DE3544562A1 - Feinkoerniges mittel zur entschwefelung von eisenschmelzen - Google Patents
Feinkoerniges mittel zur entschwefelung von eisenschmelzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Mittel und Verfahren zur Ent
schwefelung von Roheisenschmelzen.
Zahlreiche Mittel und Verfahren wurden in den letzten
Jahren entwickelt, um Roheisenschmelzen außerhalb des
Hochofens z.B. in der Transport- oder Umfüllpfanne zu
entschwefeln. Besonders für Einblasverfahren geeignete
Mittel wurden auf Basis Calciumcarbid entwickelt, da
diese bei hoher Wirtschaftlichkeit eine schnelle Ent
schwefelung des Roheisens bewirken und zu ausreichend
niedrigen Endschwefelgehalten führen. Ein bevorzugtes
Mittel stellt ein Gemisch bestehend aus 20 bis 90 Gew.%
technischem Calciumcarbid und vorzugsweise gefälltem
Calciumcarbonat mit 2 bis 20 Gew.% darin verteiltem
Kohlenstoff (Diamidkalk) dar (DE-PS 17 58 250).
Aus der DE-AS 25 31 047 ist ein Verfahren zum Ent
schwefeln von Roheisen bekannt, daß als Entschwefelungs
mittel eine Mischung aus Calciumcarbid, Kalkstickstoff
oder Kalk mit einem Anteil von 0,5 bis 3,5 Gew.%
Aluminium - oder Magnesiumpulver bezogen auf die Calcium
verbindungen, verwendet.
In der US-Patentschrift 39 98 625 wird ein Entschwefelungs
mittel, bestehend aus einer Kombination von Kalk und
weiteren Bestandteilen mit Magnesium beschrieben, sowie
in der US-Patentschrift 42 66 969 der Einsatz von Kalk
mit kohlenstoffhaltigem Material und einem nicht
oxidierenden Fördergas empfohlen.
Nachteilig bei den bekannten Mitteln sind die großen
anfallenden Schlackenmengen, die besonders in den
Torpedopfannen aber auch in den offenen Pfannen zu un
erwünschten Ablagerungen und Verkrustungen führen und
darüber hinaus beträchtliche Mengen Eisen einschließen,
was zu erheblichen Eisenverlusten führt. Die Eisenver
luste konnten durch Zusatz von Flußspat und anderen Fluß
mitteln zwar verringert werden, jedoch wurde dadurch
die Entschwefelungswirkung beeinträchtigt.
Es bestand daher die Aufgabe, Mittel und Verfahren zur
Entschwefelung von Roheisen zu schaffen, womit man die
Nachteile der bisher bekannten Mittel vermeidet, aber
ebenfalls günstige Verbrauchswerte und niedrige End
schwefelgehalte erzielt.
Gelöst wurde diese Aufgabe durch ein feinkörniges
Mittel, das in fluidisierter Form mittels eines Förder
gases in die Eisenschmelze eingeblasen wird, das da
durch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen aus
technischem Calciumcarbid, einer getrockneten Kohle,
welche mindestens 15 Gew.% flüchtige Bestandteile ent
hält und die unmittelbar nach dem Eintritt in die Eisen
schmelze mindestens 80 Nl Gas/kg Kohle freisetzt sowie
feinkörnigem Magnesium besteht. Bevorzugt enthält das
Mittel 47,5 bis 95,5 Gew.% Calciumcarbid, 50 bis 2 Gew.%
Kohle und 2,5 bis 40 Gew.% Magnesium.
Als Calciumcarbid wird ein handelsübliches Produkt mit
Gehalten von 65 bis 85 Gew.% CaC 2 verwendet und dessen
Rest überwiegend aus Kalk besteht. Der Anteil an
technischem Calciumcarbid kann erfindungsgemäß in
weiten Grenzen schwanken; dementsprechend schwanken die
Gehalte der übrigen Bestandteile.
