DE4128499A1

DE4128499A1 - Verfahren zur behandlung von roheisenschmelzen zu deren entschwefelung

Info

Publication number: DE4128499A1
Application number: DE4128499A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Abele; Heinz Van Den Dipl Ing Boom; Alfred Dr Rer Nat Ender; Eckart Dipl Ing Hees; Walter Dipl Ing Meichsner
Original assignee: Thyssen Stahl AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2011-08-29
Also published as: SK281718B6; PL169938B1; ZA926214B; SK263892A3; US5366539A; EP0530552A1; ATE118825T1; ES2071393T3; RU2096484C1; HU9202762D0; PL295696A1; DE4128499C2; DE59201454D1; CZ263892A3; RO115651B1; EP0530552B1; UA32411C2; HU216171B; CA2076743A1; CZ281703B6

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Roheisenschmelzen zu deren Entschwefelung in einem Behälter, insbesondere in einer Umfüllpfanne, die eine saure, oxidierte Anfangsschlacke aufweisen, durch Einblasen von feinkörnigen Feststoffen in die Schmelze mit einem Fördergas über eine Einblaslanze, sowie eine Variante, bei der die Anfangsschlacke vor der Behandlung von der Roheisenschmelze entfernt und eine neue Abdeckschlacke gebildet wird.

Bei der Entschwefelung von Roheisen ist es bekannt, zwei Behand lungsstoffe, beispielsweise ein Erdalkalicarbonat, wie Calciumcar bonat, und ein metallisches Reduktionsmittel, wie feinkörniges Magnesium (DE-OS 27 08 424, DE-OS 27 08 424, DE-OS 26 50 113, US-PS 39 98 625) oder eine Mischung aus zwei Behandlungsstoffen und einem weiteren Behandlungsstoff, beispielsweise Calciumcarbid und eine gasabspaltende Kohle als Mischung und feinkörniges Magne sium (EPOS 02 26 994), oder drei Behandlungsstoffe, beispielsweise Calciumcarbid, eine gasabspaltende Kohle und feinteiliges Magnesium (US-PS 48 32 739), getrennt zu fluidisieren und die Fluidate un mittelbar vor ihrem Eintritt in die Schmelze zu vereinigen.

Diese als Koinjektion bezeichnete Einblastechnik hat zu einer Ver besserung der Entschwefelung von Roheisenschmelzen geführt. Bei einer Weiterentwicklung der Koinjektion von Calciumcarbid und Magnesium bei einem Verhältnis von 3,5 : 1 ist ferner eine Vorbe handlung und eine Nachbehandlung mit ca. 90 kg bzw. ca. 136 kg Calciumcarbid durchgeführt worden (73 rd Steel making Conference Proceedings, Vol. 73, Detroit Meeting, March 25-28, 1990, S. 351-355). Ein weiteres ähnliches Verfahren ist aus der DE-OS 39 42 405 bekannt. Es treten jedoch weiterhin Nachteile auf:

1. Roheisen, das im Kochofen erzeugt wurde, weist eine saure, oxidierte Anfangsschlacke auf. Wird, wie bei den vorbeschrie benen, zum Stand der Technik gehörenden Verfahren, in der Anfangsphase mit feinkörnigem Magnesium entschwefelt, können die sich bildenden Magnesiumsulfide (MgS) von der Schlacke nicht auf genommen werden.
2. Eine ausreichende Dispergierung der Entschwefelungsmittel und eine auf den Reaktionsverlauf abgestimmte Badumlaufbe wegung lassen sich nicht optimal einstellen.
3. Eine auf den momentanen Schwefelgehalt der Roheisenschmelze abgestimmte Zufuhr von feinteiligem Magnesium läßt sich nicht optimal durchführen.
4. Eine Konditionierung/Modifikation der Endschlacke, d. h. eine Verringerung der Eisen-Aufnahme, läßt sich nicht optimal errei chen. Ferner läßt sich das Ausspülen von schwebenden Magnesium sulfiden in der Schmelze und die Umsetzung von gelöstem Magne sium mit dem Schwefel der Schmelze nicht optimal durchführen.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Anfangsschlacke so zu beeinflussen, daß sie für die Magnesiumsulfide aufnahmefähig ist und eine optimale Dispergierung der Entschwefelungsmittel in der Schmelze mit einer auf den Reaktionsablauf optimal abgestimmten Badumlaufbewegung gewährleistet. Schließlich sollen Störeinflüsse beseitigt werden, die auf einer unkontrollierten Rückschwefelung beruhen, so daß die Zugabe von feinkörnigem Magnesium auf den Schwefelgehalt der Schmelze besser abgestimmt und die Modifikation der Schlacke zur Begrenzung der Aufnahme von Eisen in die Schlacke, sowie das Ausspülen der Magnesiumsulfide aus der Schmelze verbessert werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung gemäß Anspruch 1 dadurch, daß

