DE835613C

DE835613C - Cleaning agent for iron and steel melts

Info

Publication number: DE835613C
Application number: DES22061A
Authority: DE
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1950-12-23
Filing date: 1951-03-01
Publication date: 1952-04-03

Description

Reinigungsmittel für Eisen- und Stahlsdinelzen Die vorliegende Erfindung betrifft neue Verbindungen, die die Reinigung von Stahl- und Eisenschmelzen bewirken, d. h. Stahlschmelzen zu entphosphorn, zu entschwefeln und zu entsticken, Roheisenschmelzen zu entschwefeln und entsilizieren sowie Gußeisenschmelzen zu entschwefeln und entgasen vermögen.Detergents for iron and steel dinels The present invention concerns new compounds that effect the cleaning of molten steel and iron, d. H. To dephosphorize, desulfurize and denitrify steel melts, to melt pig iron to desulfurize and desilicate as well as to desulfurize and degas cast iron melts capital.

Es ist bekannt, daß Soda, kohlensaurer Kalk und ihre Gemische oder auch Verbindungen, wie das wasserfreie Doppelkarbonat, solche Wirkungen in einem gewissen Umfang hervorrufen. Weiterhin ist bekannt, daß die Entstickung von Stahlschmelzen durch Einblasen von Kohlensäure und Wässerdampf enthaltenden Gasen bei den Windfrischverfahren gefördert wird. Auch durch die Zugabe kohlensäurehaltiger Stoffe, wie Kalkstein und Soda oder deren Gemische bzw. Verbindungen, wird eine solche entstickende Wirkung in gewissem Umfang erzielt.It is known that soda, carbonate of lime and their mixtures or Even compounds like the anhydrous double carbonate have such effects in one cause a certain extent. It is also known that denitrification of molten steel by blowing in gases containing carbon dioxide and water vapor in the wind-freshening process is promoted. Also by adding carbonated substances such as limestone and soda or their mixtures or compounds, will have such a denitrifying effect achieved to some extent.

Die Verwendung von Soda allein wird durch die hohe Temperatur am Ende des Windfrischvorgangs; welche im allgemeinen zwischen 1500 und 170o° liegt, erschwert. Wird Soda bei diesen hohen Temperaturen eingeblasen, so verflüchtigt sie sich schnell bei Berührung mit dem Schmelzbad, wodurch übermäßiger. Verlust an Reagens und unangenehme Rückwirkungen für das mit der Beaufsichtigung des Windfrischvorgangs beauftragte Personal verursacht werden.The use of soda alone will end up being due to the high temperature the wind freshening process; which is generally between 1500 and 170o °, makes it difficult. If soda is blown in at these high temperatures, it evaporates quickly when in contact with the weld pool, causing excessive. Loss of reagent and unpleasant Retroactive effects for the person charged with overseeing the wind-refreshing process Personnel are caused.

Es ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die eben erwähnten Nachteile ausgeschaltet werden, ohne hierbei von den klassischen Arbeitsmethoden abzuweichen, aber dabei gleichzeitig die chemischen charakteristischen Eigenschaften und die mechanischen Eigenschaften des Metalls, insbesondere des Stahls, wesentlich zu verbessern.It is a great advantage of the present invention that the The disadvantages mentioned above can be eliminated without abandoning the classic working methods deviate, but at the same time the chemical characteristic properties and the mechanical properties of the metal, especially the Stahls to improve significantly.

Das Reinigungsmittel nach der Erfindung besteht aus einem Produkt, welches neben kohlensaurem Natrium und kohlensaurerri Kalzium wesentliche Mengen Wasser, vorzugsweise zwischen 15 und 5o°/0 in gebundener Porm enthält. Das Wasser liegt als an Soda oder bzw. und an die Natriumkalziumdoppelkarbonate gebundenes Hydratationswasser vor.The cleaning agent according to the invention consists of a product which, in addition to carbonate of sodium and carbonate of calcium, substantial amounts Contains water, preferably between 15 and 50% in bound porm. The water is as bound to soda or or and to the sodium calcium double carbonates Water of hydration before.

Entsprechende Produkte können auch aus Natriumbikarbonat gewonnen werden, indem man noch gebrannten oder gelöschten Kalk und gegebenenfalls Wasser hinzufügt.Corresponding products can also be obtained from sodium bicarbonate be made by adding burnt or slaked lime and possibly water adds.

