefe und damit für die Größe der Berührungsfläche
zwischen Eisenschmelze und Aufkohlungsmittel. Eine Erhöhung der Schüttdichte müßte daher noch eine Steigerung der Auflösungsgeschwindigkeit
des Aufkohlungsmittels in der Stahl- bzw. Eisenschmelze bewirken.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmitteln mit hoher Schüttdichte zu
entwickeln, die gegenüber vergleichbaren Aufkohlungsmitteln eine erhöhte Auflösungsgeschwindigkeit in Stahl- und Eisenschmelzen
aufweisen.
-3-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemä'ß durch ein Herstellungsverfahren für Aufkohlungsmittel durch Kompaktieren von
Kohlenstoffstäuben mit Bindemitteln dadurch gelöst, daß zur Erhöhung der Dichte der Formlinge dem Gemisch eine
Komponente hoher Dichte mit einem Korndurchmesser < 2 mm
zugegeben wird.
Als Komponente hoher Dichte können Metallpulver der Legierungskomponenten des jeweils ^zeugenden Stahls wie
z.B. Fe, Cr, Ni, W, Co. Mo. Mn, V oder Cu einzeln oder als Gemisch verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung
von Metal!spänen wie z.B. Graugußspänen oder nicht schlackebildender Zuschläge wie z.B. Ferromangan und
Ferrosilizium möglich.
Aufkohlungsmittel verwendet werden, die neben einem hohen Kohlenstoffgehalt nur geringe Mengen an schädlichen Begleitstoffen wie Schwefel, Wasserstoff, Stickstoff und Asche enthalten. Besonders vorteilhaft sind jedoch Stäube aus Kohlen-
Stoffmaterialien mit ausgeprägter graphitartiger Struktur wie Premiumkoks oder Elektrographit.
Das Kompaktieren kann durch Extrudieren, Brikettieren oder Pelletieren erfolgen, dem sich je nach Bindemittel art eine
Trocknung oder Kalzinierung der Formlinge anschließen muß,
um den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bzw. Wasserstoff
. zu vermindern. Das Bindemittel darf den Anteil an schädlichen Begleitelementen im Aufkohlungsmittel nicht erhöhen.
3^ In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird
Graphitstaub mit einem Korndurchmesser S2 mm mit der
-4-35
Komponente hoher Dichte im Verhältnis 1 : 10 bis 10 : 1 unter Zusatz von 1 % Hydroxyethylcellulose trocken gemischt
und mit 10 - 25 % Wasser je nach Feinheit der Feststoffkomponenten und weniger als 1 % einer Base eines Alkali- oder Erdalkalimetalls bzw. Ammoniakwasser bezogen auf das trockene
Gemisch vermengt. Diese Masse wird dann in an sich bekannter Weise zu 3 bis 15 mm großen Preßlingen kompaktiert, die anschließend 5 bis 20 Stunden bei 80 bis 18O0C getrocknet
werden.
In den folgenden Beispielen soll die Erfindung näher erläutert werden, ohne sie dadurch einzuschränken.
129 Gew.-Teile Graugußspäne mit einer Körnung < 2 mm werden mit 69 Gew.-Teilen Graphitpulver der Körnung 0 bis
2 mm (Analyse in Tabelle 1) und 2 Gew.-Teilen Hydroxyethylcellulose 5 Minuten trocken gemischt. Nach Zugabe von 40
Gew.-Teilen Wasser wird die Masse weitere 5 Minuten homogenisiert. Dann werden 0,06 Gew.-% 10%ige Natronlauge
zugegeben. Nach weiteren 2 Minuten Mischzeit wird die fertige Masse auf einer Strangpresse mit einer 35 mm starken Matrize,
die zylindrische Bohrungen von 5 mm Durchmesser aufweist, zu Preßlingen verarbeitet, die anschließend bis auf eine
Restfeuchte νοη<Ό,5 % getrocknet werden. Die getrockneten
Preßlinge haben eine Schüttdichte von 1600 kg/m und einen Kohlenstoffgehalt von 37 Gew.-%.
Entsprechend dem Beispiel 1 werden Preßlinge aus 69 Gew.-Teilen
Graugußspänen und 129 Gew.-Teilen Graphitpulver hergestellt. Die getrockneten Preßlinge haben eine Schüttdichte von 1100
kg/m und einen Kohlenstoffgehalt von 70 Gew.-%.
-5-35
Von den in Tabelle 2 aufgeführten Aufkohlungsmittelη wurden
unter vergleichbaren Bedingungen die von der Stahlschmelze aufgenommene Kohlenstoffmenge als Maß für die Auflösungsgeschwindigkeit bestimmt. Die Versuche wurde in einem 5t-Induktionsofen durchgeführt. Zugegeben wurde jeweils die
gleiche Kohlenstoffmenge von 30 kg. Die Probenahme erfolgte
jeweils nach 5, 10 und 15 Minuten. Die auf die Gesamtmenge bezogenevon der Schmelze aufgenommene Kohlenstoffmenge .
(Kohlenstoffausbringen) wird im Diagramm dargestellt.
Wie aus dem Diagramm ersichtlich, ist die Auflösungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Aufkohlungsmittel ebenso wie ihr Kohlenstoffausbringen nach 15 Minuten
höher als bei dem besten bekannten Aufkohlungsmittel Graphit.
| Tabelle I | Graphits |
| Analyse des feinkörnigen | 99,2 % |
| Kohlenstoff-Gehalt: | 0,013 % |
| Wasserstoff-Gehalt | 0,05 % |
| Stickstoff-Gehalt: | 0,02 % |
| Schwefel-Gehalt | 0,57 % |
| Flüchti ge | 0,15 % |
| Asche | 0,2 % |
| Feuchtigkeit | |
-6-
| Tabelle II | 1) | Körnung | Schüttdichte | Kohlenstoffgehalt |
| Aufkohlungsmittel | 2] | £mnO | £kg/m3j | ITGew.-iQ |
| 5 | 1600 | 37 | ||
| A 1 (nach Beispiel | 5 | 1100 | 70 | |
| A 2 (nach Beispiel | 3-5 | 800 | 99 | |
| Graphit | 3-5 | 600 | 97 | |
| Petrol koks | 3-5 | 450 | 98 | |
| Pechkoks | ||||
-7-
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmittel mit
erhöhter Auflösegeschwindigkeit durch Kompaktieren von KohleBtoffstäuben mit einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erhöhung der Dichte der Formlinge dem Gemisch eine Komponente hoher Dichte mit einem Korndurchmesser
< 2 mm zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -kennzeichnet, daß als Komponente hoher
Dichte reine Metallpulver der Legierungskomponenten von Stählen verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente hoher
Dichte zerkleinerte Metallspäne wie z.B. aus Grauguß verwendet werden.
-2-35
3101163
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-2 e i c h η e t, daß als Komponente hoher Dichte Stäube
von Legierungen der bei der Eisen- und Stahlerzeugung üblichen schweren Zuschlagsstoffe wie z.B. Ferromangan
und Ferrosilizium verwendet werden. 5
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Graphitstaub mit einem
maximalen Korndurchmesser von 2 mm mit der Komponente hoher Dichte im Verhältnis 1 : 10 bis 10 : 1 unter Zusatz
von 1 % Hydroxyethylcellulose trocken gemischt wird, mit
10 - 25 % Wasser und weniger als 1 % einer Base eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder Ammoniakwasser bezogen
auf das trockene Gemisch vermengt und dann in an sich bekannter Weise zu 3 bis 15 mm großen Formungen kompakt!ert
wird, die anschließend bei 8ü bis 18O0C 5 bis 20 h getrocknet werden.
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