- in der Anfangsphase solche Feststoffe eingeblasen werden, die die Anfangsschlacke desoxidieren und ihre Basizität erhöhen sowie eine Umlaufbewegung der Schmelze bewirken und
- in der mittleren Phase ein oder mehrere Entschwefelungs mittel zur Hauptentschwefelung eingeblasen werden und
- in der Schlußphase solche Feststoffe eingeblasen werden, die die Schmelze reinigen und eine Schlußentschwefelung bewirken, sowie die sich gebildete Entschwefelungsschlacke so beeinflussen, daß ihr Gehalt an Eisengranalien gering ist.

Anspruch 2 kennzeichnet eine Verfahrensvariante, bei der die saure, oxidierte Anfangsschlacke vor der Behandlung von der Roheisenschmelze entfernt wird. Bei dieser Variante werden in der Anfangsphase solche Feststoffe eingeblasen, die eine basische, desoxierende, die Roheisenschmelze abdeckende Schlacke bilden und eine Umlaufbewegung der Schmelze bewirken. Die Merkmale der beiden weiteren Phasen stimmen mit denen von Anspruch 1 überein.

In Abweichung von bisherigen Entschwefelungsverfahren, bei denen von Beginn der Behandlung an Entschwefelungsmittel in die Roheisenschmelze eingeblasen werden, wird erfindungsgemäß der eigentlichen Entschwefelungsphase eine Behandlung als Anfangsphase vorgeschaltet und eine weitere Behandlung als Schlußphase nachgeschaltet. Auf diese Weise lassen sich in vorteilhafter Weise die geschilderten Nachteile vermeiden und eine verbesserte Entschwefelung der Roheisenschmelzen erzielen.

Bevorzugt werden

- in der Anfangsphase (I) desoxierende und/oder kalkhaltige und/oder gasabspaltende Feststoffe,
- in der mittleren Phase (II) der Behandlung als Entschwefelungsstoffe Magnesiumträger und/oder Calcium verbindungen gegebenenfalls mit gasabspaltenden Feststoffen und Flußmitteln

eingeblasen. Die kalkhaltigen Feststoffe können ausgewählt werden aus der Gruppe Kalk, Kalkstein und Dolomit. Die gasabspaltenden Feststoffe für die Anfangsphase sind gemäß Anspruch 12 ausgewählt aus der Gruppe Flammkohle, Gasflammkohle, Braunkohle, Kalkstein und Dolomit, während die gasabspaltenden Feststoffe für die II. und III. Phase ausgewählt sind aus der Gruppe Flammkohle, Gasflammkohle, Braunkohle und Diamidkalk.

Die desoxidierenden Feststoffe, die während der I. Phase in die Roheisenschmelze eingeblasen werden, sind gemäß Anspruch 14 aus gewählt aus der Gruppe Aluminium und Polyethylen. Polyethylen wirkt direkt im Schlackenbereich und senkt die Sauerstoffaktivi tät; insgesamt wird die Aufnahmefähigkeit der Anfangsschlacken für Sulfide erhöht.

Die Calciumverbindungen, die während der mittleren Phase und der Schlußphase als Entschwefelungsmittel in die Roheisenschmelze eingeblasen werden, sind gemäß Anspruch 15 ausgewählt aus der Gruppe fließfähiger, reaktiver Kalk und technisches Calciumcarbid. Die Magnesiumträger, die während der mittleren Phase der Behand lung in die Roheisenschmelze eingeblasen werden, sind gemäß An spruch 16 ausgewählt aus der Gruppe metallisches Magnesium, mit oder ohne Beschichtungen, alleine oder im Gemisch mit Kalk, CaC₂, Calcium-Aluminate, aluminiumhaltiger Kugelmühlenstaub, Tonerde und Magnesiumoxid.

Die Flußmittel, die in der Schlußphase der Behandlung in die Schmelze eingeblasen werden, sind gemäß Anspruch 17 ausgewählt aus der Gruppe Flußspat und Soda (Natriumcarbonat).

