DE3435542A1

DE3435542A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von komplexen ferrolegierungen auf silizium-basis

Info

Publication number: DE3435542A1
Application number: DE19843435542
Authority: DE
Inventors: János Dipl.-Ing. Salgótarján Kovács; Szilárd Dipl.-Ing. Pilisvörösvár Riederauer; István Dipl.-Ing. Budapest Tamás
Original assignee: VASIPARI KUTATO FEJLESZTO
Current assignee: VASIPARI KUTATO FEJLESZTO
Priority date: 1982-02-18
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1986-04-03
Also published as: FR2570391B1; US4576637A; CA1224046A; HU187645B; JPS6179744A; AU565837B2; FR2570391A1; AU3330884A; HUT34556A

Description

DR. STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT

TÜR: 101265

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P 2 034

Patentansprüche und Beschreibung

zur Patentanmeldung

VAGIPARI KUIATC ES FEJLSSZTÜ V

Budapest, Ungarn

betreffend

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von komplexen Ferrolegierungen auf Silizium-Basis

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung komplexer Ferrolegierungen auf Siliziumbasis .

Bei der Eisenverhüttung werden siliziumhaltige komplexe Ferrolegierungen zum Legieren, Modifizieren, Entschwefeln und Desoxidieren von Gußeisen und Stahl sowie zum Stabilisieren des Kohlenstoffs verwendet. Für die genannten Zwecke sind jedoch die siliziumhaltigen Ferrolegierungen nur dann geeignet, wenn sie außer den Grundkomponenten Eisen und Silizium noch weitere für den jeweiligen Zweck geeignete Elemente enthalten. Da diese Elemente für den jeweils angestrebten Zweck am wichtigsten sind, werden sie nachfolgend als Hauptkomponenten bezeichnet und zur Unterscheidung in Klammern gesetzt, ' während die immer vorhandenen Grundkomponenten Eisen

und Silizium sowie die in der Legierung in geringen Mengen vorhandenen Verunreinigungen Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel außerhalb der Klammern stehen.

In Abhängigkeit von der Anzahl der in einer Legierung vorhandenen Hauptkomponenten unterscheidet man folgende Legierungsgruppen:

1. Einkomponenten-Ferrolegierungen auf siliziumbasis,

z. B. FeSi(Ti), FeSi(Zr), FeSi(V), FeSi(Al), FeSi(Cr), FeSi(B), FeSi(Mn), FeSi(Mg), FeSi(Ca), FeSi(Ba), FeSi(Ce);

2. komplexe Zweikomponenten-Ferrolegierungen auf Siliziumbasis, z. B. FeSi(Ti,Zr), FeSi (Zr;Cr) , FeSi(Al,Cr), FeSi(Al,Ba), FeSi(Al,Ce), FeSi(Al,Mn), FeSi(Ti₇Mn) usw.;

3. Dreikomponenten-Ferrolegierungen auf Siliziumbasis, ζ. B. FeSi(Ti,Zr;Cr), FeSi(Al,Cr,Ca), FeSi(Al,Ca;Ba), FeSi(Al,Ca,Ce) usw.;

4. komplexe Vierkomponenten-Ferrolegierungen auf Siliziumbasis, z. B. FeSi(Ti,Zr,Cr,Al), FeSi(Al,Cr,Ca,Ba) FeSi(Al,Zr,Ca,Ce) usw.

Zur Herstellung derartiger komplexer Ferrolegierungen auf Siliziumbasis sind folgende Methoden bekannt:

a) die carbothermische Einstufenmethode, bei der das Silizium und die Hauptkompc nenten mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel aus ihren Oxiden reduziert werden;

b) die carbo- und die carbidothermische Mehrstufenmethode, bei der das Silizium und/oder ein Teil der Hauptkomponenten mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel ' und Siliziumcarbid und/oder einem die Carbide des anderen Teiles der Hauptkomponenten enthaltenden Produkt aus ihren Oxiden reduziert werden;

c) die silikothermische Zweistufenmethode, bei der die Hauptkomponente mit bereits im Ofen hergestelltem Silizium aus ihren Oxiden reduziert wird;

d) die siliko-aluminothermische Dreistufenmethode, bei der die Hauptkomponente mit bereits im Ofen hergestelltem FeSi und mit gesondert durch Elektrolyse hergestelltem Al aus ihrem Oxid oxidiert wird;

e) die übliche Methode des Züsammenschmelzens, bei der das FeSi mit den in einem getrennten Schritt hergestellten Hauptkomponenten zusammengeschmolzen wird.

