DE670350C - Verfahren zur Entfernung von Schwefel und anderen schaedlichen Beimengungen aus Eisen und Eisenlegierungen - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Schwefel und anderen schaedlichen Beimengungen aus Eisen und Eisenlegierungen

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DE670350C
DE670350C DEK140674D DEK0140674D DE670350C DE 670350 C DE670350 C DE 670350C DE K140674 D DEK140674 D DE K140674D DE K0140674 D DEK0140674 D DE K0140674D DE 670350 C DE670350 C DE 670350C
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DE
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iron
sulfur
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bath
removing sulfur
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Expired
Application number
DEK140674D
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Dietrich Fastje
Dr-Ing Alexander Hauttmann
Dr-Ing Friedrich Johannsen
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Fried Krupp Grusonwerk AG
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Fried Krupp Grusonwerk AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/064Dephosphorising; Desulfurising

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • Verfahren zur Entfernung von Schwefel und anderen schädlichen Beimengungen aus Eisen und Eisenlegierungen Es ist üblich, Schwefel und andere schädliche Bestandteile aus Eisen und Eisenlegierungen dadurch zu entfernen, daß man auf das flüssige Bad, z. B. im Siemens-Martin-Ofen oder Elektroofen, Reinigungsmittel, wie Kalk, Soda usw., einwirken läßt, wobei die schädlichen Bestandteile von der sich bildenden Schlacke aufgenommen werden. Erfahrungsgemäß hängt der Grad der Entfernung der schädlichen Bestandteile von verschiedenen Umständen ab, so beispielsweise von den Temperaturen, der Einwirkungszeit, der Basizität der Schlacke und ihrem FeO-Gehalt.
  • Im allgemeinen kann man nur unter besonders günstigen Bedingungen. eine, sehr weitgehende Entfernung des Schwefels und anderer schädlicher Bestandteile mit den -bisher üblichen Mitteln erreichen. Das ist z. B. im Elektroofen der Fall, in dem hohe Temperaturen verhältnismäßig leicht zu erzielen sind und worin außerdem, im Gegensatz zu- vielen anderen metallurgischen Ofen, mit neutraler Atmosphäre und daher mit eisenoxydularmen, sogenannten »weißen« Schlacken gearbeitet werden kann. Beträgt der Schwefelgehalt des Einsatzgutes nur etwa o,5o bis 0,i °J., so kann nach ein- bis zweimaligem Schlackenwechsel mit einer in vielen Fällen ausreichenden ,Entschwefelung gerechnet werden. Für die Beseitigung höherer Schwefelgehalte von beispielsweise o,5 bis o,6"/,) im Einsatzgut bestehen zwar keine technischen Schwierigkeiten, jedoch ist dann ein sehr häufiger Schlackenwechsel erforderlich, der die Schmelzdauer ganz erheblich verlängert und höhere Stromkosten verursacht, wodurch die Leistung des Ofens und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in beträchtlichem Maße nachteilig beeinflußt werden.
  • In noch höherem Maßstab fällt beim Siemens-Martin-Verfahren ein hoher Schwefelgehalt des Einsatzgutes ins Gewicht. Wegen der oxydierenden Atmosphäre und der infolgedessen zwangsläufig eisenoxydulreicheren Schlacke sind Schwefelgehalte von über 0,2 '/" im Beschickungsgut unter üblichen Verhältnissen wirtschaftlich nicht zu entfernen.
  • In den genannten metallurgischen Ofen ist der Wirkungsgrad eines Entschwefelungsmittels, insbesondere bei hohen Schwefelgehalten im Einsatz, auch deshalb nicht groß, weil die Reaktionen nur an der Grenzfläche zwischen dem Metallbad und der entschwefelnden Schlacke stattfinden. Soll also das Entschwefelungsinittel nicht vollständig wirkungslos bleiben, so müsen stets durch eine starke Badbewegung, sei es beispielsweise durch Wirkungen des elektrischen Stromes bei einzelnen Bauarten von Elektroöfen oder durch den Kochvorgang beim Siemens-Martin-Ofen, immer neue Metallmassen mit der reinigenden Schlacke in Berührung gebracht werden, damit die Einstellung eines Gleichgewichtszustandes zwischen Schwefelgehalt im Bad und in der Schlacke verhindert wird.