Nach einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 18 können die kalkhaltigen Feststoffe mit einem aluminiumhaltigen Stoff ge mischt sein. Entsprechendes gilt gemäß Anspruch 19 für die Cal ciumcarbidträger. Nach Anspruch 20 sind die aluminiumhaltigen Feststoffe ausgewählt aus der Gruppe Aluminium, Hüttenaluminium und aluminiumhaltiger Kügelmühlenstaub.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt in der Anfangs phase der Behandlung kalkhaltige und gasabspaltende Feststoffe in die Schmelze eingeblasen, um die Anfangsschlacke zu desoxidieren und um eine Umlaufbewegung der Schmelze vorzunehmen. Durch den Zusatz kalkhaltiger Feststoffe, wie Kalk als Basenträger, wird die Basizität der Schlacke erhöht und auf diese Weise eine Neutra lisation erreicht. Durch die gasabspaltenden Feststoffe zusammen mit dem eingeblasenen Fördergas wird die Schmelze gerührt. Das Silizium und das Eisenoxid (FeO) der Schmelze werden durch die erzeugte Umlaufbewegung im Sinne einer Desoxidation zu Kieselsäure (SiO₂) und Eisen (Fe) umgesetzt.

In der mittleren Phase der Behandlung werden als Entschwefelungs mittel bevorzugt Magnesium und Calciumcarbid eingeblasen, wobei die in der beschriebenen Weise vorbehandelte Schlacke die ent stehenden Magnesiumsulfide aufnehmen kann. Das Einblasen von gas abspaltenden Feststoffen in dieser Phase ist eben falls von Vorteil.

In der Schlußphase der Behandlung werden bevorzugt Calciumcarbid träger und gasabspaltende Feststoffe in die Schmelze eingeblasen. Dabei tragen die abgespaltenen Gase zusammen mit dem Fördergas dazu bei, die in der Schmelze schwebenden Magnesiumsulfide aus zuspülen und in der Schmelze gelöstes Magnesium mit Schwefel umzusetzen. Zur Schlackenkonditionierung werden ggf. Flußmittel eingeblasen. Die gebildete Entschwefelungsschlacke wird durch diese Stoffe so beeinflußt, daß ihr Gehalt an Eisengranalien gering ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden somit in Abweichung von den bisher bekannten Entschwefelungsverfahren eine Vielzahl von Feststoffen - Basenträger, Desoxidationsmittel, Entschwefelungs mittel, Gasabspalter, Schlackenkonditionierer - unabhängig von einander in zeitlich optimaler Dosierung in die Roheisenschmelze eingeblasen. Dabei können die Feststoffe gemäß Anspruch 4 während der einzelnen Behandlungsphasen gleichzeitig oder nacheinander in die Schmelze eingeblasen und die Mengen pro Zeiteinheit entspre chend dem Schwefelgehalt angepaßt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 5 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die feinkörnigen Fest stoffe einzeln aus separaten Druckfördergefäßen entnommen und über eine gemeinsame Förderleitung mit anschließender Einblas lanze in die Schmelze eingeblasen. Auf diese Weise kann eine optimale Dosierung der einzelnen Feststoffe erzielt werden.

Gemäß Anspruch 6 können jedoch auch jeweils zwei oder drei fein körnige Feststoffe als Gemisch sowie Einzelfeststoffe aus ge trennten Druckfördergefäßen entnommen und über eine gemeinsame Förderleitung mit anschließender Einblaslanze in die Schmelze eingeblasen werden. Während bei der Verfahrensvariante nach Anspruch 5 für jeden feinkörnigen Feststoff ein separates Druck fördergefäß vorhanden sein muß, kann bei der Verfahrensvariante nach Anspruch 6 der Aufwand für Druckfördergefäßen eingeschränkt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird die Menge des eingeblasenen Fördergases in Abhängigkeit von der Menge der eingeblasenen Feststoffe und die gesamte Rührgasmenge Vg so gesteuert, daß sich eine dissipierte Rührenergie ED_diss in der Schmelze von mindestens 100 Watt/t Roheisen ergibt nach der Beziehung:

mit:
Vg = Summe der eingeblasenen Fördergasmenge, der durch Gasabspaltung in der Schmelze freiwerdenden Gasmenge und der Gasmenge durch Verdampfung von metallischem Magnesium aus Magnesiumträgern
T_l = Temperatur der Schmelze, °K
g = Erdbeschleunigung, m/s²
ρ_l = Dichte der Schmelze, kg/m³
H_b = Höhe der Schmelze, die von Gasblasen durchströmt wird, m
P₀ = Druck der Schmelze, bar
Gschm = Gewicht der behandelten Schmelze, t