Besonders bevorzugt ist ein Mittel, dessen Gehalt an
technischem Calciumcarbid 66 bis 86 Gew.%, an ge
trockneter Kohle 20 bis 4 Gew.% und an feinkörnigem
Magnesium 10 bis 30 Gew.% beträgt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Kohlekomponente
solche Kohlesorten zu wählen, die als getrocknetes Pro
dukt beim pneumatischen Einbringen in die Eisenschmelze,
d.h. bei einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 103 bis
106°C/sec wenigstens 80 Nl Gas/kg freisetzt. Je höher
der Anteil an flüchtigen Bestandteilen in der Kohle
ist, umso höher ist im allgemeinen die Wirksamkeit des
Entschwefelungsmittels. So finden auch Kohlen Verwendung,
die wenigstens 25 Gew.% flüchtige Bestandteile enthalten.
Bevorzugt werden jedoch Kohlen verwendet, die in ge
trockneter Form unmittelbar nach dem Eintritt in die
Eisenschmelze ein Gasvolumen von mindestens 150 Nl/kg
entwickeln. Kohlen, die diese Bedingungen erfüllen,
sind insbesondere Braunkohlen, Flammkohle, Gasflamm
kohle, Gaskohle und Fettkohle. Sie werden nachfolgend
tabellarisch aufgeführt.
Sollte es sich als zweckmäßig erweisen, können auch
zwei oder mehrere Kohlesorten mit hohen Gehalten an
flüchtigen Bestandteilen im Gemisch verwendet werden.
Der Feuchtegehalt der getrockneten Kohle sollte weniger
als 0,5 Gew.% betragen, um eine Acetylenbildung durch
Reaktion mit dem Calciumcarbid auszuschließen. Erreicht
werden solche Trocknungsgrade in handelsüblichen Trocken
vorrichtungen wie Drallstrom-, Flugstrom- oder Mahl
trocknern sowie beim Trocknen im Vakuum in einfachen
Aggregaten, worin das zu trocknende Gut lediglich be
wegt oder umgewälzt wird.
Das zu verwendende Magnesium besitzt eine Körnung
kleiner 1 mm. Bevorzugt wird ein Magnesium verwendet,
das bereits auf < 200 µm zerkleinert ist, besonders
bevorzugt wird ein Magnesium, das eine Korngröße < 100 µm
besitzt.
Die Bestandteile des erfindungsgemäßen Mittels werden
intensiv vermahlen und gemischt, wobei diese so weit
zerkleinert werden, daß mindestens 90 Gew.% des Ge
misches eine Korngröße < 200 µm, bevorzugt aber 90 Gew.%
eine Korngröße < 100 µm und 40 bis 65 Gew.% eine Korn
größe < 50 µm aufweisen. Gewisse Abweichungen hiervon
sind ohne Belang auf den Entschwefelungseffekt.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels wird die
getrocknete Kohle dem gegebenenfalls vorgebrochenen
oder vorgemahlenen Calciumcarbid zudosiert und das Ge
misch in einer Mühle, z.B. in einer Rohrmühle gemeinsam
auf die erforderliche Kornfreiheit gebracht. Hierbei
kann es sich als zweckmäßig erweisen, unter Inertgas
deckung zu arbeiten, um evtl. entstehende geringe
Acetylenmengen aus der Misch- und Mahlanlage sofort zu
entfernen.
Vorzugsweise werden die Bestandteile so weit zerkleinert,
daß 90 Gew.% des Gemisches eine Korngröße 90 µm und 40
bis 65 Gew.% eine Korngröße 50 µm aufweisen. Man kann
aber auch das Carbid und die Kohle getrennt vermahlen
und nachträglich zusammenmischen.