  • Die Schwierigkeiten bei der Entschwefelung wirken sich um so ungünstiger aus, je höher der Schwefelgehalt in dein zu verarbeitenden Gut ist. Will man Einsatzgut mit beispielsweise o,5 bis o,6 % Schwefel auf Stahl verschmelzen, so ist man nach dem bisherigen Stande der Technik gezwungen, auf den Siemens-Martin-Ofen ganz zu verzichten. Auch die Verwendung von Elektroöfen kommt nur in Frage, wenn die Wirtschaftlichkeit nicht auschlaggebend ist.
  • Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem in feinverteilter Form vorliegendes Eisen mit gebranntem Kalk in Form eines feinen Puders bei Temperaturen von etwa 80o° entschwefelt werden soll. Das Verfahren arbeitet also mit niedrigen Temperaturen ohne Verflüssigung des Eisens. Es handelt sich dabei um eine Entschwefelung durch Diffusion. Wenn die Entschwefelung wirkungsvoll sein soll, ist eine sehr weitgehende Zerkleinerung des Eisens und auch des als Reinigungsmittel gebrannten Kalks erforderlich. Die hohen Anforderungen an die feine Aufschließung des Eisens machen das Verfahren in allen den Fällen unwirtschaftlich, wo das Eisen nicht schon in sehr feinverteilter Form, wie z. B. bei Eisenschwamm, vorliegt, da die aufzuwendenden Kosten für die feine Zerkleinerung von metallischem Eisen bekanntlich sehr hoch sind.
  • Durch das Verfahren nach der Erfindung werden alle obenerwähnten Schwierigkeiten praktisch vollkomen beseitigt. Gemäß der Erfindung wird eine sehr weitgehende Entfernung der schädlichen Bestandteile dadurch bewirkt, daß das zu behandelnde Eisen bzw. die Eisenlegierung in kleinstöckiger Form und in kaltem Zustande mit dem feinkörnigen Reinigungsmittel gemischt und diese Mischung eingeschmolzen wird. Während des Einschmelzungsv organges kommt das Eisen beim Hindurchtropfen durch das Reinigungsmittel mit diesem in derart innige Berührung, daß die schädlichen Beimengungen vollständig von diesem aufgenommen werden. Das Reinigungsmittel gelangt dann bei voller Verflüssigung des. Bades unter Bildung einer Schlacke an die Oberfläche des Bades. Es empfiehlt sich, diese während des Einschmelzens sich bildende Schlacke, die unter Umständen in nicht geschmolzener Form anfällt, sofort nach Beendigung des Einschmelzens abzuziehen und dann das Bad nach Aufbringen einer zweiten Schlacke in üblicher Weise fertigzumachen.
  • Der erhebliche Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt also darin, daß die Entschwefelung eines sehr schwefelreichen Ausgangsgutes bereits nach Vollendung des Einschmelzens so weit fortgeschritten ist, daß der Schwefelgehalt des eingeschmolzenen Bades nicht höher liegt als beim Verarbeiten gewöhnlichen, weniger schwefelreichen Gutes. Das bedeutet, daß auch bei schwefelreichem Ausgangsgut ein mehrmaliger Schlackenwechsel nicht mehr notwendig ist. Damit wird auch die Schmelzdauer gegenüber der bei schwefelarmem Einsatzgut üblichen nicht verlängert. Eine Erhöhung der Schmelzkosten tritt also nicht ein.
  • Das Einschmelzen der Beschickung kann in jedem Herd- oder Tiegelofen erfolgen, so z. B. im Siemens-Martin- oder Elektro-Ofen.
  • Ein Beispiel soll die Wirkungsweise und den Vorteil des neuen Verfahrens gegenüber der bisher bekannten Arbeitsweise erläutern. Versuch i Nach dein Krupp-Rennverfahren hergestellte Luppen mit einem Schwefelgehalt von o,6 0/0 wurden eingeschmolzen und dann unter Umrühren ein Zuschlag von 5 % Calciumcarbid gegeben. Der Schwefelgehalt des fertigen Bades betrug 0,4q. o/o. Versuch 2: Eine gleiche Menge der Luppen wurde im kalten Zustande mit 5'/o Calciumcarbid gemischt und gemeinsam eingeschmolzen. Die gebildete Schlacke, die in nicht flüssiger Form anfiel, enthielt 8"/, Schwefel und wurde abgezogen. Das fertige Bad enthielt 0,035°/o S. Die vorgenannten Zahlen zeigen, daß der Schwefelgehalt der gebildeten Schlacke mehr als Zoomal größer ist als der Schwefelgehalt des fertigen Bades. Dieses außerordentlich günstige Verhältnis zwischen dem Schwefelgehalt der Schläcke und dem Schwefelgehalt des Bades erklärt sich durch die innige Berührung der Reinigungsmittel mit den Schwefelverbindungen des Eisens während der Vorwärm- und Eirischmelzstufe. An Stelle des im Beispiel genannten Calciumcarbids als Reinigungsmittel lassen sich in gleicher, an sich bekannter Weise z. B. auch Soda, Ferromangan, Kalk und Strontianit sowie ähnliche Stoffe verwenden.