-G-

Von den vorstehend erwähnten Methoden ist im allgemeinen die erste, die sogenannte carbothermisch^ Methode, am wirtschaftlichsten. Bei der Herstellung einer Reihe von komplexen Ferrolegierungen auf Siliziumbasis entsteht jedoch auch eine erhebliche Menge an Schlacke, wodurch das Verfahren unwirtschaftlich wird. Darüber hinaus fließt, wenn es sich um eine carbidische Schlacke mit einem hohen Schmelzpunkt handelt, diese Schlacke nicht aus dem Ofen, so daß das Verfahren unterbrochen werden muß. Man muß deshalb auf eine Charge mit anderer Zusammensetzung übergehen oder den Ofen außer Betrieb setzen und dann erneut anfahren. Besonders groß sind die Schwierigkeiten dann, wenn zur Herstellung der komplexen Ferrolegierungen auf Siliziumbasis auch kalorienarme Kohlen mit hohem Aschegehalt, Kraftwerkschlacken und Flugasche verwendet werden sollen. Gerade der Einsatz dieser Materialien ist jedoch sehr wichtig, da unter Verwertung dieser billigen, in großen Mengen zur Verfügung stehenden Sekundärrohstoffe die Grundlage eines wirtschaftlichen Herstellungsverfahrens gelegt werden kann.

Aus der SU-PS 675 085 ist es beispielsweise bekannt, daß aus einer 29 bis 42 % Hochofenschlacke, 50 bis 59 % Steinkohle mit hohem Aschegehalt und 8 bis 12 % eines eisenhaltigen Materials enthaltenden Charge eine komplexe Zweikomponenten-Ferrolegierung auf Si-Basis, FeSi(Al,Ca), hergestellt werden kann. Mit diesem Verfahren kann jedoch aus 1,5 kg Hochofenschlacke, 3,2 kg Steinkohle und 0,3 kg Eisenspänen nur 1 kg Legierung (40 bis 45 % Si, 10 bis 15 % Al, 8 bis 15 % Ca, 25 bis 35 % Fe) hergestellt werden, während die theoretisch daraus herstellbare Menge 1,61 kg beträgt. Die Ausbeute an Metall beträgt lediglich 6 2 %, d. h., daß 38 % des Metallgehaltes in die Schlacke übergehen, was bedeutet, daß bei diesem Verfahren ein große Menge an Schlacke anfällt.

Nachdem in der US-PS 3 393 068 beschriebenen Verfahren wird eine komplexe Ferrolegierung auf Siliziumbasis in zweckmäßiger Weise hergestellt, indem man zuerst Pellets oder Briketts des Typs I aus wenigstens dem größten Teil des zu Silizium zu reduzierenden Siliziumdioxids sowie aus einer zur Reduktion dieses Siliziumdioxids ausreichenden Menge einer mittelmäßig bis stark verkokbaren Kohle und außerdem Pellets oder Briketts des Typs II (nachfolgend der Einfachheit wegen als Pellets bezeichnet) aus wenigstens dem größten Teil des zu reduzierenden Erzes und aus einer zur Reduktion dieses Erzes ausreichenden Menge einer mittelmäßig bis stark verkokbaren Kohle herstellt, die Pellets dann einer Wärmebehandlung unterzieht, wobei die Kohle wenigstens zum Teil in Koks übergeht und dadurch eine zellige Struktur annimmt, und die Pellets des Typs I und II dann zusammen verhüttet, wobei die siliziumhaltige Ferrolegierung entsteht. Bei diesem Verfahren werden zwei Typen von Pellets, die sich nur in der Zusammensetzung unterscheiden, carbothermisch

20' nach einem Einstufenverfahren verwendet. Das Verfahren hat den Nachteil, daß infolge der Verkokung der Kohle die elektrische Leitfähigkeit der Pellets groß ist, wodurch bekanntlich die Verhüttung nicht schlackenfrei vorgenommen werden kann.

