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Verfahren zur Gewinnung vanadinreicher Schlacken Vanadinhaltige Schlacke
wird aus vanadinhaltigem Roheisen vorzugsweise dadurch gewonnen, daß das Frischverfahren
vor Fertigstellung des Stahlbades abgebrochen wird, und zwar zu einem Zeitpunkt,
wo das Vanadin ganz oder in der Hauptsache verschlackt ist. Da die dabei entstehenden
Vana,dinoxyde basischer Natur sind, wird dieses Vorfrischverfahren zweckmäßig in
einem sauer ausgefütterten Ofen -bzw. Konverter ausgeführt. Da jedoch dieser Ofen
oder Konverter nicht auch für die Herstellung von Thomasstahl verwendet werden kann,
führt dies besonders bei solchen Stahlwerken zu Schwierigkeiten, die über wenig
Konverterraum verfügen. Solche Thomaswerke sind nämlich gezwungen, beim Übergang
auf die Herstellung von Vanadinschlacke das basische Futter des Konverters herauszubrechen,
den Konverter sauer zuzustellen und zur weitgehenden. Ausnutzung dieses sauren Konverters
möglichst viele Vanadinchargen so lange hintereinander herzustellen, bis das saure
Konverterfutter aufgebraucht ist und ohnedies herausgebrochen, werden muß, um wieder
durch ein normales, basisches Thomasfutter ersetzt zu werden.
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Die Gewinnung von Vanadinschl.acke ist zwar auch in einem basischen
Konverter möglich, wenn dem Roheisenbad saure Schlackenbildner, wie z. B. Sand,
zugesetzt werden. Diese Schlackenbildner setzen jedoch den Vanadingehalt ,der Vanadinschlacke
herab, und außerdem wird das basische Futter durch die saure Schlacke stark angegriffen
und diese dadurch noch mehr in ihrem Vanadingehalt herabgesetzt und mit Kalk verunreinigt;
schließlich aber ist, die Verunreinigung der Vanadinschlacke durch mehr oder weniger
große
Mengen Kalk stets ein. Nachteil für die wirtschaftliche Aufarbeitung
dieser Schlacke auf Vän.adinverbindungen. Außerdem aber verschlackt das Vanadin
beim bloßen Verblasen des Roheisens in der Thomasbirne ohne sonstige Ma.ßn,ahmen
mitunter nur sehr unvollkommen. So hat es sich gezeigt, daß beispielsweise bei einem
Roheisen mit 0,14"/o V selbst nach 7 Minuten langem normalem Blasen in einem basischen,
noch durch Tho:masschlackenreste verunreinigten 2'o-t-Kon;verter der Vanadingehalt
dieses Roheisens nicht unter o,1 o bis o,11 "/o herunterging.
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Zur Verbesserung des Ausbringens an Vanadin beim. Frischen eines siliziumreicheren
Roheisens ist es bekannt, das Frischverfahren zu unterteilen und in der ersten.
Stufe zunächst ,das leicht o:xydierbare Silizium zu verschlacken und die entstehende
Silikatschlacke vom Roheisenba.d abzuziehen, um in der zweiten Stufe bis zur vollständigen
Verbrennung des Vanadins weiterzufrischen. Bei dieser Arbeitsweise wird zwar erreicht,
daß die Va.nadinschlacke viel vanadin:reicher wird. Es gehen aber auch hierbei,
sofern. nur ein beträchtlicher Anteil des Siliziums vorher verschlackt werden soll,
recht erhebliche Vanaidinmengen in ,die Silikatschlacke, wodurch sie für die Vanadinschlacke
vorerst verloren sind.
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Nach einem älteren Vorschlag soll .das Roheisen-,baJ nach dem Abziehen
der Silik atschlacke so- kühl gehalten werden, d.aß sich die vanadinreiche Schlacke
in fester oder nahezu fester Form abscheiidet. Hierdurch soll eine einfachere und
restlose Trennung der Vanadinschlacke vom Bad ermöglicht werden. Die beim vorherigen
Abziehen der Sililiatschlacke vom Roheisenbad entstehenden Vanadinverluste können
hierbei aber nicht aufgehoben werden.
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Wenn, auch der Zusatz von Kühlmitteln, wie Schrott und Walzensinter,
nicht nur für die mechanische Verarbeitbarkeit, sondern auch für eine schnelle und
vollständige Vanadinverschlackung fast immer von: Vorteil ist, so kommen doch auch
Fälle vor, bei denen eine Kühlung nicht oder nur wenig hilft. Andererseits war aber
in anderen Fällen die Vanadinverschlackung auch wieder .durchaus befriedigend, obwohl
eine verhältnismäßig hohe Temperatur be im Abziehen der Schlacke vorgelegen hatte.
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Diese scheinbaren Widersprüche fallen aber durch die Beobachtung fort,
d'aß in allen Fällen, w o die Verschlackung des. Vanadins. siehr unvollkommen war,
eines stark kalkhaltige dünnflüssige Schilacke voxlag; es hatte sich also ein Gleichgewicht
zwischen dem Vanadingehalt des. Bades und dem Vanadingehalt der Schlacke eingestellt,
das einer höchst unvollkommenen Vanadinverschlackung entsprach.
