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Verfahren zum Wiedernutzbarmachen der bei der Herstellung von sauerstoffarmem
Stahl anfallenden, mit Oxyden angereicherten Schlacke Im Patent 648 450 ist ein
Verfahren zur Herstellung von sauerstoffarmen Stählen beschrieben, das im wesentlichen
darin besteht, die zu behandelnde Stahlschmelze mit einer dünnflüssigen, Eisenoxydul
aus dem Stahl aufnehmenden, an Eisenoxydul armen, sauren Schlacke durch heftiges
Eingießen der Stahlschmelze in dickem Strahl in das Schlackenbad innig zu durchwirbeln.
Bei diesem Verfahren bildet sich kurzfristig eine sehr innige emulsionsartige Mischung
von Stahl und Schlacke, wodurch augenblicklich das Gleichgewicht in der Verteilung
der ursprünglich im Stahl gelösten, aber von der Schlacke aufnehmbaren Oxyde im
System von Stahl und Schlacke hergestellt wird, so daß infolge der innigen Vermischung
von Stahl und Schlacke der Stahl schlagartig sauerstoffarm gemacht wird.
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Die zur Behandlung des Stahles verwendete Schlacke nimmt dabei das
Fe0 aus dem Stahl auf und besitzt infölgedessen ein vermindertes Aufnahmevermögen
für Fe O, kann aber, wie es im Patent 648 450 erwähnt ist, durch Zusatz von Reduktionsmitteln
wieder nutzbar gemacht und alsdann abermals zur Herstellung von sauerstoffarmem
Stahl verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft ein besonderes Verfahren zum Wiedernutzbarmachen
der durch das Verfahren nach dem Hauptpatent mit Oxyden angereicherten Schlacke.
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Es ist bekannt, eine mit Oxyden angereicherte Schlacke durch Zusatz
von Reduktionsmitteln unter Reduktion der Oxyde und Ausscheidung der Metalle wieder
nutzbar zu machen. Hierzu war jedoch ein Ofen erforderlich, da die Reaktion zwischen
der Schlacke und dem Reduktionsmittel eine gewisse Zeit erfordert und die Abkühlung
der Schlacke durch Wärmezufuhr von außen ausgeglichen werden muß.
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Es sind auch schon Verfahren zur Wiedergewinnung von Metall aus in
einer Schlacke enthaltenen Oxyden vorgeschlagen worden, die darin bestanden, daß
man in den Ofen ein Reduktionsmittel einsetzte, wobei das Reduktionsmittel entweder
der Schlacke oder dem Metallbad zugesetzt wurde. Die Schlacke wurde mit dem Reduktionsmittel
oder mit dem das Reduktionsmittel enthaltenden Metall so lange in Berührung gehalten,
bis die
Reduktion des oder der Oxyde stattfand, die man aus der
Schlacke entfernen wollte. Das Metall, das aus der Reduktion stammt, sa melte sich
unter der Schlacke oder g1 in das unter der Schlacke befindliche Meta Bei solchen
Verfahren gehen die Reduktionst,# reaktionen immer sehr langsam vor sich, und im
allgemeinen wird unter beträchtlicher Wärmezufuhr gearbeitet.
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Zur Beschleunigung -der Umsetzung zwischen Schlacke und Reduktionsmittel
ist bei den Verfahren zur Wiedergewinnung von Metall schon vorgeschlagen worden,
eine. Bewegung oder Durchrührung zwischen Reduktionsmittel und Schlacke herbeizuführen.
Hierdurch wurde zwar eine gewisse Beschleunigung der Umsetzungen erzielt, doch reichte
diese Beschleunigung nicht aus. um das Verfahren außerhalb eines Ofens und ohne
Wärmezufuhr durchführen zu können.
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Die Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Verfahren dadurch,
daß die Umsetzung zwischen Schlacke und Reduktionsmittel schlagartig, d. h. in einigen
Sekunden, erfolgt, so daß das Verfahren nach der Erfindung außerhalb des Ofens und
ohne äußere Wärmezufuhr durchgeführt werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß
die zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent benutzte und mit Oxyden
angereicherte Schlacke durch heftiges Aufgießen in dickem Strahl auf eine Schicht
von gepulverten festen Reduktionsmitteln oder durch Eingießen in ein Bad von geschmolzenen
Reduktionsmitteln mit solcher Energie auf das Reduktionsmittel zur Einwirkung gebracht
wird, daß die Aufarbeitung der Schlacke ohne äußere Wärmezufuhr schlagartig eintritt.
