DE814455C

DE814455C - Raffinieren von Eisen oder Eisenlegierungen, insbesondere von Thomas-Stahl

Info

Publication number: DE814455C
Application number: DEP41559A
Authority: DE
Original assignee: CHIERS HAUTS FOURNEAUX
Current assignee: CHIERS HAUTS FOURNEAUX
Priority date: 1946-10-30
Filing date: 1949-05-04
Publication date: 1951-09-24

Description

Raffinieren von Eisen oder Eisenlegierungen, insbesondere von Thomas-Stahl . Eines der Elemente, deren Abscheidung im Zuge der Eisenherstellung, insbesondere bei der Stahlgewinnung, die größten Schwierigkeiten bereitet, ist bekanntlich der Phosphor. Das Ausscheiden des Phosphors erfordert einen erheblichen Aufwand an Erzen, Ca 0 oder oxydierender Schlacke, ferner längere Zeit und einen beachtlichen Wärmeverbrauch. Besondere Schwierigkeiten bereitet die Entfernung von letzten Spuren von Phosphor insbesondere beim Duplex-Thomas-Elektro-Verfahren. Thomas-Stahl enthält nach dem Blasen im Mittel o,o6o% Phosphor, der auf eine untere Grenze von 0,020°.!o heruntergebracht werden muß. Diese Maßnahme erfordert etwa r1/2 Stunden unter ein- oder zweimaligem Abschlacken.
In den letzten Jahren sind zwar große Fortschritte in der Überwindung dieser Schwierigkeiten erzielt worden, doch erfordern auch verbesserte Verfahren noch erhebliche Mengen an flüssiger oder fester Schlacke.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das die Möglichkeit gibt, alle Schwierigkeiten, die in der Herstellung oder in der Verwendung dieser Schlacken beruhen, zu vermeiden und die Kosten bedeutend zu verringern. Das neue Verfahren besteht im wesentlichen in einer Raffination auf chemischem Wege mit Ätznatron, das zweckmäßig in Form von Flittern oder kleinen Splittern dem Thomas-Stahl bei einem Gehalt an Phosphor von etwa o,o6o% zugegeben wird.
Alle bisherigen Verfahren zur weiteren Herabminderung des P'hosp'horgehaltes von Thomas-Stahl beruhten auf der Zugabe von Mineralien, Oxyden, Kalk oder oxydierenden Schlacken in fester oder flüssiger Form zu dem Metall.
Das Verfahren gemäß der Erfindung führt augenblicklich zu einer in jeder Hinsicht vollkommenen Ausscheidung des Phosphors, ohne daß ein Rückgriff auf Mineralien oder Schlacken notwendig ist.
Es werden hierbei bemerkenswerte und alle Erwartungen übersteigende Ergebnisse erhalten. Die Reaktion ist außerordentlich heftig, wie sich auch aus dem unten angeführten Beispiel ergibt.
Mit der Phosphorausscheidung geht eine Herabminderung des Gehaltes an Schwefel von etwa 2o bis 25% sowie eine Entgasung und Ausscheidung von Einschlüssen einher. Der erhaltene Thomas-Stahl kann Martinstahl in vielen Fällen ersetzen. Bei Duplexverfahren, bei denen im Anschluß an das übliche Thomasverfahren in der Birne, im Elektroofen oder Martinofen bei flüssiger Beschickung gearbeitet wird, führt das Verfahren zu einem erheblichen Zeitgewinn. Das neue Verfahren ist ferner anwendbar beim Bessemerprozeß, bei dem Phosphor wegen der Art der Auskleidung nicht entfernt werden konnte, und bei der Gewinnung von Ferromangan, von Spiegel- oder Hämatiteiscn mit geringem Phosphorgehalt.
Das Ätznatron kann in die Thomasbirne am Ende des Blasens oder später zugegeben werden, wobei zweckmäßig das Ätznatron in fester Form dem flüssigen Stahl nach dem Neigen der Birne am Ende des Blasens, und zwar entweder vor dem Entschlacken, oder während des Blasens gegen Ende der normalen Entphosphorung mit dem Blasstrom eingeführt wird.
Beispiel In 12 t Thomas-Stahl wird beim Eingießen in einen elektrischen Ofen Ätznatron in Form von Flittern in den Stahlstrom mit einem Preßluftstrom unter einem Druck von 6 kg/cm2'eingeblasen.
Vor dem Umgießen betrug der Gehalt an Phosphor und Schwefel in dem Thomas-Stahl o,o6o% bzw. 0,050%. Das Umgießen dauerte 4 Minuten, und in dieser Zeit wurden 25 kg kaustische Soda eingeführt. Eine unmittelbar nach dem Umgießen genommene Probe zeigte einen Phosphorgehalt von 0,013% und einen Schwefelgehalt von 0,038%.
Der Reaktionsrückstand wurde sofort von der Oberfläche des Bades abgenommen, und es wurde dann die Reduktionsschlacke gebildet.
Der Gehalt an Phosphor in dem Elektrostahl, der in dem beschriebenen Beispiel . ein besonders harter Kohlenstoffstahl war, betrug o,o18%. Der Unterschied zwischen dem Phosphorgehalt nach dem Umgießen und in dem fertigen Elektrostahl beruht darauf, daß der in den Elektroofen eingeführte Elektrostahl noch eine geringe Menge an oxydierenden Schlacken enthielt, da es nicht möglich ist, diese Schlacke, die Spuren von P205 enthält, vollkommen zu entfernen. Der für das Beispiel verwendete Stahl war besonders hart, hatte also einen erhöhten Gehalt an Kohlenstoff. Ein Teil dieses Kohlenstoffes reagiert mit dem P205, und der dadurch frei gewordene Phosphor verbleibt in dem Stahl und führt somit zu einer Erhöhung des Anteils auf o,o18%.
Die gesamte Behandlungsdauer, die für Stahl dieser Güte bei den bisherigen Verfahren etwa i Stunde 4o Minuten erfordert, konnte dabei auf 55 Minuten herabgesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Raffinieren von Eisen oder Eisenlegierungen, insbesondere von Thomas-Stahl, durch Einführen eines Reaktionsmittels in das flüssige Metall mittels eines Druckgases, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsmittel in das Metallbad ausschließlich Ätznatron eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätznatron in Form von Flittern oder kleinen Splittern eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätznatron in den Gießstrom beim Ausgießen aus dem Konverter eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Ätznatron in flüssigen Stahl, der in einem Raffinierofen weiterbehandelt werden soll, eingeführt wird.
5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i zur Entphosphorung von Bessemerstahl.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i zur Entphosphorung von Thomas-Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätznatron in fester Form dem flüssigen Stahl nach dem Neigen der Birne am Ende des Blasens, zweckmäßig vor dem Entschlacken, zugesetzt wird, bzw. während des Blasens gegen Ende der normalen Entphosphorüng mit dem Blasstrom eingeführt wird.