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Diel Erfindung hat sich zurAufgabe gestellt; ganz allgemein das Vanadinau@sb@ringen
beire Frischen zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ebenso, wie
bei dem älteren Vorschlag auf die Bieldung :einer krümeligen oder dickflüssigen
Schlacke hingearbeitet wird, jedoch unter Verzicht auf eine vorherige Abscheidung-des.
Siliziums. Da somit vor der Erblesung der Vanadinschlacke keine Silikatschlacke
abgezogen wird, ist es piraktisch gleichgültig, ob: im sauer oder basisch zugestellten
Konverter gearbeitet wird. Es. muß nur dafür gesorgt werden., 'daß sich das. Gleichgewicht
zwischen. dem Vanadingehält des Bades und demjenigen der Schlacke nicht, einstellen
kann, so daß die Reaktib:n über den Gleichgewichtspunkt hinaus büss zur praktisch
vollständigen Verschlackung des Vanadihs verlaufen kann. Dies ist aber nur möglich,
wenn Schlacke und Bad vollkommen. verschiedene physikalische Beschaffenheit besitzen,
d. h. wenn bei: gleichzeitig dünnflüssiigem Bad die Schlacke in zähem bis festerrn,
krümeligem oder mindesitens dickflüssigem Zustand vorliegt. Durch eine derartige
krümelige Schlacke wird nämlich das Ofenfutter fast gar nicht angegriffen, und es
ist dann gleichgültig, ob ein Futter saurer oder basischer Natur verwendet wird.
Ist aber ein Angriff des Futters durch die Schlacke unterbunden, so entfällt die
Möglichkeit der Kalkaufnahmei durch die, Schlacke, und diese läß.t sich dann. in
wirtschaftlicher Weise: auf Reinvanadin verarbeiten.
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Zur Erzielung krümeliger Schlacken sind verschiedene Wege gangbar.
Es. kann ein Roheisen von solcher Zusammensetzung verwendet werden., daß seich eine
schwer' schmelzende Schlacke bildet, also: ein Roheisen, das reih isst an solchen
Bestandteilen, deren Oxydationsprodukte den Schmelzpunkt der Schlacke erhöhen, wie
es z. B:. bei Oxyden. des Titans, Mangans und Vanadins der Fall ist, oder es wird
dieRealdionstemperatur unter dem Schmelzpunkt der Schlacke gehalten, so, daß die
gebildete Schlacke nicht zum Schmelzen kommt und damit eine: Zurückführung des Vanadins.
aus der Schlacke ins Bad verhindert wird.
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Eitee andere Möglichkeit ist die Zugabe von geeigneten, den Schmelzpunkt
der sich bildenden Schlacke erhöhenden, Zusätzen. Da nun bekanntlieh Fe0 und Si
02 den Schmelzpunkt der Schlacke erniedrigen, während Mn O, Ti 02, V2 03 und andere
Oxyde den. Schmelzpunkt erhöhen, muß die Bildung einer Schlacke angestrebt werden,
die möglichst viele schmelzpunkterhöhende und wenig sichmelzpunkternie:drigende
Bestandteile enthält.
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Wird beispielsweise ein aus Ko:nverterauswurf, der reich an Vanadin,
Mangan und Phosphor ist, oder :ein aus Eisenerz und Konverterauswurf oder aus Eisenerz
und Thomasschlacke hergestelltes Roheisen im Konverter verblasen, so kann eine krümelige
Schlacke bei gleichzeitig dünnflüssigem Bad ohne Schwierigkeiten erhalten werden,
da einerseits das in die Schlacke gehende Vanadin und Mangan die Schlacke verdickt,
während andererseits der im Bad verbleibende Phosphor eine Verdünnung des Bades
bewirkt. In dieser Weise gelingt es also ohne weiteres, aus, :einem Roheisen. milt
i bIsi 1,5 "/o V und 2 bis 4"/o Mn durch Verblasen in, der Thommbirne Schlacke mit
15 "/a V und nur 1 "/o Ca0 herzustellen, während das, gefrischte Eisen .nur 0,o5
"/o V und noch wem:i'ger enthält. Ein derartiges Kerze -trationsverhältnis von Vanadin
im. Roheisen und
Schlacke könnte niemals erreicht werden, wenn beide
Phasen flüssig wären.
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Die, Bildung krümeliger Schlacken bringt außerdem noch den Vorteil
mit sich, daß das Roheisen unter der Schlacke abgegossen. und die im Konverter zurückgehaltene
Schlacke dann gewissermaßen nur ausgeschüttet zu werden braucht, wobei sie bei richtiger
Arbeitswaise so feinkörnig anfallen kann, daß eine Vorzerkleinerung voT@ der Aufgabe
in die Mühle zum Mahlen nicht mehr notwendig ist.