DE3200946C1

DE3200946C1 - Formling zur Beschickung von Kupol- oder dergleichen Schmelzöfen

Info

Publication number: DE3200946C1
Application number: DE19823200946
Authority: DE
Inventors: Heinz 4047 Dormagen Hafner; Hansjörg 4100 Duisburg Polte
Original assignee: METALLURG HAFNER und POLTE MBH
Current assignee: METALLURG HAFNER und POLTE MBH
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-08-25

Description

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Einfluß des schlackenbildenden Materials auf die Schlackenführung bisher überbewertet und deshalb eine Anpassung der Zusammensetzung ohne große Wirkung ist. Die mittels der Formlinge im Schmelzofen eingebrachte Menge an schlackenbildendem Material ist nämlich im Verhältnis zur Schlackenproduktion selbst im futterlosen Kupolofen so gering, daß die Beeinflussung der Schlackenführung in der Regel innerhalb der ohnehin gegebenen normalen Toleranzbreite der Schlacke liegt. Darauf aufbauend entstand die schon zur Erfindung gehörende, der bisherigen Meinung der Fachwelt entgegenstehende Überlegung, daß es wirtschaftlicher ist, dem Formling bzw. dessen schlakkenbildenden Material eine solche Zusammensetzung zu geben, daß das hochwertige SiC ohne Abbrand dem flüssigen Eisen zugeführt wird, und die Schlackenführung durch gesonderte Zusätze in dem jeweils gewünschten Maße zu beeinflussen. Erfindungsgemäß wird die Forderung nach abbrandfreiem Ausbringen des SiC - oder eines anderen Legierungsmaterials - durch die Kombination zweier Maßnahmen für die Zusammensetzung des schlackenbildenden Materials erfüllt, nämlich zum einen durch einen sehr niedrigen A12O3-Gehalt und zum anderen durch einen - bei saurer Schlacke - hohen SiO2-Gehalt bei sehr niedriger Basizität und - bei basischer Schlacke - hohen CaO-Gehalt bei hoher Basizität. Dies bewirkt eine hohe Temperaturfestigkeit und hat zur Folge, daß sich die Formlinge selbst in der Schlackenzone nur langsam auflösen und auf diese Weise das SiC im wesentlichen erst nach Durchlaufen der Schlackenzone und damit auf jeden Fall in reduzierender Umgebung freisetzen. Mit diesen sehr extremen Zusammensetzungen ist demnach gewährleistet, daß in der Oxidationszone kein Abbrand mehr auftritt.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Formlings verbessert sich noch dadurch, wenn der SiO2-Gehalt bzw. der CaO-Gehalt auf etwa 70 Gew.-% in dem schlackenbildenden Material erhöht wird. Durch Begrenzung des Al2O3-Gehalts auf höchstens 3 Gew.-% in dem schlackenbildenden Material kann zudem die Temperaturfestigkeit noch verbessert werden.
Der hohe SiO2-Gehalt bei dem Formling für den sauren Betrieb kann dadurch erreicht werden, daß das schlackenbildende Material aus Zement mit entsprechenden Zusätzen aus Quarziten gebildet wird. Hierdurch ergibt sich zusätzlich eine Verbesserung der Körnung, wodurch das Pressen des Formlings begünstigt wird.
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Claims

Patentansprüche: 1. Formling zur Beschickung von sauer betriebenen Kupol- oder dergleichen Schmelzöfen, zumindest enthaltend einen Anteil Legierungsmaterial, insbesondere Siliciumträger wie SiC oder FeSi, und einen Anteil schlackenbildenden Materials mit Gehalten an Al203, SiO2 und CaO, g e k e n n -z e i c h n e t du r c h die Kombination eines Al2O3-Gehalts von maximal 6 Gew.-% mit einem SiO2-Gehalt von zumindest 60 Gew.-% in dem schlackenbildenden Material bei einer Basizität von höchstens 0,5.
2. Formling nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen SiO2-Gehalt von etwa 70 Gew.-% in dem schlackenbildenden Material.
3. Formling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schlackenbildende Material aus Zement mit entsprechenden Zusätzen von Quarziten gebildet ist.
4. Formling für neutral bis basisch betriebene Kupol- oder dergleichen Schmelzöfen, zumindest enthaltend einen Anteil Legierungsmaterial, insbesondere Siliciumträger wie SiC oder FeSi, und einen Anteil schlackenbildenden Materials mit Gehalten an Al2O3, SiO2 und CaO, gekennzeichnet durch die Kombination eines Al203-Gehalts von maximal 6 Gew.-% mit einem CaO-Gehalt von zumindest 60 Gew.-% in dem schlackenbildenden Material bei einer Basizität von zumindest 1,3.
5. Formling nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen CaO-Gehalt von etwa 70% in dem schlackenbildenden Material.
6. Formling nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Al203-Gehalt von höchstens 3% in dem schlackenbildenden Material.