Nach Anspruch 8 wird die dissipierte Energiedichte bevorzugt auf Werte zwischen 200 bis 1.000 Watt/t Roheisen eingestellt. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 9 wird die dissipierte Energiedichte in der Anfangsphase der Behand lung auf Werte zwischen 600 bis 1.000 Watt/t Roheisen und in der mittleren und Schlußphase auf Werte zwischen 200 bis 700 Watt/t Roheisen eingestellt.

Ferner wird bevorzugt gemäß Anspruch 10 die Menge der einge blasenen Magnesiumträger mit absinkendem Schwefelgehalt ver ringert und die Menge der eingeblasenen Calciumverbindungen sowie der gasabspaltenden Feststoffe und/oder die Menge des eingeblasenen Fördergases erhöht.

Als Vorteil der Erfindung wird angesehen, daß die Probleme, die mit den eingangs beschriebenen bekannten Entschwefelungsverfahren verbunden sind, überwunden werden können und daß aufgrund der er findungsgemäßen dreiphasigen Behandlung eine verbesserte Entschwe felungswirkung erzielt werden kann. In vorteilhafter Weise ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Anpassung der metallurgischen Prozeßführung mit verfahrenstechnischen Mitteln unter Einsatz von auf die Verfahrensstufen abgestimmten Entschwefelungskomponenten möglich. Weitere Vorteile sind darin zu sehen, daß eine erhebliche Verringerung des Verbrauches teurer Entschwefelungsmittel erzielt wird mit entsprechendem wirtschaftlichem Nutzen. Außerdem wird die Ausnutzung dieser Mittel nicht nur durch Vermeidung von Oxidation und Rückschwefelung, sondern auch dadurch optimiert, daß durch Steuerung der kinetisch wesentlichen Parameter, nämlich Turbulenz und Angebot der Entschwefelungsmittel je Zeiteinheit, die jeweils günstigsten Bedingungen eingestellt werden. Die deutlich geringeren Verbräuche an Entschwefelungsmitteln schlagen sich sowohl insgesamt, als auch indirekt, in Verbindung mit niedrigen Eisenverlusten, ge ringeren Schlackenmengen, kurzen Behandlungszeiten und geringeren Wärmeverlusten kostenmäßig positiv nieder.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Bilder 1, 2 und 3 erläutert.

Dabei zeigen

Bild 1: den Ablauf der Entschwefelung einer Roheisenschmelze mit fünf getrennt zugeführten Stoffen,

Bild 2: den Ablauf der Entschwefelung einer Roheisenschmelze mit zwei Gemischen und zwei Einzelstoffen, d. h. ins gesamt mit vier Komponenten und

Bild 3: den Ablauf der Entschwefelung einer Roheisenschmelze mit zwei Gemischen und einem Einzelstoff, d. h. ins gesamt mit drei Komponenten.

Wie in Bild 1 schematisch dargestellt, wird in der Anfangsphase der Behandlung die Roheisenschmelze, die sich beispielsweise in einer Umfüllpfanne befindet, kräftig mit dem aus der Gaskohle abgespaltenen Gas gerührt; dabei desoxidiert die Schlacke durch die Zersetzungsprodukte der Gaskohle und durch Reaktion des Si liziumgehaltes des Roheisens zu Kieselsäure und Fe. Zur Basizi tätserhöhung wird in kurzer Zeit Kalk (CaO) zugeführt.

In der mittleren Phase der Behandlung wird bei Zurücknahme des Kalkes intensiv feinkörniges Magnesium und relativ wenig Cal ciumcarbid in die Schmelze eingeblasen; der Zusatz der Gaskohle wird zur Begrenzung der Turbulenz in der Schmelze gedrosselt. Entsprechend dem Verlauf des Schwefelgehaltes in der Schmelze wird der Zusatz des Magnesiums zurückgenommen. Dafür wird das Einblasen von Calciumcarbid und Kohle zur Verstärkung der Bad bewegung erhöht.

