DE811354C

DE811354C - Extraction of steel and slag containing phosphate

Info

Publication number: DE811354C
Application number: DEP246A
Authority: DE
Inventors: Hellmut Dr Ley; Gerhard Dr Roesner
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-08-20

Description

Gewinnung von Stahl und phosphathaltigen Schlacken Beim Frischen von phosphorhaltigem Eisen nach dem Thomasverfahren richtet sich der Anfall an Thomasschlacke nach dem Gehalt des zu verarbeitenden Eisens an Phosphor, der dazu dient, beim Verblasen die Charge flüssig zu erhalten. Der im Eisen enthaltene Phosphor liefert neben Silicium vorwiegend die für das Verblasen erforderliche Wärme. Deshalb sind für das Thomasverfahren bestimmte Phosphorgehalte des zu verarbeitenden Eisens, z. B. Roheisens, die um etwa r bis 3 % liegen, erforderlich. Höhere Phosphorgehalte sind unerwünscht. Will man den Anfall an Thomasschlacke beim Verblasen erhöhen, so gelingt dies also nicht ohne weiteres und mit Erfolg nur durch Verwendung eines phosphorreicheren Eisens, denn abgesehen von der schwierigeren Regulierbarkeit des Verblasevorganges, erfordert die wegen des höheren Phosphorgehaltes des Ausgangseisens wesentlich größere Wärmeentwicklung auch einen erhöhten Zusatz an Eisenschrott, so daß an dem Ausbeuteverhältnis Stahl zu Thomasschlacke nicht viel geändert wird.Extraction of steel and slag containing phosphate When refining phosphorus-containing iron according to the Thomas method, the accumulation of Thomas slag is directed according to the phosphorus content of the iron to be processed, which is used during the blowing process to keep the batch liquid. The phosphorus contained in iron provides silicon as well as silicon mainly the heat required for blowing. Therefore are for the Thomas method certain phosphorus contents of the iron to be processed, e.g. B. pig iron, the order about r to 3% are required. Higher phosphorus contents are undesirable. Want if the incidence of Thomas slag is increased during the blowing process, then this does not succeed without further ado and with success only by using an iron that is rich in phosphorus, because apart from the more difficult controllability of the blowing process, requires the much greater heat development due to the higher phosphorus content of the starting iron also an increased addition of scrap iron, so that steel in the yield ratio to Thomasschlacke not much is changed.

Ein Zusetzen von Rohphosphat neben Kalk beim Frischen nach dem Thomasverfahren war bisher nicht anwendbar, da der durch den Rohphosphatzusatz in die Schlacke gebrachte Phosphatanteil nicht in eine für Pflanzen leicht assimilierbare Form übergeführt wird.An addition of rock phosphate in addition to lime when freshening according to the Thomas method was previously not applicable because the rock phosphate additive brought into the slag Phosphate content not converted into a form easily assimilable for plants will.

Durch die Erfindung gelingt es, den Anfall an Thomasschlacke beim Frischen phosphor- und/ oder siliciumhaltigen Eisens in weitem Bereich beliebig zu erhöhen, ohne daß damit zwangsläufig eine erhöhte Eisenerzeugung eintritt. Nach dem neuen Verfahren wird das Frischen, wie an sich bereits vorgeschlagen, zweistufig durchgeführt. Erfindungsgemäß wird dabei in der ersten Stufe mit Rohphosphatzuschlag und mit einer Schlacke gearbeitet, die weniger basisch ist als die übliche Thomasschlacke. Dadurch wird das Aufschließen des zugesetzten Rohphosphates ermöglicht. Die Entfernung des restlichen Phosphors aus dem Eisen, die bei weniger basischen Schlacken nicht möglich ist, geschieht dann in einer folgenden Stufe, die nach dem üblichen Thomasverfahren ausgebildet sein kann.The invention makes it possible to prevent the accumulation of Thomas slag Fresh iron containing phosphorus and / or silicon in a wide range as desired to increase without this inevitably increased iron production entry. According to the new process, as already proposed, the freshening is carried out in two stages. According to the invention, in the first stage, raw phosphate surcharge is used and worked with a slag that is less basic than the usual Thomas slag. This enables the added rock phosphate to be broken down. The distance of the remaining phosphorus from the iron, which is not the case with less basic slag is possible, then happens in a following stage, which is according to the usual Thomas method can be formed.