Den genannten Produkten können zur Verdünnung zum Zwecke der Milderung bzw. der Steigerung der Wirkung in der einen oder anderen gewünschten Richtung Stoffe beigemengt oder eingebunden werden, die chemisch gebundenes Wasser enthalten. Will man die Oxydations- und Kühlwirkung steigern und gleichzeitig die entstehenden Schlacken verflüssigen, so sind wasserhaltige Tone sowie wasserhaltige Brauneisenerze geeignet. Will man gleichzeitig die Basizität der entstehenden Schlacken erhöhen und die Wirkung des Wasserdampfes erhalten, so sind Kristallsoda, Natriumhydroxyd und die Hydroxyde der übrigen Alkali- sowie der Erdalkalimetalle geeignete Beimischungen.The products mentioned can be used for dilution for the purpose of mitigation or the increase in the effect in one or the other desired direction of substances added or incorporated that contain chemically bound water. Want you increase the oxidation and cooling effect and at the same time the resulting slag liquefy, water-containing clays and water-containing brown iron ores are suitable. If you want to increase the basicity of the resulting slag and the effect at the same time of the water vapor are obtained, so are crystalline soda, sodium hydroxide and the hydroxides suitable admixtures of the other alkali and alkaline earth metals.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die genannten Verbindungen z. B. durch eine geeignete Reaktion von äquimolekularen '.Mengen Soda und (gefälltem) Kalziumkarbonat in Anwesenheit einer genügenden Menge Wasser hergestellt, damit nach Erkalten ein festes Produkt entsteht, welches das Wasser in gebundener Form enthält. Vorzugsweise verwendet man für diese Reaktion gefälltes Kalziumkarbonat. Kalziumkarbonatteilchen mit einem Durchmesser von o,oi mm, wie man sie bei der Kaustifizierung der Soda durch Kalk erhält, sind besonders gut hierfür geeignet. Obwohl die dabei entstehenden Doppelsalze äquirnolekulare Mengen Soda und kohlensauren Kalk enthalten, kann man ohne aus dem Rahmen der Erfindung herauszukommen, einen ÜberschuB des einen oder anderen Reagens zusetzen oder durch ähnliche Stoffe ersetzen, wenn nur nach der Reaktion das erhaltene Produkt wesentliche Mengen hydratisiertes Doppelsalz enthält.According to a preferred embodiment of the invention, said Connections z. B. by a suitable reaction of equimolecular amounts of soda and (precipitated) calcium carbonate produced in the presence of a sufficient amount of water, so that a solid product is created after cooling, which the water in bound Contains shape. Precipitated calcium carbonate is preferably used for this reaction. Calcium carbonate particles with a diameter of 0.01 mm, such as those found in causticizing The soda obtained from lime are particularly well suited for this. Although that is the resulting double salts contain equimolar amounts of soda and carbonate of lime, one can, without getting out of the scope of the invention, an excess of one or add another reagent or replace it with a similar substance, if only after the reaction, the product obtained substantial amounts of hydrated double salt contains.