Zu Beginn der Schlußphase der Behandlung wird nach Abschalten des Magnesiumzusatzes Calciumcarbid je nach Bedarf entweder weiter eingeblasen oder der Zusatz wird verringert; dafür wird die Schmelze kräftig gerührt, und zwar einmal durch das Förder gas und zum anderen durch das aus der Gaskohle abgespaltene Gas. Auf diese Weise werden die Magnesiumsulfide aus der Schmelze in vorteilhafter Weise ausgespült. Zur Schlackenkonditionierung wird in der Schlußphase der Behandlung ein Flußmittel in die Schmelze eingeblasen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die fünf einge setzten Feststoffe - Kalk, Gaskohle, Calciumcarbid, Magnesium und Flußmittel - einzeln in separaten Druckfördergefäßen, aus denen sie entnommen und über eine gemeinsame Förderleitung mit anschließender Einblaslanze in die Schmelze eingeblasen werden. Die Druckfördergefäße weisen an sich bekannte regelbare Dosier ventile auf, mit denen die Feststoffe gleichzeitig oder nach einander in die Schmelze eingeblasen und die Mengen pro Zeit einheit, wie aus Bild 1 hervorgeht, variiert werden können.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Bild 2 sind die Feststoffe Kalk und Gaskohle, die in der Anfangsphase der Behandlung in die Roheisenschmelze eingeblasen werden, und die Feststoffe Cal ciumcarbid und Gaskohle, die während der mittleren Phase und der Schlußphase in die Roheisenschmelze eingeblasen werden, jeweils als Gemisch in einem Druckfördergefäß enthalten. Hier durch kann der apparative Aufwand an Druckfördergefäßen um ein Gefäß gesenkt werden, wobei jedoch durch den Einsatz von zwei Gemischen die gezielte Beeinflussung der Roheisenschmelze etwas weniger optimal durchgeführt werden kann als gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Bild 1.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Behandlungsverfah rens stellt das Ausführungsbeispiel gemäß Bild 3 dar, bei dem einmal die Komponenten Kalk, Gaskohle und Flußmittel als Ge misch, ferner die Komponenten Calciumcarbid und Gaskohle als Gemisch und Magnesium als Einzelfeststoff in getrennten Druck fördergefäßen vorliegen. Auf diese Weise kann der apparative Aufwand für die Druckfördergefäße weiter herabgesetzt werden.

Auch für dieses Ausführungsbeispiel gilt, daß die gezielte Beeinflussung der Roheisenschmelze und der Anfangsschlacke etwas weniger optimal durchgeführt werden kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Bild 1.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Vergleichs- und Ausführungs beispiele weiter erläutert, die sich auf den Entschwefelungs mittelverbrauch und die Entschwefelungswirkung beziehen, und zwar zeigt Tabelle 1 die Vergleichsbeispiele 1 bis 14, während die Tabellen 2 bis 5 die erfindungsgemäßen Beispiele 15 bis 25 zeigen.

Vergleichsbeispiele

Bei den Behandlungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurde ge trocknete Druckluft als Fördergas verwendet. Bei Behandlungen der Vergleichsbeispiele 6 bis 14 war Argon das Fördergas. Trotz der unterschiedlichen Pfanneninhalte sind aufgrund annähernd gleicher Lanzentauchtiefe alle Behandlungen vergleichbar. Die angegebenen Feststoff- und Fördergas-Förderleistungen waren über die Dauer der Behandlung jeweils konstant. Die Roheisentempera turen lagen bei allen Behandlungen im Bereich 1.300 bis 1.380°C. Zur Vergleichbarkeit der Entschwefelungsmittelverbräuche wurden die Anteile an Calciumcarbid nach Erfahrungswerten hinsichtlich der Entschwefelungswirksamkeit auf Magnesium umgerechnet. Dieses sog. Magnesiumäquivalent ist als spezifischer Verbrauch in der letzten Spalte angegeben.

Erfindungsgemäße Beispiele

In sämtlichen Behandlungen der Beispiele 15 bis 25 wurde Argon oder Stickstoff als Fördergas verwendet.

Beh.-Nr. 15:

Roheisenmenge 232 t, ca. 1,2 t Pfannenschlacke vor der Behandlung, S-Gehalt vor der Beh.: 0,042%
Phase I:
Einblasen von 1,5 kg/t=348 kg eines Gemisches aus 90% Feinkalk und 10% Flammkohle (Körnungen: <0,1 mm) in 4,2 Minuten mit 450 Nl/min N₂.
Phase II:
Einblasen von 328 kg CaM 20 (76% techn. Calciumcarbid, 20% Magnesium, 4% Flammkohle) entspre. 1,41 kg/t, in 9,1 Minuten entspr. 36 kg/min (konstant). Fördergas: Argon, 800 Nl/min (konstant).
Phase III:
Einblasen von 80 kg eines feinkörnigen Gemisches aus 80% Flußspat und 20% Flammkohle in 2,6 Minuten mit 500 Nl/min. Die sehr leichte Schlacke mit offenbar ge ringem Eisengehalt war feinkrümelig und ließ sich gut abziehen. Der S-Gehalt nach der Behandlung betrug 0,0048% bei einem Mg-Äquivalent von 0,44 kg/t.