Gemäß der SU-PS 676 6 34 kann eine komplexe Ferrolegierung auf Siliziumbasis nach der carbothermischen Einstufenmethode dadurch erhalten werden, daß man aus dem gesamten kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel und den 0 die Oxide der Hauptkomponenten enthaltenden Erzen Briketts herstellt, in denen 2,5 bis 13 mal soviel Kohlenstoff enthalten ist, wie zur Reduktion der Hauptkomponenten notwendig ist, wobei jedoch gleichzeitig das Verhältnis zwischen vorhandenem Kohlenstoff und dem zur 5 Reduktion sämtlicher Komponenten notwendigen Kohlenstoff

1:1,03 - 1:1,25 beträgt. Dies bedeutet, daß auch das Silizium mit dem im Brikett enthaltenen Kohlenstoff reduziert wird. Bei dem Verfahren werden immer Pellets gleicher Art und Zusammensetzung zusammen mit Quarzit verhüttet. Das Verfahren weist jedoch folgende Nachteile auf:

a) Es ist in erster Linie zur Herstellung von Einkomponentenlegierungen geeignet, jedoch gibt es bereits unter diesen solche, die mit dem Verfahren nicht schlackenfrei hergestellt werden können, z. B. FeSi(B), weil das B„0^ infolge seines niedrigen Schmelzpunktes (723 C) im Brikett schmilzt, bevor es reduziert wird. Das aus dem Brikett fließende Boroxid bildet mit dem Quarzit eine Schlacke mit niedrigem Schmelzpunkt, d. h. eine Schlackenbildung ist unvermeidlich. Ferner gibt es Einkomponentenlegierungen, die mit dem Verfahren überhaupt nicht hergestellt werden können, z. B. die Legierungen FeSi(Cr) oder FeSi(Mn) mit hohem „ Chrom- bzw. Mangangehalt, jedoch geringem Siliziumgehalt, da die Briketts immer wenigstens 2,5 mal soviel Kohlenstoff enthalten wie zur Reduktion der Hauptkomponenten erforderlich ist. Mit einer derartigen Kohlenstoff menge wird jedoch Silizium reduziert. Die Legierung wird deswegen immer viel Silizium enthalten. Legierungen mit einem geringeren Siliziumgehalt als dem auf diese Weise bestimmten können nicht auf diese Weise hergestellt werden.

b) Außerdem stellt sich bereits bei der Herstellung von Zweikomponentenlegierungen ein Nachteil ein, der dadurch verursacht wird, daß das Brikett die Oxide der säurebildenden und der amphoteren oder basenbildenden Elemente (z. B. Al„0-, und CaO) zusammen enthält. Diese 5 Oxide treten, bevor sie zu den Hauptkomponenten Aluminium und Calcium reduziert werden, miteinander in Reak-

tion und bilden niedrigschmelzende stabile Verbindungen, beispielsweise 12 CaO.7 Al_0-., das bei 1455 C schmilzt. Diese Verbindung fließt aus dem Brikett und bildet zusammen mit dem Quarzit eine Schlakke mit noch niedrigerem Schmelzpunkt (1200 C).

c) Da in dem Brikett wesentlich mehr Kohlenstoff vorhanden ist als zur Reduktion der Oxide benötigt wird, weist das Brikett auch dann keinen hohen Widerstand auf, wenn das verwendete Oxid einen hohen Widerstand hat, da der überschüssige Kohlenstoff in Form von Koks im Brikett verbleibt und dessen Widerstand und damit den Widerstand der ganzen Charge verringert. In eine Charge geringen Widerstandes tauchen die Elektroden nicht tief ein, wodurch in der Materialsäule der einzelnen Zonen (Entgasungszone, koks- und carbidbildende Zone, Reduktionszone) zu eng werden und weder für den Austritt der flüchtigen Bestandteile noch für die Koksund Carbidbildung bzw. für die Reduktion genügend