Nach einer beYoriugten Ausführungsform der Erfindung wird das Reinigungsmittel in der Weise hergestellt, daB man bei mäßiger Temperatur, vorzugsweise zwischen 4ö urid' 6o°, äquirnolekulare Mengen von Natriumkarbonat und von gefälltem oder (einvermahlenem Kalziumkarbonat in Gegenwart einer ausreichenden Wassermenge derart aufeinander reagieren läßt, da$ nach der Abkühlung das feste Produkt noch 15 bis 5004 Wasser enthält und da$ dieses Wasser ganz in Hydratforzn gebunden ist. Die langsame Abkühlung der Zubereitung und das Halten der Produkte auf einer Temperatur zwischen 4o und 6o° begünstigt die Bildung hydratisierter Doppelsalze, wie z. B. von Gaylüssit und Pirssonnit, .welche sich als vorteilhaft hinsichtlich ihres Verhaltens gegenüber den zu reinigenden Stoffen bewährt haben. Für die Herstellung der Reinigungsmittel verwendet man vorzugsweise feinkörniges Kalziumkarbonat. Obwohl feingemahlener Kalkstein auch brauchbar ist, verwendet man vorzugsweise gefälltes Kalziumkärbonät. Kalziumkarbonatteilchen mit -einem Durchmesser von der Größenordnung von o;oi mm, wie man sie durch Reaktion von Kalk mit Natriumkarbonat erhält, eignen sich besonders gut.According to a preferred embodiment of the invention, the cleaning agent is produced in such a way that, at a moderate temperature, preferably between 40 and 60 °, equimolecular amounts of sodium carbonate and precipitated or ground calcium carbonate are allowed to react with one another in the presence of a sufficient amount of water After cooling, the solid product still contains 15 to 5004 water and this water is completely bound in the hydrate form B. from Gaylüssit and Pirssonnit, which have proven to be advantageous with regard to their behavior towards the substances to be cleaned. Fine-grain calcium carbonate is preferably used for the preparation of the cleaning agents. Although finely ground limestone can also be used, it is preferred to use precipitated calcium carbonate Carbonate particles with a diameter of the order of magnitude of 0.1 mm, as obtained by the reaction of lime with sodium carbonate, are particularly suitable.

Das Verhältnis von Natriumkarbonat zu Kalziumkarbonat kann in weiten Grenzen schwanken, z. B. in Gewichtsverhältnissen von 4 : 1 und 1 : 2, jedoch wurde gefunden, daß die Anwendung von etwa gleichen ;Mengen Natriumkarbonat und Kalziumkarbonat zu besonders vorteilhaften Ergebnissen führt.The ratio of sodium carbonate to calcium carbonate can be wide Boundaries fluctuate, e.g. B. in weight ratios of 4: 1 and 1: 2, but was found that the application of approximately equal; amounts of sodium carbonate and calcium carbonate leads to particularly advantageous results.

Das Reinigungsmittel erhält man mühelos in Form von Blöcken, wenn man auf einer Platte eine Schicht der Reaktionsprodukte erkalten läßt.The detergent is easily obtained in the form of blocks, if a layer of the reaction products is allowed to cool on a plate.

Dabei empfiehlt es sich, Linien in die erstarrende Schmelze zu ziehen, die als Anbruchstellen für die Zerkleinerung der erkalteten Masse dienen sollen.It is advisable to draw lines in the solidifying melt, which are to serve as breaking points for the crushing of the cooled mass.

Ein Feinprodukt, sei es in Pulverform oder gekörnt, erhält man durch eine Kombination von Mahlen und Rühren oder durch andere bekannte Verfahren während des Erkaltens. Mühelos erhält man ein Produkt gleicher Körnung in der Größe, wie es sich für die Einführung des Reinigungsmittels in den Gebläsewind eignet.A fine product, be it in powder form or granular, is obtained through a combination of milling and stirring or by other known methods during of cooling down. You can easily get a product of the same grain size as it is suitable for introducing the detergent into the fan wind.

Die nach der Erfindung erhaltenen Reinigungsmittel kann man auf dieselbe Weise wie die bekannten Mittel anwenden. So z. B. kann man das Produkt in Form von Blöcken in den basischen Konverter vor dem Übergang einführen, während das gekörnte Produkt vorteilhaft unter vorheriger Einspritzung in den Gebläsewind in den Konverter eingeführt werden kann. Das Mittel kann auch in den Pfannen außerhalb des Konverters 'oder Schmelzofens zugesetzt werden.The detergents obtained according to the invention can be applied to the same Apply in the same way as the known means. So z. B. one can get the product in the form of Introduce blocks into the basic converter before the transition, while the granular Product advantageous with prior injection into the fan wind in the converter can be introduced. The agent can also be in the pans outside the converter 'or the melting furnace.