Besonders vorteilhaft lassen sich für das Verfahren gemäß der Erfindung Eisensorten verwenden, die mehr Phosphor und/oder Silicium als normales Thomasroheisen enthalten. Auf diese Weise gelingt es, auch die Ausbeute an Thomasschlacke erheblich zu steigern. Reicht der Phosphor- und Siliciumgehalt des Roheisens nicht aus, um die für das Frischen der ersten Stufe notwendige Acidität in der Schlacke zu erreichen, so können kieselsäurehaltige Zuschläge, wie Sand, Quarz und andere kieselsäure- oder siliciumhaltige Stoffe, verwendet werden.Can be particularly advantageous for the method according to the invention Use types of iron that contain more phosphorus and / or silicon than normal Thomas pig iron contain. In this way it is possible to increase the yield of Thomas slag considerably to increase. If the phosphorus and silicon content of the pig iron is insufficient, to achieve the acidity in the slag necessary for the freshening of the first stage, silica-containing aggregates such as sand, quartz and other silica or silicon-containing substances.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist aber . nicht an die Verwendung von Eisensorten mit besonders hohem Phosphorgehalt gebunden. Da nämlich die gewünschte Erhöhung der Erzeugung von phosphathaltiger Schlacke schon durch die Einführung von Rohphosphat erzielt wird, kann man von dem üblichen Thomasroheisen oder sogar von Eisensorten mit geringerem Phosphorgehalt und entsprechend höherem Siliciumgehalt ausgehen. In diesen Fällen läßt sich der Zuschlag an Kieselsäure oder kieselsäurehaltigen Stoffen entsprechend vermindern, oder er kann unterbleiben. Der Siliciumgehalt deckt jetzt die für das Verfahren noch fehlende Wärme.The method according to the invention is however. not to use bound by types of iron with a particularly high phosphorus content. Because the desired Increase in the production of phosphate-containing slag through the introduction obtained from rock phosphate can be obtained from the usual Thomas pig iron or even of iron types with a lower phosphorus content and a correspondingly higher silicon content go out. In these cases, the addition of silica or silicic acid can be used Reduce substances accordingly, or it can be omitted. The silicon content covers now the warmth that is still missing for the procedure.

Für das Verfahren gemäß der Erfindung kommen insbesondeee Eisensorten in Frage, die zwischen etwa i und 25!/o Phosphor und/oder Silicium enthalten. Ihre Mindestwerte richten sich danach, daß die für das Verblasen erforderliche Wärme noch erzeugt werden kann.Iron types are particularly suitable for the method according to the invention in question, which contain between about 1 and 25! / o phosphorus and / or silicon. Her Minimum values depend on the heat required for blowing can still be generated.

Die Schlacke, die in der ersten Stufe des Verfahrens erzeugt wird, soll beispielsweise nicht Kalkgehalte aufweisen, die viel höher als nach der Formel (Ca0)9 P20, und CaOSi02 liegen. Ihr Kieselsäuregehalt kann auch noch höher sein und etwa der Verbindung (Ca0)E Si02 entsprechen. Die Gehalte der Schlacken an Eisen, Mangan u. dgl. können die üblichen sein. Die Schlacke, die in der-folgenden Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung anfällt, soll die übliche Zusammensetzung der Thomasschlacke aufweisen. Man verwendet also in der ersten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung eine Schlackenbasizität, die für die weitgehende Entphosphorung nicht geeignet ist, vorzugsweise etwa nur eine Entphosphorung bis auf die Phosphorgehalte von üblichem Thomasroheisen zuläßt. Im Falle des Einsatzes von phosphorarmen Eisensorten kann entsprechend der geringeren Basizität dieser Schlacke das Eisen aus dem der Schlacke zugesetzten Rohphosphat Phosphor aufnehmen. Die überschüssige Wärme, die in der ersten Stufe entsteht, wird durch den Zusatz von Rohphosphat und gegebenenfalls Kieselsäure ausgeglichen und nutzbar gemacht. In der folgenden Stufe wird darauf der Phosphor oder andere Verunreinigungen, die in der ersten Stufe nicht entfernt wurden oder hier in das Eisen übergingen, aus dem Eisen herausgenommen.The slag produced in the first stage of the process should, for example, not have lime contents that are much higher than according to the formula (Ca0) 9 P20, and CaOSi02 lie. Their silica content can be even higher and approximately correspond to the compound (Ca0) E Si02. The iron content of the slag, Manganese and the like may be the usual ones. The slag produced in the -following stage of the method according to the invention is obtained, the usual composition of the Have Thomas slag. So it is used in the first stage of the process According to the invention, a slag basicity, which is essential for the extensive dephosphorization is not suitable, preferably only dephosphorization down to the phosphorus content of usual Thomas pig iron. In the case of using low-phosphorus types of iron can, according to the lower basicity of this slag, the iron from the Rock phosphate added to slag absorb phosphorus. The excess heat that in the first stage is created by the addition of rock phosphate and optionally Silicic acid balanced and made usable. The next stage is on it the phosphorus or other impurities that are not removed in the first stage were or merged into the iron here, removed from the iron.