20- Zeit bleibt, was zu einer Schlackenbildung führt.

d) Mit den Verfahren können keine carbidhaltigen Abfälle verarbeitet werden. Das würde jedoch eine bedeutende Verringerung der Kosten ermöglichen und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessern.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der vorstehend geschilderten Nachteile und die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von komplexen Ferrolegierungen auf SiIi-0 ziumbasis durch Reduktion in einem Elektroofen. Dieses Verfahren soll die Verwendung billiger Rohstoffe, wie Kraftwerkschlacke, Flugasche oder carbidhaltige Abfälle, ermöglichen, kostengünstig sein, die Qualität der Legierungen erhöhen und deren Auswahl verbreitern sowie den

35. Widerstand der Charge erhöhen.

Unter anderem beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die Pellets kein einziges Oxid enthalten dürfen, das vor seiner Reduktion oder Umsetzung zum Carbid schmilzt, weil ein derartiges Oxid aus den Pellets fließt, mit dem Quarzit ein Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt bildet und auf diese Weise die Reduktion des Siliziums aus der Schmelze unmöglich macht und eine Schlackenbildung verursacht. Von den wichtigen Hauptkomponenten weist nur eine ein Oxid auf, das diese Eigenschaften aufweist, und zwar Boroxid, das bereits bei 723 C schmilzt.

Ferner wurde gefunden, daß zwei Oxide, die zwar jedes für sich einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, zusammen aber niedrig schmelzende Verbindungen und/oder Eutektika bilden, ebenfalls nicht in den Pellets enthalten sein dürfen. Die Eutektika bzw. Verbindungen würden noch vor der Reduktion entstehen, so daß aus der Schmelze die Elemente nicht mehr reduziert werden könnten. Ein Beispiel dafür sind die Oxide CaO (F. 2570⁰C) und Al₃O₃ (F. 2050⁰C), wel-

ehe zusammen die bei 1455°C schmelzende Verbindung 12CaO.7Al₂O₃ und außerdem bei 1395°C bzw. 1400⁰C schmelzende Eutektika bilden. Diese Oxide dürfen nicht zusammen in einem Pellet vorliegen. Auch dann, wenn die Pellets mehr Kohlenstoff enthalten als zur Reduktion der Oxide erforderlich ist, müssen CaO und Al₇O₃ getrennt pelletiert werden. Dies trifft auch für andere Oxide zu. Die Oxide für einen bestimmten Pellettyp müssen daher in geeigneter Weise ausgewählt werden.

0 Ferner wurde gefunden, daß die Oxide der basenbildenden Elemente oder die Oxide der amphoteren Elemente oder die Oxide der saurebxldenden Elemente, wenn ihr Schmelzpunkt ausreichend hoch ist, untereinander keine Verbindungen eingehen und auch nur selten Eutektika bilden. Sind diese 5 Oxide mit etwas mehr Kohlenstoff pelletiert als zur Um-

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setzung der Oxide zu Carbiden erforderlich ist, so entstehen die Carbide noch vor dem Schmelzen des Oxids. Die Carbide besitzen ebenfalls einen hohen Schmelzpunkt und reagieren nicht miteinander. Werden sie mit Oxiden zersetzt, so entsteht eine das Element des Oxids und das Element des Carbids enthaltende Legierung. Das zum Zersetzen des Carbids eingesetzte Oxid muß nicht unbedingt SiO₂ sein, es können auch die Oxide der Hauptkomponenten verwendet werden. Ist das Oxid der Hauptkomponente leichter reduzierbar als SiO- und löst ferner die Hauptkomponente das Silizium und die übrigen Hauptkomponenten gut und bildet gegebenenfalls mit diesen niedrigschmelzende Verbindungen oder Eutektika, so ist der Ersatz des Siliziumdioxids durch das Oxid der Hauptkomponente sehr vorteilhaft, insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, daß nur auf diese Weise Legierungen mit niedrigem Siliziumgehalt hergestellt werden können.

