DE3101168C2 - "Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmitteln mit erhöhter Auflösungsgeschwindigkeit" - Google Patents
"Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmitteln mit erhöhter Auflösungsgeschwindigkeit"Info
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- C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
Abstract
Das Verfahren dient der Herstellung von zu Formlingen gepreßten Aufkohlungsmitteln mit hoher Schüttdichte. Die hohe Schüttdichte wird durch Zufügen von Legierungszusätzen oder Zuschlagstoffen, die bei der Herstellung von Stahl oder Gußeisen üblich sind, in Form von Pulvern oder feinen Spänen zu den Kohlenstoffstäuben vor dem Kompaktieren erreicht. Als Bindemittel wird bevorzugt Hydroxyethylcellulose mit einem Gelierhilfsmittel verwendet.
Description
Die Erfindung bezieh: sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Aufkohlungsmittel durch Kompaktieren von Kohlenstoffstäuben mit einem Bindemittel, die eine
erhöhte Auflösungsgeschwindigkeit und damit verbunden ein höheres Kohlenstoffausbringen aufweisen.
Die Aufkohlungsmittel werden zur Erhöhung des Kohlenstoffgehaits in Stahl- und Eiscnschmclzen verwendet.
Als Eigenschaften werden neben hohem Reinheitsgrad, d. h. geringe Gehalte an schädlichen Begleitstoffen,
wis z. B. Schwefel. Wasserstoff, Stickstoff, eine
hohe Auflösegeschwindigkeil gefordert.
Die Auflösegeschwindigkeit kann durch 4 Parameter verbessert werden:
1. durch eine Optimierung der Korngröße
2. durch einen niedrigen Aschewert
3. durch eine Erhöhung des Schüitgcwichts
4. durch einen möglichst hohen Graphitierungsgrnd
bzw. gute Graphilicrbarkcit
(A. Mihajlovic/B. Marineck: AiiflöMingskinclik von
technischen Graphiten in F.iscnsehmel/en /Arch. Eisenhüttenwesen 44. Nr. 7.S. 507 ff).
Als günstigste Korngröße wurde die von 4 bis 5 nun Korndurchmesser ermittelt. Besonders ungünstig wirkte
sich ein erhöhter Slaubantcil auf die Auflösiingsgcschwindigkeit
aus(B. Marineck: Beurteilung verschiedener Aufkohlungsmittel/Schweizer Archiv, März 1968.
5. 89 ffV
Die höchsten Auflösungsgeschwindigkeiten an hochreinen
Graphiten wurden mit einem Kohlenstoffgehalt von 99.9% und einer Korngröße von 4 bis 5 mm in einer
Inerigasatmosphäre gemessen.
Graphit dieser Körnung hat eine Schüttdichte von etwa 300 kg/m3. Die Schüttdichte bei gleichem Körnungsaufbsu
ist ein Maß für die Eintauchtiefe und damit für die Größe der Berührungsfläche zwischen Eisenschmelze
und Aufkohlungsmittel. Eine Erhöhung der to Schüttdichte müßte daher noch eine Steigerung der
Auflösungsgeschwindigkeit des Aufkohlungsmittel in der Stahl- bzw. Eisenschmelze bewirken.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur
Herstellung von Aufkohiungsmittcln mit hoher Schüttdichte
zu entwickeln, die gegenüber vergleichbaren Aufkohlungsmittel eine erhöhte Auflösungsgeschwindigkeit
in Stahl- und Eisenschmelzen aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erhöhung der Dichte der Formlinge dem Ge-2t)
misch eine Komponente hoher Dichte mit einem Korndurchmesser < 2 mm zugegeben wird.
Als Komponente hoher Dichte können Metallpulver der Legierungskomponenten des jeweils zu erzeugenden
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 Mctallspänen, wie z. B. Graugußspäncn
oder nicht schlackebildender Zuschläge, wie /_ B. Ferromangan und Ferrosüizium, möglich.
Als Kohlcnstoffstäubc können die Stäube aller übli-
jo chen Aufkohlungsmittel verwendet werden, die neben
einem hohen Kohlenstoffgehalt nur geringe Mengen an schädlichen Bcglcitstoffen, wie Schwefel, Wasserstoff,
Stickstoff und Asche, enthalten. Besonders vorteilhaft sind jedoch Stäube aus Kohlensioffmatcrialicn mit aus-
\% geprägter graphitaniger Struktur wie Premiunikoks
oder F.lektrographit.
Das Kompakteren kann durch Extrudieren, Brikettieren
oder Pelletieren erfolgen, dem Vieh je nach Bindcmillelari
eine Trocknung oder Kaizinierung der Formlingc
anschließen muß, um den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bzw. Wasserstoff zu vermindern. Das Bindemittel
darf den Anteil an schädlichen Begleitelementcn im Aufkohlungsmittel nicht erhöhen.