Beispielsweise wird ein Roheisen mit etwa 4% Phosphor nach dem Verfahren gemäß der Erfindung verarbeitet. Es wird flüssig und unter Zuschlag von Kalk, Rohphosphat und Sand in die Thomasbirne eingesetzt und bis auf einen Phosphorrestgehalt von etwa i bis 2% verblasen. Dann wird die Schlacke entfernt, und es wird unter Zuschlag von Kalk weitergeblasen, bis das Eisen einen möglichst niedrigen Phosphorgehalt und den erwünschten Kohlenstoffgehalt hat. Man kann die folgende Stufe des Verblasens auch in einem besonderen Konverter durchführen, oder es werden andere geeignete Vorrichtungen, z. B. elektrische Ofen, Flammöfen oder Drehöfen, für die Durchführung der einen oder beider Stufen verwendet..For example, a pig iron with about 4% phosphorus is made according to the method processed according to the invention. It becomes liquid and with the addition of lime and rock phosphate and sand used in the Thomas pear and down to a residual phosphorus content of blow about 1 to 2%. Then the slag is removed and it is aggregated Blown by lime until the iron has the lowest possible phosphorus content and has the desired carbon content. One can do the following stage of fading also perform in a special converter, or there will be other suitable ones Devices, e.g. B. electric ovens, flame ovens or rotary ovens, for the implementation of one or both stages used.

Bei der bekannten Gewinnung von Thomasschlacke wird der gesamte P205 Inhalt der Schlacke aus im Roheisen vorhandenem Elementarphosphor gewonnen. Bei der Herstellung dieses phosphorhaltigen Roheisens ist aber auch für den Phosphor eine erhebliche Reduktionsarbeit aufzuwenden, die im anschließenden Frischverfahren nur so weit ausgenutzt wird, als sie zur Aufrechterhaltung des schmelzflüssigen Zustandes benötigt wird. Nach dem Verfahren der Erfindung hingegen wird, da nun die Möglichkeit geschaffen ist, Rohphosphat einzusetzen und aufzuschließen, die gesamte im Phosphor und Silicium enthaltene Reduktionsarbeit ausgenutzt. Das bedeutet einen erheblichen technischen Erfolg.In the known extraction of Thomas slag, the entire P205 Content of the slag obtained from elemental phosphorus present in the pig iron. at The production of this phosphorus-containing pig iron is also for the phosphorus to spend a considerable reduction work in the subsequent fresh process is only used to the extent that it is necessary to maintain the molten state State is required. According to the method of the invention, however, since now the possibility is created to use rock phosphate and digest that all of the reduction work contained in the phosphorus and silicon is used. That means a significant technical success.

Zum Stande der Technik der Stahlerzeugung gehören bereits Zwei- oder Mehrstufenverfahren. Diese sind aber nicht identisch mit dem Verfahren der Erfindung, und zwar weder in der Aufgabenstellung noch in der Ausführung. Keines dieser Verfahren nämlich hat zum Ziele, die Erzeugung von Thomasschlacke zu erhöhen, und insbesondere arbeiten die Verfahren nicht so, daß Rohphosphat in die Schlacke eingetragen werden kann. Ferner tragen sie nicht dem Gedanken gemäß der Erfindung Rechnung, den Prozeß in der ersten Stufe durch die Basizität der Schlacke zu steuern, sondern regeln die erste Verfahrensstufe durch die Menge des zugesetzten Frischmittels, wie Schrott oder Eisenoxyd. In diesem Sinne können also die unter dem Namen Hoesch, Bertrand, Thiel oder Duplex bekannten Verfahren nicht als identisch mit der Erfindung angesehen werden.The state of the art in steel production already includes two or two Multi-stage process. However, these are not identical to the method of the invention, namely neither in the task nor in the execution. Neither of these procedures namely, aims to increase the production of Thomas slag, and in particular the processes do not work in such a way that rock phosphate is introduced into the slag can. Furthermore, they do not take into account the idea according to the invention, the process in the first stage through the basicity of the slag to control, but regulate the first process stage by the amount of fresh agent added, such as scrap or iron oxide. In this sense, the names of Hoesch, Bertrand, Thiel or Duplex known processes are not regarded as identical to the invention will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the extraction of steel and phosphate-containing Slag through two-stage or multi-stage refining of phosphorus and /or silicon-containing iron, characterized in that in the first stage with the addition of rock phosphate and with one opposite the known. Thomas slags less basic slag is being worked on.

2. The method according to claim i, characterized in that types of iron that contain more phosphorus than the usual Thomas pig iron are processed, wherein the freshening in the first stage, optionally with the addition of lime and / or Silicic acid or substances containing it is carried out.

3. Procedure according to Claim 1 or 2, characterized in that types of iron are processed which contain more silicon than usual Thomas pig iron.

4. The method according to the claims i to 3, characterized in that at least the first stage of freshening in the Converter is carried out.