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Verfahren zur Erzeugung einer eisenarmen Thomasschlacke bei der Herstellung
von Thomasstahl Bei .der üblichen Durchführung des Thomasverfahrens muß zur Erniedrigung
des Phosphorgehaltes im Stahl auf 0,04 bis o,o8% so lange gebla,sen werden, bis
der Eisengehalt der Schlacke in Form von Eisenoxydul und Eisenoxyd etwa 8 bis I2%
beträgt. Je nach der Schlackenmenge entspricht dieser Eisengehalt der Schlacke einer
Eisenmenge von etwa 2 bis 3,5% des Rohstahlgewidhtes, ,die bei der Verwendung der
Thomasschlacke als Düngemittel der eisenerzeugenden Industrie verlorengeht. Beim
Verblasen des Thomasroheisens auf besonders niedrige Phosphorgehalte .im Stahl oder
bei überblasenen Schmelzen kann dieser Eisenverlust .auch noch höher liegen.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, diesen Eisenverlust erheblich zu verringern.
Das Wesen des sie ausmachenden Verfahrens besteht darin, daß die bei der Herstellung
von Thomasstahl anfallende Endschlacke beim Verblasen des Roheisens erneut verwendet
wird, wobei die reduzierende Wirkung der Begleitelemente des Roheisens, insbesondere
von Silizium, Kohlenstoff und Phosphor, dazu ausgenutzt wird, den Gehalt der Schlacke
an Eisenoxydul und Eisenoxyd zu verringern.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen Abwandlungen
durchgeführt werden. Blei der Herstellung von Thomasstahl im Konverter wird die
flüssige Endschlacke entweder von der fertig verblasenen Stahlschmelze abgezogen
und mit dem Roheiseneinsatz erneut in einen Konverter eingefüllt, oder ,aber die
Schlacke wird beim Abgießen des Stahles durch. geeignete Maßnahmen und
Vorrichtungen
im Konverter zurückgehalten. Beire kontinuierlichen Verblasen des Roheisens wird:
die flüssige Endschlacke dem Strom des Metallbades entgegengeführt.
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Das Verfahren kann zunächst in der Weise .durchgeführt werden, daß
die Schmelze mit der flüssigen Endschlacke so lange verblasen wird, bis nach dem
Ende der Entkohlung ein Teil des Phosphors .aus der Metallschmelze entfernt wird,
worauf die eisenarme Schlacke abgezogen wird. Dabei ist es vorteilhaft, die eingeblasene
Windmenge kurz vor dem Abziehen der Schlacke etwas zu verringern. Sodann wird die
Schmelze .in an sich bekannter Weise mit einem zur weiteren Entphosphorung notwendigen
Kalksatz fertig verblasen. Ein Teil des Kalkes kann auch zusammen mit der flüssigen
Endschlacke aus dem Thomasverfahren aufgegeben werden. Entsprechend der zugesetzten
Kalkmenge wird das Verblasen dann bis zu einem niedrigeren Phosphorgehalt des Einsatzes
durchgeführt, bevor ,die eisenarme Thomasschlacke abgezogen wird. Infolge der Ausnutzung
der Endschlacke aus dem Thomasverfahren zur teilweisen Entphosphorung des Roheisens
und zur vollständigen Verbrennung ,des Siliziums ergibt sich neben der Senkung der
Eisenverschlackung als weiterer Vorteil eine erhebliche Einsparung an Kalk.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die flüssig
eingesetzte Schlacke im Blaseverlauf meist trocken und krümelig und verflüssigt
sich erst wieder mit .der nach der Entkohlung stärker einsetzenden Phosphorverbrennung.
Infolgedessen kann trotz der hohen Temperatur der Schmelze die Reduktionseinwirkung
des Kohlenstoffs nicht voll zur Geltung kommen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die
zwischenzeitliche Erstarrung .der Schlacke durch Zusätze von Flußmitteln, vorzugsweise
neutraler oder basischer Natur, verhindert oder eingeschränkt wird.
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Verzichtet man auf die Reduktionseinwirkung des Phosphors und verbläst
das Roheisen nur bis zur teilweisen oder vollständigen Entkohlung, dann können gegebenenfalls
auch Flußmittel saurer Natur zugegeben werden. Auch bei. dieser Ausführungsform
des Verfahrens ergibt sich gegenüber dem üblichen Thomassverfahren noch eine Einsparung
an Kalk, .da die Schmelze nach dem Abziehen der eisenarmen Schlacke praktisch kein
Silizium mehr enthält.
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Die Anwendung der Erfindung bei der Herstellung von Thomasstahl im
Konverter kann entweder absatzweise erfolgen, indem zum Verblasen jeweils die flüssige
Endschlacke einer nach dem üblichen Thomasverfahren verblasenen Schmelze benutzt
wird, oder aber im laufenden Betrieb in der Weise, daß die Endschlacke der nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren verblasenen Schmelze für den nächsten Röheiseneinsatz
verwendet wird. Es ist ein besonderer Vorteil, daß der Übergang von der einen zur
anderen Arbeitsweise ohne Störung des Betriebes vorgenommen werden kann.
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Neben dem Vorteil der Kalkeinsparung ergeben sich bei dem neuen Verfahren
noch eine Reine weiterer Vorteile. So ist durch die Einwirkung der flüssigen Endschlacke
aus dem Thomasverfahren mit ihrem hohen Wärmeinhalt auch bei physikalisch kaltem
Roheisen eine gute Verblasbarkeit mit geringem Auswurf sichergestellt, desgleichen
bei hohem Siliziumgehalt,des Roheisens, der durch die sehr reaktionsfähige Schlacke
rasch erniedrigt wird. Infolge der im Mittel gegenüber dem üblichen Thomasverfahren
erhöhten Temperaturlage verlaufen alle Reaktionen rascher, und die reine Blasedauer
wird dadurch abgekürzt. Soweit das. neue Verfahren mit teilweiser Entphosphorung
durchgeführt wird, ergibt sich schließlich auch ein Vorteil durch einen hohen Phosphorsäuregehalt
der eisenarmen Schlacke.
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Beim üblichen Thomasverfahren muß der Phosphorgehalt des Roheisens
erfahrungsgemäß mindestens etwa r,7o/o betragen, um den Wärmebedarf des Thomasverfaihrens
decken zu können. Da bei dem neuen Verfahren auch ein Roheisen mit höherem Siliziumgehalt
verblasen werden kann, ohne daß ein verstärkter Auswurf auftritt, ist @es dabei
möglich, den Phosphorgehalt des Roheisens teilweise durch Silizium zu ersetzen.
Gegebenenfalls können dadurch am Hochofen wertvolle Rohphosphate eingespart werden,
und der höhere Siliziumgehalt bedingt auch eine bessere Entschwefelung im Hochofen.
Infolge des besseren Wärmebaushaltes ist es bei .dem neuen Verfahren aber auch möglich,
bei normalem Siliziumgehalt ein Roheisen mit einem Phosphorgehalt von unter z,7a/o
zu verblasen.