Beh.-Nr. 16:

Roheisenmenge: 226 t, S_A: 0,036%
Phase I:
Einblasen von 200 kg eines feinkörnigen Gemisches aus 75% Kugelmühlenstaub und 25% Kalksteinmehl in 3,2 Minuten mit 520 Nl/min.
Phase II:
Einblasen aus 2 verschiedenen Förderbehältern (Koin jektion) 258 kg CaC5 (95% techn. Calciumcarbid, 5% Flammkohle), mit 38 kg/min (konstant) sowie 128 kg Mg 50 KMS (50% Mg, 50% Kugelmühlenstaub) mit 19 Kg/min und 780 Nl Argon/min.
Phase III:
Der CaC5-Strom wurde beibehalten und sofort nach Ab schalten des Mg-50-Stromes wurde aus einem 4. Förder behälter, der ebenfalls in Reihe geschaltet war, Cal ciumaluminatstaub ([0,3 mm, ca. 50% CaO, 44% Al₂O₃, Rest MGO+SiO₂) zugeschaltet. Insgesamt wurden 120 kg CaC5 und 80 kg Ca-Aluminat in dieser Phase eingeblasen. Der Argondurchfluß wurde zur Erhöhung der Rührleistung auf (konstant) 1200 Nl/min erhöht. Die Roheisenprobe nach der Behandlung ergab 0,0034% S; MG-Äquivalent= 0,52 kg/t.

Beh.-Nr. 17:

Roheisenmenge: 226 t, S_A: 0,038%

Dieser Versuch wurde in der gleichen Art wie Beh. Nr. 16 durchge führt, mit nur geringfügigen Abweichungen in Mengen und Zeiten. Im Unterschied jedoch zur Beh. -Nr. 16 wurden während der Phase II die Förderleistungen über die Zeit systematisch linear verändert: CaC₅ anfangs 24 kg/min, am Ende 48 kg/min; Mg 50 KMS anfangs 27 kg/min, am Ende 12 kg/min. Die Fördergasmenge wurde entsprechend zwischen 680 und 800 Nl/min variiert.

Bei gleichem Mg-Äquivalent von 0,52 kg/t betrug der Endschwefelge halt 0,0022%.

Die Daten der weiteren Versuchsbehandlungen (sowie die der bereits beschriebenen) sind in den Tabellen enthalten. Daher werden nach folgend lediglich Besonderheiten der einzelnen Versuche beschrieben.

Beh.-Nr. 18:

Große Anfangsschlackenmenge. Abgeteilt/desoxidiert mit Dolomit und metallischem Aluminiumgranulat. Linear variierte Förderleistungen in Phase II, analog Beh.-Nr. 17.

Beh.-Nr. 19:

Die oxidierte Schlacke wurde vor Beginn der Behandlung weitgehend entfernt und durch Einblasen eines Kalk-Flußspat-Gemisches eine basische, desoxidierte Schlacke gebildet. Als Rühr- und Desoxida tionsmittel diente Flammkohle.

Es wurden 5 Förderbehälter in Reihe benutzt, wobei in der II. Phase 3 Komponenten variabel eingeblasen wurden, und zwar mit absinkender Mg-Leistung ein höherer Anteil an Carbid und Flamm kohle bei gleichbleibender Fördergasmenge. Der Strom der beiden letzteren wurde zum Übergang in Phase III nicht unterbrochen.

Beh.-Nr. 20:

Vor der Behandlung wurde die Schlacke weitgehend abgezogen. In der Endphase wurde mit vorgeschmolzenem Calciumaluminat gereinigt, die Rührenergie durch eine hohe Fördergasmenge eingebracht.

Beh.-Nr. 21:

In allen 3 Phasen wurde Feinkalk eingeblasen in Koinjektion mit Flammkohle (I. Phase), Magnesium und Flammkohle (II. Phase) und Flußspat und Flammkohle (III. Phase). Die Förderraten wurden kon stant gehalten.

