DE758285A - - Google Patents

Description

August Thyssen-Hütte A*-G* _{10o Pe}bruar 1941

Duisburg - Eambotn

T 52 914 W18b

Verfahren zur Herstellana^KefThomasstebl und Thomas-

Die zur Zeit herrschende Eohst off lage Deutschlands zwingt dazu j auf den Bezug ausländischer Erze unä Phosphate weitgehend zu verzichten» Anstelle der ausländischen Erze werden eisenärmere inländische treten, die Phosphate dagegen werden sich nicht ersetzen lassen* Das aus diesen Erzen erblasene Boheisen wird also "bedeutend phosphor ärmer sein, als das bisher übliche Thomasroheisen* Mit abnehmendem Phosphorgehalt sinkt aber der chemische Wärmeinhalt des Eisens und der zur Durchführung des Thomasverfahrens notwendige Wärmebedarf muss durch andere Eisenbegleiter gedeckt werden* Als Ersatz kommt eigentlich nur das Silizium in Frage, dessen färmeinhalt bedeutend höher ist, als der des Phosphors, da 1,43 kg Phosphor in seiner Wärmeentwicklung 1 kg Silizium entspricht» Der höhere Siliziumgehalt des Eisens wird ohne weiteres erreicht durch saures Schmelzen der Erze im Hochofen oder beim basischen Schmelzen durch höhere Temperstur vor den Formen des Hochofens* Im ersten Fall wird d?sfeisen einen höheren Siliziumgehalt und eine geringere Temperatur und im zweiten Falle etv/as weniger Silizium und eine höhere Temperatur als beim sauren Schmelzen besitzen* Diese Boheisen* die einen Siliziumgehalt von 0,5 bis über 1_S5 i> und einen Phosphorgehalt von 1,7 $> bis unter 1 $ besitzen können» lassen sich im basischen Konverter bekanntlich ohne weiteres verblasen, sofern nur der Wärmebedarf des Konverterprozesses gedeckt ist«

Als^^äsTgrosser Kachteil beim Arbeiten mit derartigen

39/531 Eisen tritt die Verarmung der Thomasschlacke an Phosphorsäu-

³^ * re in Erscheinung« Zahlenmässig wirkt sich das ungefähr so

aus, dass ein Eisen mit 0,3 f° Silizium und 1,9 i° Phosphor, wie

es heute meist benutzt wird, einen PhosphorSäuregehalt der la&sehlacke von ungefähr 22 $ aufweist, wogegen bei einem linsen mit l_f3 1> Silizium und nur 1 i> Phosphor der Phosphorsäa« regehalt der Schlacke auf 13 i° sinkt* Auch eine solche Schlafe ke stellt an sich noch ein Ausgangserzeugnis für Düngemittel. von gewissem Wert"dar* aber die grosse Menge von Fremdstoff fen erhöht die Mahl«» und Transportkosten ganz.beträchtlich»

Es wurde deshalb nach einem zum StandeTgehbrenden Vorschlage die zu Anfang des Blasens sich bildende, kieselsäurereiche Schicke abgezogen, wodurch man beim Verblasen eines Eoheisens mit 1*3 1° Silizium und 1 $ Phosphor in der Thomas** schlacke einen Phosphorsäuregehalt von über 20 i> erreichen kann, wenn sorgfältig abgeschlackt wird* Meist wird man je*· doch einen Teil der Kieselsäure im Konverter belassen» um eine Erhöhung der Zitronensäurelöslichkeit des Thomasmehles durch Bildung des Silikokarnotites ohne Sandzusatz zu ermöglichen* In diesem Falle dürfte sich aus diesen minderwer*» tigen Eoheisen noch eine Schlacke mit ungefähr 19 $> Phosphorsäure herstellen lassen» Each dem Abziehen der kieselsaurere ic hen Schlacke wird das vor gebissene Boheisen mit den not*· wendigen Kalk·* und Schrottsätzen fertiggeblasen»