Bei der Untersuchung der Oxid-Carbid-Verhältnisse in den „ Pellets wurde festgestellt, daß Carbide, gleichgültig, ob es sich um Carbide von säurebildenden oder amphotere oder um basenbildende Elemente handelt, zusammen mit den Oxiden der säurebildenden oder amphoteren oder basenbildenden Elemente in einem Pellet enthalten sein können, wenn in dem Pellet die zur Bildung der Carbide aus den vorhandenen Oxiden notwendige Menge Kohlenstoff oder ein geringer KohlenstoffÜberschuß enthalten ist. Ein Pellet kann z. B. SiC, B₄C, CaC und TiO₃ oder Al O₃ oder BaO enthalten, weil sich bei der Verhüttung in der Carbidbildungszone aus den Oxiden die Carbide (Al.C,, TiC bzw. BaC₃) bilden, wenn genügend Kohlenstoff zur Verfügung steht. Bei der Zersetzung der im Pellet entstandenen Carbide durch Oxide entsteht in der Reduktionsschmelzzone die das Metall des Oxids und das Metall des Carbids enthaltende Legierung.

Bei Untersuchungen bezüglich der Menge des im Pellet enthaltenen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels wurde festgestellt, daß das Verhältnis zwischen der zur Umwandlung der Oxide in Carbide erforderlichen Kohlenstoffmenge und der tatsächlich vorhandenen Kohlenstoffmenge vorzugsweise 1:1,05 bis 1:1,5 und insbesondere 1:1,05 bis 1:1,15 betragen soll. Enthält das Pellet einen größeren KohlenstoffÜberschuß, so entsteht daraus Koks, der den elektrischen Widerstand der Pellets und damit den der ganzen Charge verringert- Dies führt zu den oben bereits erläuterten Nachteilen (geringe Eintauchtiefe der Elektroden, Verengung der Zonen und Schlackebildung) und verschlechtert außerdem den Warmenutzungsfaktor des Ofens in einem hohen Grade, da die bei der Reduktion entstehenden Gase aus dem Ofen austreten, ohne vorher ihren Wärmegehalt abgegeben zu haben. Die erforderliche Kohlenstoffmenge darf deshalb nicht mit den Oxiden und Carbiden der Legierungskomponenten zusammen pelletiert werden, sondern muß der Charge lose in Form von Petrolkoks, HoIz-

20' kohle, trockenem Lignit, Torf oder Holzabfällen mit geringem Aschegehalt und hohem elektrischen Widerstand in stückiger Form zugemischt werden. Nur auf diese Weise läßt sich eine Charge mit hohem Widerstand erzielen.

Schließlich wurde auch der Quarzit als Bestandteil der Charge untersucht, wobei festgestellt wurde, daß der Quarzit nicht in jedem Falle geeignet ist, denn in manchen Fällen entstehen außerordentlich hochschmelzende Silicide, die nicht aus dem Ofen abgelassen werden können, so daß

keine kontinuierliche Betriebsführung möglich ist. Beispiele dafür sind (in Klammern ist der Schmelzpunkt angegeben) Zr₂Si (2210⁰C), Zr₅Si₃ (2210⁰C), Zr₄Si₃ (2220°C), Ti₅Si₃ (2120⁰C), V₃Si (2050⁰C), V₅Si₃ (2150⁰C), NbSi₂ (1930⁰C). Um zu verhindern, daß diese Silicide entstehen,

gibt man zu der Charge statt des Quarzits das Oxid einer Haupt-

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komponente, die das Silizium und auch das metallische Element des Silicids löst und/oder mit diesen Eutektika bildet, wodurch eine zum Abstich genügend niedrig schmelzende Legierung entsteht. Man kann auch Eisenzusätze verwenden. Ein derartiges Vorgehen ist zweckmäßiger als die Erhöhung der Verhüttungstemperatur, der auch durch den Schmelzpunkt des Ofenfutters Grenzen gesetzt sind, weil die Verdampfungsverluste an Si und Metallen, insbesondere im Falle der einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisenden Metalle Mg, Ca, Ba, Mn und Cr, auf diese Weise geringer sind. Das statt Quarzit verwendete Oxid kann, wenn es stückig ist, der Charge einfach zugesetzt werden. Ist das Oxid jedoch pulverförmig, so muß es pelletiert werden, und zwar in kohlenstoffarmen Pellets, die nur das 0,66-bis 0,02-fache der zur Reduktion der im Pellet vorhandenen Oxide zu Elementen erforderlichen Kohlenstoffmenge enthalten.

