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Verfahren zur Erhöhung der Citronensäure- und Ammoncitratlöslichkeit
von Thomasschlacke Bei der wirtschaftlichen Bedeutung, die einer hohen Citronensäure-
und Ammoncitratlöslichkeit der Thomasschlacke zukommt, sind bisher schon zahlreiche
Vorschläge zur Erhöhung dieser Löslichkeiten gemacht worden. Der größte Teil dieser
Vorschläge versucht, eine Erhöhung der Citronensäurelöslichkeit von Thomasschlacke
dadurch hervorzurufen, daß der bereits fertigen Thornasschlacke nach demAuis.leeren
aus diemKon.verter löslichkeitserhöhende Stoffe zugegeben werden. Als löslichkeitserhöhend
in diesem Sinne ist die Wirkung der Kieselsäure, vor allem in Form von Sand bekannt.
Ferner sind auch Soda vorgeschlagen worden sowie Mischungen aus Sand und Soda. Einen
Fortschritt gegenüber diesen Mitteln bedeutet die Anwendung von Silikaten mit verhältnismäßig
niedrigem Schmelzpunkt, insbesondere Alkali- und Erdalkalisilikate sowie Aluminiumsilikate.
Infolge des verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunktes sind diese Mittel besonders
geeignet, sich bei Zusatz zu der fertigen Thomasschlacke beim Abschlacken weitgehend
aufzulösen und so zur vollen Wirksamkeit zu gelangen. Als Beispiel sei Phonolith
genannt, ein Naturerzeugnis, das aus Natriumaluminiumsilikat besteht. Ferner ist
vorgeschlagen worden, ein Schmelz- oder Sintererzeugnis aus Sodaentschwefelungsschlacke
und Sand mit einem Schmelzpunkt von etwa 85o° für diesen Zweck zu verwenden. Aber
auch bei den niedrigschmelzenden Mitteln kommt man bei dieser Arbeitsweise immer
wieder zu unbefriedigenden Ergebnissen, bei den höherschmelzend'en Mitteln, z. B.
Sand, in erheblich verstärktem Maße, und zwar dadurch, daß es schwierig ist, die
Zuschläge in der fertigen Schlacke restlos und gleichmäßig aufzulösen. Die Temperatur
der Schlacke muß genügend hoch sein, und die Zuschläge dürfen ein bestimmtes Maß
nicht überschreiten, um gelöst zu werden.
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Mit Rücksicht auf die Stahlgüte ist es aber meistens notwendig, die
Stahltemperatur und
infolgedessen auch die Schlackentemperatur niedrig
zu halten. Bestimmte Betriebsverhältnisse erfordern außerdem häufig geringe Siliciunigehalte
im l:oheisen und damit auch geringe Kieselsäuregehalte in der Schlacke. Das bedingt
einen erhöhten Zuschlag von kieselsäurehaltigen Mitteln bis zu Mengen, die nicht
mehr von der fertigen Schlacke gelöst werden könnest. Besonders schwierig in dieser
Hinsicht «-aren die Verhältnisse bei der Vanadingelvvinnttng im Tlioinaslr-trieb,
wo die Kieselsäure bis auf gi:rittge Reste entfernt ist. Vorschläge, <furch Rührbewegung
oder durch gleichzeitige Zugabe von Mitteln, die ein Aufkochen der S, hacke bewirken,
eine bessere Lösung und gleichmäßige Verteilung zu erreichen, haben nicht zum befriedigenden
Erfohg geführt, cla die Schlacke die Schmelzwärme nicht mehr aufzubringen vermag,
um die löslichkeitserhöhenden Stoffe vollkommen aufzulösen, so daß dadurch die Stoffe
zum größten Teil unwirksam bleiben. Wegen dieser Schwierigkeiten wurde fernerhin
vorgeschlagen, flüssige Hochofenschlacke der Thomasschlacke ini Schlackenkübel zuzugeben.
Andere Vorschläge gehen dahin, Thoniasschlacke und löslichkeitserhöhende Zuschläge
in einem besonders beheizten Ofen zu vermischen. Aber auch diese Vorschläge führten
nicht zum Ziel.
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Eist nun bekannt, durch Zugabe löslichkeitserhöhender Stoffe, wie
Alkalisilikate bzw. Mischungen aus Sand und Alkalichloriden bzw. -sulfaten, zu Anfang
oder im Verlauf des Oxydationsprozesses in den Konverter die Lö slichlceit der Thoinasschlacke
zu verbessern.
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Bei der Verwendung von Gemischen aus Sand und Alkalichloriden verdampft
im Verlauf des Prozesses eine große Menge Alkali, so daß dann die bekannte schädliche
Wirkung des Sandes hinsichtlich einer schlechten Entpliosphorung, Entschwefelung
- und eines schlechten Manganausbringens in Erscheinung tritt. Die Verdampfung des
Alkalis braucht fernerhin große @@'ärineinengen, die dem Verfahren entzogen werden
und den Verlauf des Oxydationsprozesses störend beeinflussen. Bei Verwendung von
Gemischen aus Alkalisulfaten und Sand tritt eine schlechte Entschwefelung bzw. eine
Rückschwefelung des Stahles ein, die zu schlechten Stahlqualitäten führt.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß der Zeitpunkt der Zugabe eine erhebliche
Rolle spielt. Eine zu späte Zugabe der löslichkeitserhöhenclen Stoffe läßt die Stoffe
nicht wirksam werden, da sie sich nicht mehr auflösen. Bei einer zu frühen Zugabe
wird die Verblasbarkeit erlieblich verschlechtert. Die Verblasbarkeit des Thotnasroheisens
hängt weitgehend von der Schlackenbeschaffenheit während der En' -kohlung ab. Je
flüssiger die Schlacke zu diesein Zeitpunkt ist, um so schlechter wird die Verblasbarkeit
und damit das Ausbringen an Rohstahl. Die Zugabe größerer Mengen von Silikaten zu
Anfang oder im Verlauf der Entkohlung wirkt sich in diesem Sinne auf (Iie Schlacke
aus und verschlechtert damit die Verblasharkeit des Roheisens erheblich.