  • Soweit das Verfahren im Siemens-Martin-Ofen durchgeführt wird, kann es zweckmäßig sein, um eine Rückführung der schädlichen Bestandteile aus der Schlacke in das Bad zu verhindern, die Schlacke mit kolilenstoffhaltigen Stoffen, z. B. festem Brennstoff, Carbid USW., abzudecken bzw. der Mischung solche Stoffe zuzusetzen. Dadurch verhindert man eine Oxydation, die zur Bildung einer Fe0-haltigen Schlacke führt und die Rückführung der schädlichen Bestandteile begünstigt, und erhält dabei eine nicht geschmolzene Schlacke, die sich leicht und vollständig vom Metallbad entfernen läßt.
  • Das vorstehende -\-erfahren eignet sich besonders für die Verarbeitung von L uppen aus dem Krupp-Rennverfahren. Dieses Verfahren hat für die Verarbeitung armer deutscher Eisenerze innerhalb des Vierjahresplans zunehmende Beachtung gefunden. Die metallurgischen Bedingungen dieses Verfahrens sind derart, daß dabei eine sehr weitgehende Entschwefelung des erzeugten Eisens nicht erfolgen kann, besonders wenn aus wirtschaftlichen Gründen mit minderwertigen, meist schwefelreichen Abfallbrennstoffen als Reduktionsmittel gearbeitet wird. Die Lappen fallen größtenteils mit Schwefelgehalten von o,2 his o,51,1, an, und es bestanden bisher in manchen Fällen ernste Schwierigkeiten, bei der Weiterverarbeitung derselben auf Stahl den Schwefel zu beseitigen. Diese Schwierigkeiten werden durch das Verfahren nach der Erfindung endgültig behoben. Damit kommt der Erfindung im Rahmen der Bestrebungen, die deutschen Eisenerzlager nutzbar zu machen und das gewonnene Eisen auf Stahl zu verarbeiten, eine ganz besondere Bedeutung zu, die nicht hoch genug eingeschätzt werden kann.
  • Die nach dem Krupp-Rennverfahren erzeugten Eisenlappen fallen im allgemeinen in genügend feinkörnigen Stückgrößen an. Bei nicht zu hohem Schwefelgehalt genügt schon eine Korngröße von unter 2o mm, um eine genügende Einwirkung der Reinigungsmittel sicherzustellen. Bei höherem Schwefelgehalt wäre zu empfehlen, die Korngröße möglichst unter 3 mm zu halten. Zwei Vergleizhsschmelzen ergaben z. B. bei einer. Korngröße der Lappen von 5 bis 8 mm eine Entschwefelung von o,6 auf o,o6 und bei einer Korngröße von z bis 3 mm eine solche auf 0,02'1,.
  • In vielen Fällen, besonders wenn die Lappen in flüssige Eisenbäder eingetragen werden müssen, kann es zweckmäßig sein, die Mischung aus feinkörnigem Eisen mit den Reinigungsmitteln und gegebenenfalls dein kohlenstoffhaltigen Gut zu brikettieren. Als Reinigungsmittel eignen sich dann besonders Erdalkalioxyde.
  • Soweit es sich um die Verarbeitung von grobstückigem, schwefelhaltigem Eisen handelt, empfiehlt es sich, das Eisen umzuschmelzen, zu granulieren und die Granalien dann der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise zu unterwerfen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Entfernung von Schwefel und anderen schädlichen Beimengungen aus Eisen und Eisenlegierungen durch Vermischen des in kleinstückige Form gebrachten Gutes mit feinkörnigen Reinigungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die aus kleinstückigem Eisen, insbesondere in Form von nach dein Krupp-Rennverfahren hergestellten Eisenlappen und feinkörnigen Reinigungsmitteln bestehende Mischung auf Temperaturen erhitzt wird, bei denen das Eisen schmilzt, worauf das Reinigungsmittel an die Oberfläche des Bades tritt und vom Eisenbad abgezogen wird.
DEK140674D 1936-01-11 1936-01-11 Verfahren zur Entfernung von Schwefel und anderen schaedlichen Beimengungen aus Eisen und Eisenlegierungen Expired DE670350C (de)

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