Man kann dem Mittel, bestehend aus Calciumcarbid und
getrockneter Kohle das Magnesium zudosieren, so daß das
Mittel als homogenes Gemisch pneumatisch in die Schmelze
gefördert wird. Bevorzugt wird der Gehalt an technischem
Calciumcarbid auf 47,5 bis 95,5 Gew.% besonders bevorzugt
66 bis 86 Gew.%, der an getrockneter Kohle auf 50 bis 2
Gew.% besonders bevorzugt 20 bis 4 Gew.% und der an
feinkörnigem Magnesium auf 2,5 bis 40 Gew.% besonders
bevorzugt 10 bis 30 Gew.% eingestellt. Andererseits hat
es sich häufig als zweckmäßig erwiesen, das Carbid/Kohle-
-Gemisch nach seiner Herstellung getrennt vom Magnesium
zu lagern und beide Bestandteile erst in der Förderleitung
oder in der Lanze zu vereinigen und auf diese Weise
gemeinsam in die Schmelze einzubringen. Dieses Verfahren
der getrennten Zuführung des Carbid/Kohle-Gemisches und
des Magnesiums hat den Vorteil, daß der Anteil des
Magnesiums im Gemisch zeitlich variiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel in fluidisierter Form
mit einer Fördergasmenge von 3 bis 30 Nl/kg Mittel so
tief wie möglich in die Eisenschmelze eingeblasen wird.
Hierbei soll die Förderrate des Mittels 10 bis 100 kg/min
betragen; bevorzugt wird mit einer Förderrate von 30
bis 80 kg/min Entschwefelungsmittel gearbeitet.
Als Fördergase für das Entschwefelungsmittel verwendet
man vorzugsweise nichtoxidierende Gase wie Argon oder
Stickstoff allein oder als Gemisch, Wasserstoff ab
spaltende Gase wie Erdgas oder Propan ebenfalls allein
oder als Gemisch oder getrocknete Luft.
Das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel weist in
Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhebliche
Vorteile gegenüber bisher bekannten Mitteln auf. So
bringt die Kohle, abgesehen von der in ihr enthaltenen
geringen Aschemenge praktisch keine weiteren schlacke
bildenden Bestandteile in die Eisenschmelze ein. Damit
fällt bei Einsatz des erfindungsgemäßen Entschwefelungs
mittels erheblich weniger Schlacke an als bei der Ver
wendung von Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid als
gasabspaltende Zusätze.
Im Vergleich zu den bekannten Wasserstoff und Kohlen
dioxid abspaltenden Zusätzen hat die Kohe den Vorteil,
daß eine ausreichende Gasmenge unmittelbar nach dem
Eintritt in die Eisenschmelze entwickelt und damit eine
praktisch vollständige Dispergierung des feinteiligen
Calciumcarbids und des Magnesiums in der Eisenschmelze
erreicht wird. Hierdurch ist die Entschwefelungswirkung
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittels den bekannten
Entschwefelungsgemischen auf Basis Calciumcarbid gegen
über überlegen.
Das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel eignet sich
im Zusammenhang mit dem beschriebenen Einblasverfahren
ebenso gut zur Roheisenentschwefelung in der Umfüll
pfanne wie in der Transportpfanne (Torpedopfanne). Ins
besondere in der Umfüllpfanne macht sich der besonders
geringe Bedarf an Einblasgas vorteilhaft bemerkbar; die
Zusammensetzung des Mittels garantiert eine ausreichende
Verteilung, so daß ein hoher Ausnutzungsgrad des Ent
schwefelungsmittels erreicht wird.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels nach dem
Verfahren der Erfindung läßt eine deutliche Steigerung
des Entschwefelungsgrades erreichen bzw. benötigt eine
merklich verringerte Menge an Entschwefelungsmittel zur
Erzielung der gleichen Entschwefelungswirkung.
Infolge der geringen benötigten Menge an Entschwefelungs
mittel sind die Behandlungszeiten der Eisenschmelzen
kurz, so daß auch nur eine geringe Abkühlung der
Schmelze erfolgt. Die entstehenden Schlackenmengen sind
gering, wodurch die Eisenverluste beim Abziehen der
Schlacke unbedeutend sind.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher
erläutern.
Die in Tabelle 2 wiedergegebenen Ergebnisse sind Mittel
werte aus mindestens jeweils drei Entschwefelungsbe
handlungen.
Unter den Nummern 1 und 2 sind die Ergebnisse darge
stellt, die mit herkömmlichen Entschwefelungsmitteln
auf Basis von Calciumcarbid und Diamidkalk in der
offenen Pfanne, unter den Nummern 5 und 6 Ergebnisse,
die in der Torpedopfanne erhalten wurden.