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Gemäß .der Erfindung werden alle diese Nachteile vermieden. Der Zuschlag
der löslichkeitserhöhenden Stoffe erfolgt gegen 1?nde der Entkohlung bzw. zu Beginn
der Entl)hosphorung, also zu einem Zeitpunkt, bei dein durch den Zuschlag dieser
Stoffe die Verblasbarkeit sticht beeinträchtigt wird und die Silikate noch genügend
"Zeit haben, in Lösung zu gehen und wirksam zu werden. Es werden ferner erfindungsgemäß
sehwefelarnie hochprozentige Kieselsäureträger zugeschlagen, (legen Kieselsäure
in unschädlicher Form für die Etitpliosph,#irting. Entschwefelung und das Älanganausbringen
abgebunden ist. Als Silikate «-erden dabei schwefelarme Alkalisilikate, Erdalkalisilikate
oder ein Gemisch oder eine Verbindung beider, beispielsweise Abfallstücke von Glas
mit der bekannten Zusammensetzung 6Si0=-\a20-K20-Ca0init einem Si 0-,-Gehalt von
etwa 63 bis 72 °/o, a11-gewandt. Durch den Zusatz dieser Silikate in den Konverter
während des Blasens treten keinerlei nietallergische Nachteile auf. Auch bei niedrigen
Temperaturen von Stahl und Schlacke, bei Roheisen mit geringem Siliciumgehalt wie
auch bei der Arbeitsweise mit Vanadinentzug ist es möglich, genügend Mengen restlos
und gleichmäßig in Lösung und damit zur volle.i Wirkung. zu bringen.
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Die notwendige Menge dieser Zuschläge richtet sich nach der Zusammensetzung
der Thomasschlacke. Um eine Phosphorsäurelöslichkeit von mindestens 97 °/o und mehr
im Thomassclilackenmehl zti erreichen, darf das Verhältnis P.-01: Si 02 von 0,34
nicht unterschritten werden. Ist weniger Kieselsäure vorhanden, dann sinkt die Löslichkeit
mehr oder weniger stark ab.
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Bei einem Roheisen mit 0,23% Silicium konnte z. B. die Löslichkeit
durch Anwendung von 1.,50/0 Alkalisilikaten der beschriebenen Zusammensetzung und
in der vorgeschlagenen Art der Zugabe von gr,5 auf 99,3 erhöht werden. Bei
Zugabe von 1,3 °/o Natriumsilikat mit 72 % Si 02 und gleichem Siliciumgehalt
des Roheisens wurde in einem anderen Falle eine Löslichkeit von 98,1 % erreicht.
Vergleichsuntersuchungen ohne Zusatz ergaben 78,6 °/o Löslichkeit.
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Als Si 02 Träger ist besonders auch die bei der Entschwefelung des
Roheisens anfallende Sodaschlacke nach ihrer Entschwefelung und Zusatz von Sand
geeignet, und zwar wird so viel Sand zugeschmolzen oder zugesintert, daß
ein
möglichst hoher Si 02 Gehalt erreicht wird, etwa entsprechend der Zusammensetzung
des üblichen Glases. Es ist schon einmal vorgeschlagen worden, diese Sodaschlacke
mit hochkieselsäurehaltigen Stoffen, insbesondere Sand, zusammenzuschmelzen, wobei
der Sodaschlacke so viel Sand zugesetzt wurde, daß der Segerkegelschmelzpunkt der
entstehenden Schlacke nicht höher als 8oo bis 85o° liegt.
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Dieser Vorschlag stiebt also einen niedrigen Schmelzpunkt an, um bei
Zugabe in die fertige Schlacke eine möglichst weitgehende Lösung zu erreichen. Gemäß
der Erfindung wird aber mit Hilfe der Sodaschlacke ein Kieselsäureträger mit wesentlich
höherem Kieselsäuregehalt und entsprechend größerer Wirkung erreicht, der bei seinem
höheren Schmelzpunkt nur durch Zugabe in den Konverter während des Blasens zur Lösung
und zur Wirkung gebracht werden kann. Dadurch wird beim Arbeiten gemäß der Erfindung
auch die Alnmoncitratlöslichkeit erhöht.
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Durch die Zugabe von natriumsilikathaltigen Stoffen während des Blasens
konnte ferner die Citratlöslichkeit stark erhöht werden. So lag die Citratlöslichkeit
bei Versuchen ohne Zugabe alkalihaltiger Stoffe zwischen 25 und 3o °/o. Bei Anwendung
des Verfahrens gemäß der -Erfindung konnte durch Zugabe von 1,2 % Natriumsilikaten
der beschriebenen Zusammensetzung in einem Falle eine Steigerung der Citratlöslichkeit
um 75 °/o,. in einem anderen Falle durch Zugabe von 1,5 °/a Natriumsilikaten sogar
eine Erhöhung um mehr als ioo °/o erhalten werden.