Der lachteil des bekannten Abziehens der Anfangsschlacke ist der_f dass ein grosser Teil des Mangans dem Bade verloren geht» da bei dem üblichen Thomasverfahren das Mangan zu Anfang mit dem Silizium zusammen abbrennt* Ein solcher Manganverlüst macht sich naturgemäss unangenehm in der Güte des erblasenen Stahles bemerkbar, Ausserdem ist er mit Bück«· sieht auf die Manganbewirtschaftung nicht am Platze*

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren» durch das aus einem Thomasroheisen mit niedrigem Phosphor-und hohem SiIiziumgehalt ein Thomasstahl von einwandfreier Güte neben einer Thomasschlacke in der heute handelsüblichen Güte hergestellt werden kann* Die Erkenntnisse der Erfindung gehen auf ausgedehnte Untersuchungen zurück, die die in in ihren Thomaswerken durchführte« Das Wesen der Erfindung besteht dai*- in, eine gleichzeitige Verschlackung des Mangans während der Siliziumverbrennung zu verhindern, um die nach dem oben ge* schilderten, bekannten Verfahren nach Verbrennung des SiIi**

ziums oder eines Teiles desselben abzuziehende kieselsäurereiche Schlacke manganarm zu erhalten· Die Chargen müssen natürlich so geführt werden, dass ζα Beginn der Charge nur der zur Abbildung der Kieselsäure erforderliche Kalk in den Konrerter gesetzt wird«

Ein Kittel, den Manganverlust bei einem Absehlacken der kieselsäurereichen Schlacke zu. vermindern ist, das Bohei** seh langsam wl verblasen (Abb., 1 and 2)* Bläst man eine Thomascharge langsam, so verarmt das Bad an Sauerstoff, der von der .Blasluft geliefert wird, und deckt seinen Sauerstoffbedarf durch andere Sauerstoffträger, d*h., es tritt eine Hedüktion vornehmlich von Eisen und Mangan durch Kohlenstoff auf» Die Charge 4-& der Abb» 1 wurde sehr schnell geblasen» Hach 6 Minuten ist bereits der Kohlenstoffgehalt auf l_t5 i°. der langangehalt auf 0,25 Ί» und der Siliziumgehalt auf Spuren gesunken* Eine Manganreduktion ist trotz stärkster Entkohlung nicht eingetreten» Bläst man dieselbe Charge langsamer (Abb# 2), so hat das Roheisen nach 6 Minuten noch 2_f3 i» % OJ & Mn and 0,15 $> Si· Bei dieser Arbeitsweisejtritt» wie man sieht, eine gewisse Eed'uktion des Mangans aus der Schlafe» ke ein und die Ausbeute an Mangan steigt« ^*/»/£>*

Für den Zeitpunkt des Abschlackens gilt folgende Eegeli Bei einem Roheisen mit ausreichendem Siliziumgehalt wird die Abschlackzeit desto später liegen* je niedriger die Roheisen«* temperatur zu Anfang war* Abb* 3 und 4 geben die entsprechenden Erläuterungen» Abb* 3 kennzeichnet den Blasverlauf eines Hoheisens mit niedriger Einfülltemperatur, das zu Anfang eignen starken Mangan-Abbrand aufweist und erst durch die gleichzeitige starke Silizium-Verbrennung an Temperatur gewinnt» Die Entkohlung setzt später ein und verläuft dann heftiger sofaass ein grosser Teil des Mangans aus der Schlacke reduziert wird* Abb* 4 kennzeichnet dieselben Verhältnisse bei hohen Einfülltemperaturen» Vor allem das Mangan verbrennt !arg samer und der Kohlenstoff zündet früher» Die Schmelze nach Abb» 3 wird man erst nach 6 1/2 Minuten abschlacken, wohingegen die nach Abb* 4 einen gleichen Mangangehalt bereits nach 4'1/2 Minuten erreicht. Der Siliziumgehalt der letzten Schmelze ist naturgemäss nach dem Abschlacken ein wenig höher« Man