Die bekannte günstige Wirkung der Alkali- und Erdalkalikarbonate ist dadurch wesentlich gesteigert, daß ihnen Wasser angelagert wird, welches bei den metallurgischen Reaktionen derart zur Wirkung kommt, daß die bekannten Reaktionen der Oxyde, z. B. Kalziumoxyd und N atriumoxyd, beschleunigt werden, gleichzeitig aber der `'Wasserdampf zur bekannten oxydierenden und entstickenden Wirkung gelangt. Auch kann, z. B. beim T homasverfahren, durch den Wärmeverbrauch der Wasseraustreibung und Verdampfung aus den neuen Verbindungen eine Kühlwirkung hervorgerufen werden, wie sie für den Ablauf des Prozesses erwünscht ist.The well-known beneficial effect of alkali and alkaline earth carbonates is significantly increased by the fact that water is attached to them, which in the metallurgical reactions come into play in such a way that the known reactions the oxides, e.g. B. Calcium oxide and N atrium oxide, are accelerated simultaneously but the water vapor has the well-known oxidizing and denitrifying effect. Also can, for. B. with the Thomas method, through the heat consumption of the expulsion of water and evaporation from the new compounds produce a cooling effect, as it is desired for the course of the process.

Die Verwendung der Reinigungsmittel nach der Erfindung, besonders solcher, welche wesentliche Mengen hydratisierter Doppelsalze enthalten, ermöglicht z. B. die Gewinnung von Stählen, deren Phosphor- und Stickstoffgehalte erheblich verringert und deren mechanische Eigenschaften eindeutig verbessert sind.The use of the cleaning agents according to the invention, in particular those containing substantial amounts of hydrated double salts allows z. B. the extraction of steels, the phosphorus and nitrogen contents of which are considerable reduced and their mechanical properties are clearly improved.

Beispiel Zu in einem basischen Konverter befindlichen Roheisen in Menge von 25 t werden vor dem Übergang 25o kg Reinigungsmittel in Blockform zugesetzt, deren chemische Analyse nachstehende Zusammensetzung zeigt 36% NapCOg, 32°,/o CaCOg, 32°/e H,0-Auf Grund der röntgenographischen Strukturuntersuchung eines Musters dieses Produkts wurde die Anwesenheit von wesentlichen Mengen von Gaylüssit und Pirssonnit festgestellt.Example of pig iron in a basic converter in A quantity of 25 t is added before the transition to 25o kg of cleaning agent in block form, whose Chemical analysis of the composition below shows 36% NapCOg, 32% CaCOg, 32% H, 0-Based on the X-ray structural examination of a sample of this Product was the presence of substantial amounts of gaylüssite and pirsonnite established.

Der erhaltene Stahl enthielt o,oo80;o Phosphor und o,oo5% Stickstoff, während die gewöhnlichen Thomasstähle einen Phosphorgehalt von o,o6% und einen Stickstoffgehalt zwischen o,oo8 und 0,014°/a haben, und die mittleren Gehalte der Siemens-Martin-Stähle 0,03°/o P bzw. zwischen o,oo6 und o,oo80!o N betragen.The steel obtained contained o, oo80; o phosphorus and o, oo5% nitrogen, while the ordinary Thomas steels have a phosphorus content of 0.06% and a nitrogen content between 0.08 and 0.014% / a, and the mean contents of Siemens-Martin steels 0.03 ° / o P or between o, oo6 and o, oo80! O N.

Claims

PATEN TA NS PRÜCHE: 1. Cleaning agents for iron and steel melts, characterized in that they are made up of sodium carbonate, calcium carbonate and 15 to 50% water, which is completely bound in the form of water of hydration to sodium carbonate and / or to the double carbonates of sodium and calcium is exist.

2. The use of the cleaning agent according to claim 1 as a dephosphorus agent for steel melts.

3. Means according to the preceding claims, characterized., that they are made by reacting soda with an aqueous slurry of precipitated calcium carbonate were obtained.

4. Means according to the preceding claims, characterized in that that they are made by reacting soda with an aqueous slurry of causticizing calcium carbonate precipitated from soda by means of lime.

5. Medium after the preceding claims, characterized in that they are converted by equimolecular amounts of sodium carbonate and precipitated calcium carbonate at moderate Temperature, preferably between 4o to 6o ° C, in the presence of a sufficient Amount of water, so that after cooling the solid product obtained is substantial contains from Gaylüssit and Pirssonnit.

6. Means according to the previous ones Claims, characterized in that they are in the form of blocks or granules own. Means according to the preceding claims, characterized in that they are essentially approximately one-third sodium carbonate, one-third calcium carbonate and one third containing water, the water being entirely hydrate to the sodium carbonate and or or the double salts are bound.