Die erfindungsgemäßen Mittel mit Gehalten an Carbid,
Kohle und Magnesium zeigen sich den herkömmlichen
Mitteln deutlich überlegen.
Die in Tabelle 2 verwendeten Abkürzungen bedeuten:
kg E-Mittel
t REaufgewendete Menge Entschwefelungsmittel pro t Roheisen
t REaufgewendete Menge Entschwefelungsmittel pro t Roheisen
kg E-Mittel
minFörderrate kg Entschwefelungsmittel pro Minute
minFörderrate kg Entschwefelungsmittel pro Minute
SAAusgangsschwefelgehalt der Roheisenschmelze
SEEndschwefelgehalt der RE-Schmelze
nach der Behandlung
α-WertKennziffer für die Wirksamkeit des
Entschwefelungsmittels (Quotient
aus aufgewandter Menge Entschwefelungsmittel
und Differenz zwischen
Ausgangs- und Endschwefelgehalt der
Roheisenschmelze × 100)
Carbidtechnisches Calciumcarbid
MgMagnesium
CaD 8515Mittel, bestehend aus 85 Gew.-%
technischem Carbid und 15 Gew.-%
Diamidkalk
%Gewichtsprozent
Claims (16)
1. Feinkörniges Mittel zur Entschwefelung von ge
schmolzenem Eisen, das in fluidisierter Form
mittels eines Fördergases in die Eisenschmelze
eingeblasen wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß es im wesentlichen aus
technischem Calciumcarbid, einer getrockneten
Kohle, welche mindestens 15 Gew.% flüchtige
Bestandteile enthält und die unmittelbar nach dem
Eintritt in die Eisenschmelze mindestens 80 Nl
Gas/kg Kohle freisetzt und feinkörnigem Magnesium
besteht.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß es 47,5 bis
95,5 Gew.% Calciumcarbid, 50 bis 2 Gew.% Kohle und
2,5 bis 40 Gew.% Magnesium enthält.
3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gehalt an
technischem Calciumcarbid 66 bis 86 Gew.%, an ge
trockneter Kohle 20 bis 4 Gew.% und an feinkörnigem
Magnesium 10 bis 30 Gew.% beträgt.
4. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine
Kohle, welche 80 Nl Gas/kg Kohle bei einer Er
hitzungsgeschwindigkeit von 103 bis 106°C/sec
freisetzt.
5. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feuchtegehalt der getrockneten Kohle weniger
als 0,5 Gew.% beträgt.
6. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die getrocknete Kohle mindestens 25 Gew.% flüchtige
Bestandteile enthält.
7. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die getrocknete Kohle unmittelbar nach dem Eintritt
in die Eisenschmelze mindestens 150 Nl Gas/kg Kohle
freisetzt.
8. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kohle eine Braunkohle ist.
9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die
Kohle aus der Gruppe bestehend aus Flammkohle, Gas
flammkohle, Gaskohle und Fettkohle ausgewählt wird.
10. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens 90 Gew.% des Gemisches eine Korngröße
< 200 µm aufweist.
11. Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens 90 Gew.% des Gemisches eine Korngröße
< 100 µm und 40 bis 65 Gew.% eine Korngröße < 50 µm
aufweisen.
12. Verfahren zur Entschwefelung von Eisenschmelzen
mit einem Entschwefelungsmittel nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel in
fluidisierter Form mit einer Fördergasmenge von 3
bis 30 Nl/kg Mittel in die Eisenschmelze einge
blasen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Mittel mit
einer Förderrate von 10 bis 100 kg/min in die Ei
senschmelze eingeblasen wird.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 12 oder 13, da
durch gekennzeichnet, daß
als Fördergas ein nichtoxidierendes Gas aus der
Gruppe Stickstoff, Argon, Erdgas und Propan ver
wendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
das feinteilige Magnesium und das Carbid-/Kohle-
Gemisch getrennt gelagert und fluidisiert und
danach in der Förderleitung oder Lanze vereinigt
werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Anteil des
Magnesiums im Gemisch während des Einblasens zeit
lich variiert wird.
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Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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8363 | Opposition against the patent | ||
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