Ergänzungi

Ein Kittel, die Yerschlackung des Mangans zu verhindern, "besteht bekanntlich darin, die Temperatur des Roheisens "bei Beginn des Blaaens zu erhöhen. Es ist vom Martinverfahren schon bekannt, daß "bei Erhöhung der Temperatur Mangan aua einer basischen Schlacke in den Stahl zuruckgeführt werden kann« Ferner ist es bekannt, beim Thomasverfahren mit stark erhöhter Badtemperatur au arbeiten, um eine ständige Reduktion des Mangans aus der sich bildenden hochbasischen Kalkphosphatschlacke zu erreichen und dieses im Metall anzureichern» Unbekannt war jedoch bisher, daß es durch Anwendung einer um etwa 100 höheren Roheisentemperatur allein, sogar gegenüber einer recht sauren Silikatsch.la.oke gelingt, das Mangan im Metall au erhalten, bis Siliaitam und Kohlenstoff fast vollständig verbrannt sind.

Die Terbrenmingsreilienfolge von Mangan, Silizium und Kohlenstoff bei Anwendung hoher Roheisentemperatur ist in Abb. 4 wiedergegeben worden, nach bisheriger Arbeitwweise (Abb. 3) dagegen verschlacken stets Mangan waä Silizium gleichzeitig«

wird also in der Begel so verfahren» dass man bei physikalisch kaltem Boheisen die Chargen ohne Schrott und mit möglichst wenig Kalk bis zur stärksten Entkohlung bläst* bei physikalisch heissem Eoheisen dagegen zu Anfang soviel Schrot setzt» dass die Temperatur nicht.zu hoch steigt und eine Siliziumverschlackung nur in Masse eintritt« Im letzten Fall kann man bereits abscblacken, wenn der Sili— ziumgehalt des Metalles den gewünschten niedrigen Wert erreicht hat; im ersten Fall wird man etwas langer warten müssen»

Bei dem Verfahren nach der Erfindung tritt infolge der kieselsaurereic hen Schlacke nur ein unwesentlicher Verlust an Phosphor auf» der mit der Anfangsschlacke verloren geht; eine aus dem Verhalten des Phosphors beim Verblasen von va*· nadinhaltigem Boheisen bekannte Tatsache»

Der Fortschritt des Anmeldungsgegenstandes ist dadurch gegeben, dass das für die Güte des Stahles so wichtige Mangan im Metallbad© verbleibt, während das Silizium nach Abgabe seiner Verbrennungswärme als Kieselsäure aus dem Verfahren ausgeschieden wird* Es ist somit durch die Erfindung ein Weg gewiesen» aus einem an sich minderwertigen Thomas*· roheisen einen Stahl von einwandfreier Güte neben einer hoch* wert igen Thomasschlacke herzustellen*

Claims (1)

1. Patentansprüche t

   1_#^ Verfahren zur Herstellung von Thomasstahl und Tho* massehlaoke aus loheisen mit einem über 0,5 i° betragenden Si— liziumgehalt und einem unter 1,7 f° betragenden Phosphor gehalt, wobei zur Erhöhung des PhosphorSäuregehaltes der End— schlacke die zu Beginn des Blasens gebildete kieselsäurereiche Schlacke vor dem Übergang ganz oder teilweise abgezogen wird» dadurch gekennzeichnet, dsss der beim Abschlakken auftretende Manganverlust durch Blasen mit verringerter Windzufahr vermindert wird*

   2*>*Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass der Manganverlust durch Einhalten einer höheren Temperatur während der Vorblasezeit vermindert wird*

   3#% Verfahren nach Anspruch 1 und 2_f dadurch gekennzeiebnet, dass beim Verblasen eines eine hohe !Einfülltemperatur besitzenden Eoheisens das Abziehen der kieselsäurereichen Schlacke vorzugsweise zu Ende der Entsilizierungsperiode erfolgt*

   4 «"^Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei kalteingefülltem Eoheisen das Abziehen der kieselsäurereichen Schlacke in der Zeit der höchsten KohlenstoffVerbrennungsgeschwindigkeit erfolgt*

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstands vom Stand der Tedinik sind im Erteilunflsverfahren

   folgende Druckschriften*)

   ■■??

   *) Kdilulreffeies ist zu streldKn