Zur Durchführung des Verfahrens müssen demnach zuerst PeI-20-lets, die kohlenstoffreich sein können, hergestellt werden. Dabei sind verschiedene Typen zu unterscheiden. Die die Oxide und/oder Carbide basenbildender Elemente enthaltenden Pellets sind basische Pellets, die Oxide und/oder Carbide amphotere Elemente enthaltenden Pellets sind neutrale Pellets, und die Oxide und/oder Carbide säurebildender Elemente enthaltenden Pellets sind saure Pellets. Gemischte Pellets (basisch und neutral und sauer) können aus Oxiden nicht gebildet werden, jedoch können Pellets hergestellt werden, die zwei oder alle drei Arten von 0 Carbiden zusammen mit einer Art vo% Oxiden enthalten. Die Pellets können auch kohlenstoffarm sein. Auch die kohlenstoff armen Pellets können sauer, neutral oder basisch sein,

Die wesentlichste Erkenntnis, auf der die Erfindung beruht, besteht darin, daß die Schlackenbildung nur dann

vermeidbar ist, wenn man verschiedene Arten von Pellets (kohlenstoffarm und kohlenstoffreich) herstellt, die innerhalb dieser Unterteilung noch verschiedene Zusammensetzungen aufweisen können. Auf keinen Fall kann ein Pellet die Oxide sämtlicher Hauptkomponenten enthalten.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von komplexen Ferrolegierungen auf Siliziumbasis unter Verwendung von insbesondere pelletierten Erzen, Kohlen mit hohem Aschegehalt, Kraftwerkschlakke, kohlenstoff- und carbidhaltigen Abfällen und/oder stückigen Erzen, Carbiden und Kohlenstoffträgern mit einem hohen elektrischen Widerstand durch Herstellung einer Charge mit hohem elektrischen Widerstand und Reduktion derselben in einem Elektroofen. Dieses Verfahren besteht darin, daß man eine Charge zusammenstellt, in der die Gesamtmenge an Kohlenstoff das 0,82- bis 0,99-fache der zur Reduktion sämtlicher in der Charge vorliegenden Oxide zum Element erforderlichen Kohlenstoffmenge ausmacht, und dieser Koh-' lenstoffgehalt eingestellt wird, indem man Pellets herstellt, die außer dem Bindemittel einesteils

a) als zu reduzierende Oxide in einer Menge von wenigstens 50 Gew.-% die miteinander erst oberhalb von 1600 C schmelzenden Verbindungen oder Eutektika bildenden Oxide von nur basenbildenden Elementen (basische Pellets) oder nur amphoteren Elementen (neutrale Pellets) oder nur säurebildenden Elementen (saure Pellets) und anderenteils

b) kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel und/oder Carbide in einer Menge enthalten, die entweder das 1,05- bis 1,35-fache der zur Umwandlung der in den Pellets enthaltenden Oxide notwendigen Kohlenstoffmenge beträgt (kohlenstoffreiche Pellets) oder das 0,66- bis 0,02-fache

der zur Reduktion der in den Pellets befindlichen Oxide zum metallischen Element erforderlichen Menge ausmacht (kohlenstoffarme Pellets),

und die Charge

α) aus kohlenstoffreichen (basischen und/oder neutralen und/oder sauren) Pellets und/oder stückigen Carbiden und

ß) aus kohlenstoffarmen (basischen oder neutralen oder sauren) Pellets oder aus den stückigen Oxiden von basenbildenden oder amphoteren oder säurebildenden Elementen und

γ) stückigen Kohlenstoffträgern und gegebenenfalls aus 6) Eisenzusätzen

zusammenstellt unter der Bedingung, daß sowohl die PeI-lets als auch die Charge im wesentlichen boroxidfrei sind.