Die Erfindung betrifft einen Formling zur Beschikkung von sowohl sauer als auch neutral bis basisch betriebenen Kupol- oder dergleichen Schmelzöfen, wobei der Formling zumindest einen Anteil Legierungsmaterial, insbesondere Siliciumträger wie SiC oder FeSi, und einen Anteil schlackenbildenden Materials mit Gehalten an Al2O3, SiO2 und CaO enthält.

In Schmelzöfen für die Gußeisen- und Stahlherstellung wird Legierungsmaterial vielfach durch Beschickung mit gepreßten Formlingen, auch Briketts genannt, eingebracht, die das Legierungsmaterial enthalten. Das Legierungsmaterial ist dabei in den Formlingen mit Anteilen zwischen 20% und 80% vorhanden, wobei der übrige Anteil schlackenbildende Substanz ist, die zum Teil als Bindemittel dient.

Für die Gußeisenherstellung insbesondere in Kupolöfen hat sich die Verwendung von Siliciumcarbidformlingen durchgesetzt, da sie Vorteile gegenüber Ferrosiliciumformlingen haben. Dabei wird in erster Linie metallurgisches Siliciumcarbid verarbeitet, das einen Gehalt von etwa 90 Gew.-% SiC sowie Restbestandteile, nämlich SiO2 und freien Kohlenstoff, hat (vgl.

Benecke, Metallurgisches Siliciumcarbid im Elektro-und Kupolofen, Gießerei 68 (1981) Nr. 12, 8. Juni).

Dieses Siliciumcarbid wird dann unter Zugabe von Bindemitteln, insbesondere Zement, zu einem Formling gepreßt. Dabei besteht das Bindemittel im wesentlichen aus dem Dreistoffsystem CaO-AI203-SiO2 und bildet zusammen mit den Restbestandteilen des metallurgischen Siliciumcarbids das schlackenbildende Material.

Neben dem metallurgischen Siliciumcarbid werden auch Siliciumcarbid-Schrotte, vor allem Kapsel- und Plattenbruch aus der keramischen Industrie, verwendet, die neben SiC als schlackenbildendes Material ebenfalls CaO, A1203 und SiO2 enthalten (vgl. DE-PS 15 83 262).

Das Siliciumcarbid dient der Aufsilicierung und Aufkohlung der Schmelze, die wegen des wachsenden Anteils von Stahlschrott in der Gattierung zunehmend von Bedeutung ist. Außerdem hat es eine hohe Deoxidationswirkung, da es mit dem Sauerstoff in der Schlacke und im Eisen reagiert. Weitere Begleiteffekte sind sein Impfeffekt als Legierungsmittel sowie seine Reinheit.

Das schlackenbildende Material hat in erster Linie die Aufgabe, das Siliciumcarbid oder ein entsprechendes Legierungsmaterial im Formling zu binden. Desweiteren soll es das Legierungsmaterial gegen mechanischen Abrieb und vorzeitige Freigabe des SiC im Schmelzofen schützen. Der Formling soll nämlich den Ofenschacht, insbesondere dessen Oxidations- bzw. Schmelzzone, möglichst ohne Abrieb- und Abbrandverlust durchlaufen. Erst im Bereich des flüssigen Eisens soll das Bindemittel das SiC freigeben.

Diesen Anforderungen werden die bekannten Preßlinge nicht in vollem Umfang gerecht. Dies hängt damit zusammen, daß versucht wird, durch eine gezielte Zusammensetzung des schlackenbildenden Materials die Schlacke günstig zu beeinflussen. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß die Zusammensetzung des schlackenbildenden Materials der Schlacke weitgehend angepaßt wird. Teilweise werden auch weitere Zusätze, wie beispielsweise Graphit, zugemischt (vgl. DE-AS 27 27 896), um bestimmte Eigenschaften zu fördern.

Das Ergebnis dieser Bemühungen ist, daß sich die Formlinge häufig schon vor Erreichen der Schlackenzone aufzulösen beginnen, wodurch Abbrand von SiC entsteht. Diesem Verlust muß dann durch vermehrte Beschickung mit Formlingen entsprochen werden, wodurch erhöhte Kosten entstehen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Formling der eingangs genannten Art zu schaffen, der beim Durchgang durch den Schmelzofen besonders beständig ist und demgemäß ein vollständiges Ausbringen des Legierungsmaterials in der Schmelze gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Formling gelöst, der gekennzeichnet ist durch die Kombination eines A12O3-Gehalts von maximal 6 Gew.-% mit einem - bei saurem Betrieb -SiO2-Gehalt von zumindest 60 % bei einer Basizität von höchstens 0,5 bzw. - bei neutralem Betrieb bis basischen Betrieb - mit einem CaO-Gehalt von zumindest 60 Gew.-% bei einer Basizität von zumindest 1,3. Dabei ist unter Basizität das Verhältnis der Gewichtsprozente von CaO plus eventuellem MgO zu SiO2 zu verstehen. Die vorgenannten Angaben über die Gewichtsprozente beziehen sich auf die Gehalte in dem schlackenbildenden Material.