In einer besonderen Ausführungsform des Vcrfah-
V} rcns wird Graphiistaub mit einem Korndurchmesser
< 2 mm mit der Komponente hoher Dichte im Verhältnis 1 : 10 bis 10 : I unter Zusatz vn 1% Hydroxyethylcellulosc
trocken gemischt und mit 10—25% Wasser je nach Feinheit der Feststoffkomponenten und weniger
vt als 1% einer Base eines Alkali- oder Erdalkalimetalls
b'w. 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 Vi 180"C" getrocknet werden.
In ilen folgenden Beispielen soll die Erfindung näher
erläutert werden, ohne sie dadurch einzuschränken.
124 Gcw.-Tcilc Graugußspäne mit einer Körnung
<2 mm werden mit 69 Gew.-Tcilcn Graphitpulver der
Körnung 0 bis 2mm (Analyse in Tabelle!) und 2 Gew.-Tcilcn Hydroxyethylcellulosc 5 Minuten troki
ken gemischt. Nach Zugabe von 40 Gew.-Teilen Wasser wird die Masse weitere 5 Minuten homogenisiert. Dann
werden 0,06 Gcw.-% 10%ige Natronlauge zugegeben. Nach weiteren 2 Minuten Mischzeit wird die fertige
31 Ol 168
Masse auf einer Strangpresse mit einer 35 mm starken Matrize, die zylindrische ßohrungcn von 5 nun Durchmesser
aufweist, zu Preßlingen verarbeitet, die anschließend bis auf eine Restfeuchte von
<0,5% getrocknet werden. Die getrockneten Preßlinge haben eine Schuttdichte
von 1600 kg/mJ und einen Kohlenstoffgehalt von
37 Gew.-%.
IO
Entsprechend dem Beispiel 1 werden Preßlinge aus 69 Gew.-T.eilen Graugußspänen und 129 Gcw.-Teilcn
Graphitpulver hergestellt Die getrockneten Preßlinge haben eine Schüttdichte von 1 iOO kg/m3 und einen Kohlenstoffgehalt
von 70 Gew.-%.
Von den in Tabelle 2 aufgeführten Aufkohlungsmittel wurden unter vergleichbaren Bedingungen die von
der Stahlschmelze aufgenommene Koüienstoffmenge als Maß für die Auflösungsgeschwindigkeit bestimmt.
Die Versuche wurden in einem 5 t-indukiion.sofen 21)
durchgeführt. Zugegeben wurde jeweils die gleiche
Kohlenstpffmenge von 30 kg. Die Probenahme eKolgte
jeweils naC.fj>5, 10 und 15 Minuten. Die auf die Gcssmtmenge
bezogene von der Schmelze aufgenommene Kohlenstoffmenge (Kohlenstoffausbringcn) 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 be- jo kannten Aufkohlungsmittel Graphit.
Analyse des feinkörnigen Graphits
| Kohlenstoff-Gehalt | 99.2% |
| Wasserstoff-Gehall | 0.013°/( |
| Stickstoff-Gehalt | 0.05% |
| Schwefel-Gehalt | 0.02% |
| Flüchtige | 0.57 |
| Asche | 0,15% |
| Feuchtigkeit | 0,2% |
Die %-Angabcn sind als Gewichts-% zu verstehen.
4 ri Tabelle Il
| Aufkohlungsmittel | Hierzu | Körnung | : Schütt | Kohlen |
| [mm] | dichte | stoff | ||
| [kg/m 1I | geh al 1 | |||
| [Gew.-"/»] | ||||
| A 1 (nach Beispiel 1) | 5 | 1600 | 37 | |
| A 2 (nach Beispiel 2) | 5 | 1100 | 70 | |
| Graphit | 3-5 | 800 | 99 | |
| Petrolkoks | 3-5 | 600 | 97 | |
| Pechkoks | 3-5 | 450 | 98 | |
| I Blatt Zeichnungen |
hü
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Aufkohlungsmitteln mit erhöhter Auflösegeschwindigkeit durch
Kompaktieren von Kohlestoffstäubcn 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 gekennzeichnet, 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 Mei.allspäne. wie z. B. aus Grauguß, verwendet
werden.
4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet.
ditS als Komponente hoher Dichte Stäube
von Legierungen der bei der Eisen- und Stahlerzeugung üblichen schweren Zuschlagsstoffc, wie z. B.
Ferromangan und Ferrosüizium, verwendet werden.
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 % Hydroxyethylcellulosc trocken gemischt wird, mit 10—25% Wasser und weniger als
1% einer Bf.se eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder Amoniakwasser bezogen auf das trockene Gemisch
vermengt und dann in a-:. sich bekannter Weise zu 3 bis 15 mm großen Formungen kompaklicrt
wird, die anschließend bei 80 b., 180" C 5 bis 20 h
getrocknet werden.
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