-Ib-

Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf:

a) Es ermöglicht die Verwendung billiger Rohstoffe (Kohlen mit hohem Aschegehalt, Kraftwerkschlacke, Flugasche, carbidhaltige Schlacken und Abfälle) zur Herstellung von komplexen Ferrolegierungen auf Siliziumbasis.

b) durch den Zusatz billiger Rohstoffe können die Kosten verringert werden, ohne daß dadurch eine Qualitätseinbuße des Produktes eintritt.

c) Das verfahren ermöglicht die Herstellung einer breiteren Palette an teilweise neuen Legierungen, die mit

-0 den bekannten Verfahren nicht herstellbar waren.

d) Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Chargen mit hohem elektrischen Widerstand zusammengestellt werden, wodurch die Elektroden tiefer in die Charge

-5 eintauchen. Demgemäß wächst die Stärke der einzelnen Zonen (Vorwärmzone, Entgasungszone, Carbidbildungszone etc.), der Wärmenutzungsfaktor des Ofens wird größer und im Endergebnis kann die zur Herstellung einer Gewichtseinheit Legierung erforderliche spezifische Energiemenge verringert werden.

e) Das Verfahren ermöglicht eine stabilere Betriebsführung, die Legierungen können kontinuierlich hergestellt werden, plötzliche Störungen des Ofenprogrammes sind weniger zu befürchten.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, zu deren Durchführung ein Elektroofen mit einer Leistungsaufnahme

von 120 kVA verwendet wird.

Zusammenfassung

Claims

_ ar _

Patentanspruch

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von komplexen Ferrolegierungen auf Siliziumbasis unter Verwendung von insbesondere pelletierten Erzen, Kohlen mit hohem Aschegehalt, Kraftwerkschlacke, kohlenstoff- und carbidhaltigen Abfällen und/oder stückigen Erzen, Carbiden und Kohlenstoffträgern mit hohem elektrischen Widerstand durch Herstellung einer Charge mit hohem elektrischen Widerstand und Reduktion derselben in einem Elektroofen, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Charge zusammenstellt, in der die Gesamtmenge an Kohlenstoff das 0,82- bis 0,99-fache der zur Reduktion sämtlicher in der Charge vorliegenden Oxide zum elementaren Zustand erforderlichen Kohlenstoffmenge ausmacht, und dieser Kohlenstoffgehalt eingestellt wird, indem man Pellets herstellt, die außer dem Bindemittel einesteils

a) als zu reduzierende Oxide in einer Menge von wenigstens 50 Gew.-% die miteinander erst oberhalb von 1600⁰C schmelzende Verbindungen oder Eutektika bildenden Oxide von nur basenbildenden Elementen (basiche Pellets) oder nur amphoteren Elementen (neutrale Pellets) oder nur säurebildenden Elementen (saure Pellets) und anderenteils

b) kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel und/oder Carbide in einer Menge enthalten, die entweder das 1,05- bis 1,35-fache der zur Umwandlung der in den Pellets enthaltenen Oxide notwendigen Kohlenstoffmenge beträgt (kohlenstoffreiche Pellets) oder das 0,66- bis 0,02-fache der zur Reduktion der in den Pellets befindlichen Oxide zum metallischen Element erforderlichen 5 Menge ausmacht (kohlenstoffarme Pellets)

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und die Charge

α) aus kohlenstoffreichen (basischen und/oder neutralen und/oder sauren) Pellets und/oder stückigen Carbiden und

ß) aus kohlenstoffarmen (basischen oder neutralen oder sauren) Pellets oder aus den stückigen Oxiden von basenbildenden oder amphoteren oder säurebildenden Elementen und

γ) stückigen Kohlenstoffträgern und gegebenenfalls aus

6) Eisenzusätzen
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zusammenstellt unter der Bedingung, daß sowohl die Pellets als auch die Charge im wesentlichen boroxidfrei sind.

Beschreibung