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Verfahren zur gleichzeitigen Entphosphorung und Entschwefelung von
Stahl Es ist bereits vorgeschlagen worden, die gleichzeitige Entfernung des Phosphors
und des Schwefels aus Stahlschmelzen dadurch zu bewerkstelligen, daß man den Stahl
innig mit einer Schlacke von bestimmten basischen und oxydierenden Eigenschaften
durchwirbelt. Dieses Verfahren eignet sich wegen seines vorzüglichen Ergebnisses,
der Schnelligkeit seiner Durchführung und der Regelmäßigkeit der Ergebnisse für
alle Betriebe, welche besonders hochwertigen Stahl herstellen wollen, vornehmlich
also für größere Werke. Kleinere Betriebe ziehen es mitunter vor, von einfacheren
Mitteln Gebrauch zu machen.
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In diesem Zusammenhang ist von den Erfindern empfohlen worden, zur
Entschwefelung und Entphosphorung dem Stahl beim Eingießen in eine Pfanne oder einen
ähnlichen Behälter ein Gemisch zuzusetzen, welches bei der Arbeits- -temperatur
Gas entwickelt, oxydierend wirkt und neben Alkaliverbindungen noch einen Körper
enthält, welcher die Verflüchtigung des Alkalis verhindert.
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Die vorliegende Erfindung hat nun ein Verfahren zum Gegenstande, welches
ermöglicht, Alkalibasen bei der hohen Temperatur des geschmolzenen Stahles zu binden
und die Verflüchtigung des Alkalis zu verhindern. Unter bestimmten Bedingungen erreicht
man dabei eine Entphosphorung des Stahles unter Bildung alkalischer Phosphate sowie
seine Entschwefelung.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht somit darin, daß man auf
den Stahl zusammen mit den alkalischen Basen einen Stoff zur Einwirkung. bringt,
welcher mit diesen Basen eine bestimmte Verbindung bildet, wobei dieser Stoff in
solcher Menge zugesetzt wird, daß er zur Sättigung der Basen nicht ausreicht. Beispielsweise
sei angegeben, daß mit Tonerde und Titansäure ausgezeichnete Ergebnisse erzielt
wurden. Weniger günstig, aber immer noch gut, liegen die Ergebnisse mit Kieselsäure.
Man kann ferner auch mit Aluminaten, Titanaten und Silicaten arbeiten.
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Die praktische Durchführung des Verfahrens läßt sich in verschiedener
Weise verwirklichen. Man kann das Stoffgemisch entweder in der Pfanne oder dem Behälter
zugeben, in welche der Stahl zwecks Vornahme der Behandlung eingegossen wird.
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Das Einbringen des Gemisches in die Pfanne oder in- den Gießstrahl
ist besonders einfach. Vorteilhaft wird dabei dem Stahl nach und nach ein Gemisch
aus Natriumcarbonat und Tonerde oder Bauxit .oder ein Gemisch aus Natriumcarbonat
und
Titanoxyd oder Ihnenit, zweckmäßig in Pulverform, und zwar entweder kalt oder warm,
zugesetzt.- Das Kochen des Bades führt die erforderliche Durchmischung herbei. Nach
Beendigung des Vorgänges hat sich auf dem Stahl eine Schlackenhaut gebildet, welche
neben den Alkaliverbindungen den Phosphor und den Schwefel enthält.
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Da nun festgestellt worden ist, daß durch die Gasentwicklung in der
Schmelze verhältnismäßig viel Wärme gebunden wird, und da es leicht vorkommen kann,
daß die Temperatur in unzweckmäßiger Weise dann absinkt, wenn man mit kleinen Chargen
arbeitet und der Stahl an sich nicht besonders hoch erhitzt ist, hatten die Erfinder
auch angeregt, dem Gemisch wärmeentwickelnde Stoffe hinzuzufügen.
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Das vorliegende Verfahren ermöglicht nun, den unerwünschten Wärmeverlust
dadurch herabzusetzen oder ganz zu beseitigen, daß man ein Gemisch verwendet, welches
neben der gasentwickelnden Alkaliverbindung noch einen Stoff enthält, der die Alkalibase
bindet und dabei den äquivalenten Teil des Gases austreibt. Die entstehende Alkaliverbindung
macht Wärme frei und stellt gleichzeitig bei der Arbeitstemperatur eine Alkalireserve
dar.
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Man kann auch solche Stoffe anwenden, die bei Erwärmung auf hohe Temperatur
in Gegenwart von Stahl alkalische Basen einerseits und andererseits Oxyde mit sauren
Eigenschaften ergeben. Zu diesem Zweck kommen beispielsweise in Frage Gemische aus
Natriumcarbonat, Aluminium und Eisenoxyd, die zur Bildung von Tonerde führen, oder
Gemische aus Ferrotitan mit einem oxydierenden Stoff, welche zur Bildung von Titansäure
führen.
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Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine gleichzeitige
Entfernung des Phosphors und des Schwefels. Dabei ist es besonders beachtlich und
überraschend, daß nach dem Verfahren der Erfindung eine sehr gute Entphosphorung
und Entschwefelung des Stahles möglich ist, während die Versuche zur Entschwefelung
von Temperguß durch ein Gemisch aus Natriumcarbonat und Tonerde. bei einer Temperatur,
welche noch unter derjenigen des geschmolzenen Stahles liegt, kein günstiges Ergebnis
gehabt. haben.
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Das beschriebene Verfahren ist dann anwendbar, wenn der Stahl die
üblichen Mengen an gelöstem Sauerstoff enthält. Weist der Stahl jedoch einen geringen
Oxydationsgrad auf, ist es erforderlich, dem Gemisch auch noch einen Stoff zuzusetzen,
der oxydierend wirkt, beispielsweise Bariumdioxyd oder Mangandioxyd. Die Schlacken,
welche dabei erhalten werden, sind besonders leicht vom Stahl zu trennen. Ausführungsbeispiele
r. Nachgeblasener Thomasstahl: Entphosphorung von o,o4o auf 0,0z50/0, Entschwefelung
von o,o3o auf 0,o22 °% mit 450o g Nag C 03, iooo g Bauxit auf die Tonne Stahl gerechnet.
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2. Im Hochfrequenzinduktionsofen erzeugter Stahl: Entphosphorung von
o,i3o auf o,o6o0/0 mit 650o g Na2C0s, iooo g Ilmenit, 90o g Eisenerz.
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Bei beiden obigen Ausführungsbeispielen wurde das Gemisch dieser beiden
Stoffe im voraus hergestellt und dem beim Aufgießen des Metalls entstehenden Gießstrahl
allmählich zugesetzt.