Beh.-Nr. 22:

Es wurde in allen 3 Phasen ununterbrochen CaC₅ eingeblasen.

Beh.-Nr. 23:

Die sauere, oxidische Schlacke wurde vorab weitgehend abgezogen und 200 kg Feinkalk, in Säcken verpackt, aufgegeben. Danach wurde die Lanze eingefahren und mit 1800 Nl/min Argon während 2,5 Mi nuten gerührt. Während der Phasen II und III wurde Feinkalk ein geblasen, zunächst salzbeschichtetes Magnesium zugeschaltet, danach Flußspat, wobei in dieser Phase die Gasmenge erneut zur Intensivie rung der Rühreffekte erhöht wurde. Die Mg-Förderleistung wurde linear verringert, die Kalkrate konstant gehalten.

Beh.-Nr. 24:

In dieser Behandlung wurde Kugelmühlenstaub zur Desoxidation, als Begleitstoff und zur Schlackenkonditionierung in allen 3 Phasen durchgehend eingeblasen. Es wurde Kalkstein (Phase I) und salzbe schichtetes Magnesium (Phasen II) zugeschaltet. In Phase III wurde mit erhöhtem Gasdurchsatz gearbeitet.

Beh.-Nr. 25:

Zur Entschwefelung wurde kein Magnesium sondern CaD 7525 (75% technisches Calciumcarbid und 25% Diamidkalk) verwendet. Dieses Entschwefelungsmittel ist nicht so vorteilhaft wie z. B. CaCS mit Magnesium (in Koinjektion), denn es erfordert lange Behandlungs zeiten und es entsteht ein hoher Eisenverlust in der Endschlacke, durch die größere Schlackenmenge und ihren hohen Anteil an Eisen granalien. Ziel war es hauptsächlich, die Eisenverluste zu ver ringern.

Der günstige Effekt von Flußspat in diesem Sinne ist bekannt, bei Zumischung zum CaD wird jedoch der Entschwefelungseffekt verschlech tert. Dieses trat in diesem Falle nicht ein, wie das Ergebnis zeigt. Die Schlacke war leicht und krümelig und enthielt wenig Eisen.

Tabelle 2

Erfindungsgemäße Beispiele

Tabelle 3

Erfindungsgemäße Beispiele

Tabelle 4

Erfindungsgemäße Beispiele

Tabelle 5

Erfindungsgemäße Beispiele

Claims

1. Verfahren zur metallurgischen Behandlung von Roheisenschmel zen in einem Behälter, insbesondere in einer Umfüllpfanne, die eine saure, oxidierte Anfangsschlacke aufweisen, durch Einblasen von feinkörnigen Feststoffen in die Schmelze mit einem Fördergas über eine Einblaslanze, dadurch ge kennzeichnet, daß die Behandlung in drei Phasen durchgeführt wird, wobei

a) in der Anfangsphase solche Feststoffe eingeblasen werden, die die Anfangsschlacke desoxidieren und ihre Basizität erhöhen sowie eine Umlaufbewegung der Schmelze bewirken,
b) in der mittleren Phase ein oder mehrere Entschwefelungs mittel zur Hauptentschwefelung eingeblasen werden und
c) in der Schlußphase solche Feststoffe eingeblasen werden, die die Schmelze reinigen und eine Schlußentschwefelung bewirken sowie die sich gebildete Entschwefelungsschlacke so beeinflussen, daß ihr Gehalt an Eisengranalien gering ist.

2. Verfahren zur metallurgischen Behandlung von Roheisenschmelzen in einem Behälter, insbesondere in einer Umfüllpfanne durch Einblasen von feinkörnigen Feststoffen in die Schmelze mit einem Fördergas über eine Einblaslanze nach Entfernen einer sauren, oxidierten Anfangsschlacke, dadurch gekenn zeichnet, daß die Behandlung in drei Phasen durchgeführt wird, wobei

a) in der Anfangsphase solche Feststoffe eingeblasen werden, die eine basische, desoxidierte, die Roheisenschmelze abdeckende Schlacke bilden und eine Umlaufbewegung der Schmelze bewirken,
b) in der mittleren Phase als Feststoffe ein oder mehrere Entschwefelungsmittel zur Hauptentschwefelung eingeblasen werden und
c) in der Schlußphase solche Feststoffe eingeblasen werden, die die Schmelze reinigen und eine Schlußentschwefelung bewirken sowie die sich gebildete Entschwefelungsschlacke so beeinflussen, daß ihr Gehalt an Eisengranalien gering ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß

a) in der Anfangsphase desoxierende und/oder kalkhaltige und/oder gasabspaltende Feststoffe eingeblasen werden,
b) in der mittleren Phase der Behandlung als Entschwefelungsstoffe Magnesiumträger und/oder Calciumverbindungen, ggf. mit gasabspaltenden Feststoffen,
c) in der Schlußphase werden Calciumverbindungen, ggf. mit gasabspaltenden Feststoffen und Flußmitteln eingeblasen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß während der einzelnen Behandlungsphasen die Feststoffe gleichzeitig oder nacheinander in die Schmelze eingeblasen und die Mengen pro Zeiteinheit entsprechend dem Schwefelgehalt angepaßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die feinkörnigen Feststoffe einzeln aus separaten Druckfördergefäßen entnommen und über eine gemein same Förderleitung mit anschließender Einblaslanze in die Schmelze eingeblasen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils zwei oder drei feinkörnige Feststoffe als Gemisch sowie Einzelfeststoffe aus separaten Druckfördergefäßen entnommen und über eine gemeinsame Förder leitung mit anschließender Einblaslanze in die Schmelze ein geblasen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Menge des eingeblasenen Fördergases in Abhängigkeit von der Menge der eingeblasenen Feststoffe und die gesamte Rührgasmenge Vg so gesteuert werden, daß sich eine dissipierte Rührenergie ED_diss
in der Schmelze von min destens 100 Watt/t Roheisen ergibt nach der Beziehung:

mit:
Vg = Summe der eingeblasenen Fördergasmenge, der durch Gasabspaltung in der Schmelze freiwerdenden Gasmenge und der Gasmenge durch Verdampfung von metallischem Magnesium aus Magnesiumträgern
T_l = Temperatur der Schmelze, °K
g = Erdbeschleunigung, m/s²
ρ₁ = Dichte der Schmelze, kg/m³
H_b = Höhe der Schmelze, die von Gasblasen durchströmt wird, m
P_o = Druck der Schmelze, bar
Gschm = Gewicht der behandelten Schmelze, t

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die dissipierte Energiedichte ED_diss auf Werte zwischen 200 bis 1.000 Watt/t Roheisen einge stellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die dissipierte Energiedichte ED_diss in der Anfangsphase der Behandlung auf Werte zwischen 600 bis 1.000 Watt/t Roheisen und in der mittleren und Schlußphase auf Werte zwischen 200 bis 700 Watt/t Roheisen eingestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Menge der eingeblasenen Magnesium träger mit absinkendem Schwefelgehalt verringert und die Menge der eingeblasenen Calciumverbindungen sowie der gasabspalten den Feststoffe und/oder die Menge des eingeblasenen Fördergases erhöht werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die kalkhaltigen Feststoffe ausgewählt sind aus der Gruppe:
Kalk (CaO), Kalkstein (CaCO₃), Dolomit.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die gasabspaltenden Feststoffe für die Anfangsphase ausgewählt sind aus der Gruppe:
Flammkohle, Gasflammkohle, Braunkohle, Kalkstein, Dolomit.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die gasabspaltenden Feststoffe für die zweite und dritte Phase ausgewählt sind aus der Gruppe:
Flammkohle, Gasflammkohle, Braunkohle, Diamidkalk.

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die desoxidierenden Feststoffe ausgewählt sind aus der Gruppe:
Aluminium, Polyethylen.

15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die Calciumverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe:
fließfähiger, reaktiver Kalk, technisches Calciumcarbid.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Magnesiumträger ausgewählt sind aus der Gruppe:
Metallisches Magnesium, mit oder ohne Beschichtungen, alleine oder im Gemisch mit Kalk, CaC₂, Calcium-Aluminate, aluminium haltiger Kugelmühlenstaub, Tonerde, Magnesiumoxid.

17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flußmittel ausgewählt sind aus der Gruppe:
Flußspat, Soda (Natriumcarbonat).

18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die kalkhaltigen Feststoffe mit einem aluminiumhaltigen Feststoff gemischt sind.

19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Calciumcarbidträger mit einem alumi niumhaltigen Feststoff gemischt sind.

20. Verfahren nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die aluminiumhaltigen Feststoffe ausge wählt sind aus der Gruppe:
Aluminium, Hüttenaluminium, aluminiumhaltiger Kugelmühlen staub.