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Verfahren zur Herstellung von Ferromangan Es ist bekannt, daß beim
Siemens-Martin-Verfahren die Frischwirkung der Feuergase durch einen Zusatz von
Erzen zu dem Bade verstärkt werden kann. Bei einer weitverbreiteten Ausführungsart
des Siemens-Martin-Verfahrens, dem Roheisen-Erz-Verfahren, beruht die Umwandlung
des Roheisens in Stahl hauptsächlich in der oxydierenden Wirkung der in großen Mengen
verwendeten Eisenerze. Im Verlauf der hierbei erfolgenden Reaktionen verbinden sich
die nichtmetallischen Begleitelemente des Eisens, wie Silizium, Phosphor, Kohlenstoff,
mit dem Sauerstoff der Erze und gehen als Si02 und P20, in die Schlacke oder als
CO in die Gasphase, während das aus den Erzen frei gewordene Eisen von dem
Bade aufgenommen wird.
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Im Fachschrifttum sind außer diesem üb-
lichen Verfahren noch
besondere Vorschläge gemacht worden, durch die das Verfahren technisch und wirtschaftlich
verbessert und ein besonders hochwertiger Stahl erzielt werden soll.
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In der Erkenntnis, daß beim Frischen im Ofen viele für die Güte des
Stahles schädliche Einflüsse der Schlacke und der Feuergase nicht vermieden werden
können, und daß die meisten chemischen Umsetzungen zwischen einem koheisenbad und
oxydreicher Schlacke exotherm verlaufen, also keine Wärmezufuhr durch die Ofengase
benötigen, hat man vorgeschlagen, den Frischvorgang' in einem ungeheizten Behälter
durchzuführen. Durch Verwendung einer Mischung von gemahlenen Oxyden und Kohlenstoff
als Frischmittel und durch stufenweise Entfernung der aus den Eisenbegleitern gebildeten
Schlacke soll eine Rückoxydation und Rückschwefelung verhindert werden. Eine sehr
weitgehende Entschwefelung wird durch Benutzung eines manganhaltigen Frischerzes
erreicht, da sich hierbei ein manganreiches Roheisen bildet, das die Voraussetzungen
für eine gute Entschwefelung ist. Außer dieser günstigen Wirkung auf den Reinheitsgrad
des erzielten Stahles soll gegenüber der Durchführung des Verfahrens im Ofen noch
eine Verkürzung der zur Raffination nötigen Zeit erzielt werden.
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Ein anderer Vorschlag zur Verbesserung und Vervollkommnung des Frischverfahrens
besteht darin, dem Roheisenbade die Frischmittel im flüssigen Zustande zuzusetzen
-, und zwar werden hierbei Eisen- und Manganerze, Schlacken, Walzsinter u. dgl.
zunächst in einem besonderen Ofen eingeschmolzen und in dünnem Strahl in das Roheisen
gegossen. Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit, den Frischvorgang des Bades genau
zu regeln und auch die Umsetzungen bei hohen Temperaturen durchzuführen. Auch hierbei
oxydiert der Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Frischmittels die nichtmetallischen
Eisenbegl«eiter, wä:hrend das frei gewordene Eisen
oder Mangan der
Erze zum großen Teil in das Bad übergeht.
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Von den- beschriebenen Verfahren unterscheidet sich die vorliegende
Erfindung grun sätzlich sowohl hinsichtlich der gestellt . ft, Aufgabe als
auch hinsichtlich des Lösun s-#-mittels. Während den bekannten Verfa ren' die Aufgabe
zugrunde liegt, Roheisenschmelzen unter Benutzung von Eisen- und Manganerzen als
Frischmittel in Stahl umzuwandeln, behandelt die Erfindung die schmelztechnische
Aufbereitung von manganarmen Erzen und die Verhüttung der dabei erzielten, an Mangan
angereicherten Schlacke zu Ferromangan. Man erreicht dies dadurch, da,ß ein mangansaures
Eisenerz, d. h. ein Eisenerz, dessen Mangangehalt für die Herstellung von
Ferromangan im Hochofen zu gering ist, als Frischmittel auf das Eisenbad aufgegeben
und so lange zur Einwirkung gebracht wird, bis der an Eisen gebundene Sauerstoff
des Erzes zum Frischen verbraucht und das Eisen in das Bad übergeführt ist. Es bleiben
dann im wesentlichen Mangan-Sauerstoff-Verbindungen in der Schlacke übrig, die,
ohne mit dem Bade in Reaktion getreten zu sein, abgezogen und in üblicher Weise
auf Ferromangan verarbeitet werden.
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Die. vorzugsweise Ausführungsform des gekennzeichneten allgemeinen
Gedankens ist folgende: Die manganarmen Schlacken oder Erze werden mit flüssigem
Roheisen in Verbindung gebracht, und zwar vor oder während der Zuführung des Roheisens
in die Pfanne. Dabei tritt eine innige Durchmischung zwischen Roheisen und Manganträgern
ein, die eine weitgehende Reduktion des Eisens aus den Manganträgern und damit eine
weitgehende Anreicherung der Schlacke an Mangan zur Folge hat.
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Eine weitere Verbesserung des Verfahrens kann dadurch erzielt werden,
daß man in an sich bekannter Weise weitere Sauerstoffträger, wie Eisenerze, Walzsinter
o. dgl., mit beimischt. Diese Beimischung bietet die mögt lichkeit, auch den Mangangehalt
des Roheisens in die Schlacke überzuführen und jeden rückwärtigen Verlauf der Reaktion
sicher zu verhindern. Da die Umsetzung zwischen den Eisenoxyden und den Begleiteleinenten
(ls Roheisens stark exotherm erfolgt, besteht riz#h keine Gefahr, daß das Schmelzbad
in-.iolge der Wärmeverluste an die Umgebung sich übermäßig abkühlt. Das Verfahren
kann statt in einer Pfanne natürlich auch in einem Herd-. oder Trommelofen durchgeführt
werden.
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Der wesentliche Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, daß die
in Deutschland anfallenden manganarmen Erze und Schlakken, die bisher nur zu Stahl
oder Spiegeleisen verblasen wurden, zu hochwertigem Ferromangan verarbeitet werden
können. Zur Durchführung des Verfahrens erübrigt sich ein zusätzliches Reduktionsmittel
oder ein weiterer Wärmeaufwand. Zur Reduktion werden die Begleitelemente einer Roheisenschmelze
benutzt, die sonst nur bei Durchführung eines besonderen Verfahrens (Thomas- oder
Siemens-Martin-Verfahren) entfernt werden konnten.
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Durch die gleichzeitige Herstellung von hochwertiger Manganschlacke
aus armen Erzen und von Stahl aus Roheisen in einem einfachen Verfahren ist auch
die Wirtschaftlichkeit der Erfindung gesichert. Dazu kommt noch als wesentlich hinzu,
daß bei Einhaltung niederer Temperaturen nicht nur der Mangangehalt der Erze, sondern
auch des zugesetzten Walzsinters und des Roheisens in der Schlacke angereichert
wird.