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Geeignete Reduktionsmittel sind beispielsweise Kohlenstoff, Calciumcarbid,
Silicium, Aluminium, Mangan, Ferrotitan, Calcium u. dgl. oder diese Stoffe enthaltende
Mischungen o. dgl. in fein verteiltem, zweckmäßig staubförmigem Zustand oder, soweit
möglich, in Form von Schmelzen.
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Das heftige Aufgießen der aufzuarbeitenden Schlacke in dickem Strahl
in die Reduktionsmittel wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß man die Reduktionsmittel
auf den Boden einer Gießpfanne bringt und die Schlacke aus einer größeren Höhe in
dickem Strahl in die Pfanne schnell einfließen läßt. Hierdurch wird nicht nur eine
äußerst feine Verteilung des Reduktionsmittels in-der Schlacke bzw. eine innige
Durchdringung zwischen den Reduktionsmitteln und der Schlacke erreicht, die zu einer
außerordentlich schnellen, schlagartigen Reaktion führt, sondern. man erhält auch
sehr gleichmäßige Ergebnisse. Diese Gleichmäßigkeit in der .Zusammensetzung - der
erhaltenen Schlacke ist aber unerläßlich, um die fast augenblickliche Desöxydation
des Stahles nach dem Patent
| 448 45o zu erreichen. |
| as Verfahren gemäß der Erfindung ist |
| esondere dann von Bedeutung, wenn es |
| darum handelt, die Desoxydation bei |
| y@ner Reihe rasch aufeinanderfolgender Ab- |
stiche durchzuführen. Wenn die Abstiche beispielsweise in Zwischenräumen von 1/2
Stunde erfolgen, braucht man alle halbe Stunden die gleiche Menge frischer Schlacke.
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Die Wiedernutzbarmachung der Schlacke muß also sehr schnell vor sich
gehen, denn man muß auch noch genügend Zeit haben, die Schlackentemperatur auf die
erforderliche Höhe zu steigern.
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Wenn man die Wiedernutzbarmachung der Schlacke in einem Ofen auf dem
bekannten, langwierigen Weg durchführen würde, müßte man über eine sehr große Gesamtmenge
an Schlacke verfügen, und diese große Menge müßte dauernd unter Wärmezufuhr in flüssigem
Zustand gehalten werden, was einen sehr großen Wärmeaufwand erfordern würde. Außerdem
brauchte man eine viel größere Anlage.
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Da bei den verschiedenen Arbeitsgängen stets Verluste an Schlacke
auftreten, wird es in den meisten Fällen notwendig, für den Ausgleich der Verluste
zu sorgen. Man braucht aber zu diesem Zwecke der Schlacke nur eine bestimmte Menge
der Bestandteile zuzusetzen, die keine Oxyde der angewendeten Reduktionsmittel sind.
Wenn man beispielsweise eine Kieselsäure-Tonerde-Magnesia-Kalk-Schlacke vorliegen
und als Reduktionsmittel Silicoaluminium und Silicocaleium benutzt hat, so braucht
man, um die Verluste auszugleichen, lediglich Magnesia zuzuschlagen, wodurch im
wesentlichen die Zusammensetzung der Schlacke gewahrt bleibt.
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Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele angegeben: i.PulverförmigesReduktionsmittel:
ioookg saurer Schlacke, die etwa 55% Kieselsäure enthält, wurden auf 25 kg gepulvertes
Silicoaluminium zur Einwirkung gebracht. Der Gehalt an Fe0 in der Schlacke betrug
vor der Behandlung q.,48%, nachher 2,30/0.
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2. Geschmolzenes Reduktionsmittel: Eine Schlacke derselben Art, wie
unter i. beschrieben, wurde auf geschmolzenes Aluminium zur Einwirkung gebracht
-(i q. kg Aluminium für iiookg Schlacke).:,Der FeO-Gehalt betrug vor der Behandlung
3,04%, nachher 2,010;o.