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Verfahren zur Weiterbehandlung von Thomasstahl zu hochgekohltem phosphor-
und schwefelarmem Hämatit In manchen Ländern, so insbesondere auch in Deutschland,
macht sich in den letzten Jahrzehnten der Mangel an phosphorarmen Erzen, welche
sich für die Erzeugung von Hämatit eignen, immer stärker bemerkbar. Die Belieferung
mit entsprechenden Schwedenerzen wird von Jahr zu Jahr geringer, die Ausbeute der
spanischen Rubio-Erze geht gleichfalls dauernd zurück, und die Marokko-Rif-Erze
stehen insbesondere dem deutschen Erzmarkt kaum noch zur' Verfügung. Während des
Krieges und in den ersten Nachkriegsjahren hat man sich bemüht, aus möglichst schrottreichem
Möller den Hämatit-Bedarf sicherzustellen. Das Schrottaufkommen wird jedoch ebenfalls
immer spärlicher, so daß neue Wege gefunden werden müssen, um für die Zukunft wirtschaftliche
gangbare Verfahren zu finden, auch aus minderwertigen phosphorreichen eigenen Erzen
Hämatit herstellen zu können.
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Es sind bereits in früheren Jahren Vorschläge gemacht worden, die
phosphorreichen Erzvorkommen in Deutschland für die Hämatit-Erzeugung
nutzbar
zu machen. Diese Vorschläge wählen den Weg über den Thomasstahl, welcher nachträglich
wieder aufgekohlt und mit Mangan- oder Siliziumzugabe auf die gewünschten Gehalte
dieser Elemente auflegiert werden sollte. Die Aufkohlung des Thomasstahles sollte
entweder im Kupolofen erfolgen oder dadurch, daß .der flüssige Thomasstahl durch
einen mit glühendem Koks gefüllten Turm oder Konverter gegossen wird. Im normal
betriebenen Kupolofen läßt sich so jedoch nur .eine Aufkohlung des Stahles bis auf
etwa 3 % C erreichen, und auch das Hindurchgießen durch glühenden Koks bringt normalerweise
keine so hohe Aufkohlung, daß sich durch diese Verfahren ein Hämatit mit 3,8 bis
40//o Kohlenstoff erreichen läßt, ganz abgesehen von der unerwünschten Steigerung
des Schwefelgehaltes bei diesen Verfahren.
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Man hat infolgedessen auch schon versucht, den aus- phosphorreichen
Erzen erschmolzenen und in der basischen Birne verblasenen Thomasstahl im Hochofen
erneut auf Hämatit-Zusammensetzung umzuschmelzen. Hierbei steigt jedoch der Phosphorgehalt
wieder in unerwünschtem Maße an, und weiterhin bedingt die erneute Umschmelzung
im Hochofen sehr hohe zusätzliche Kosten.
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Gemäß dem Patent 938375 soll nun Thomasstahl dadurch hergestellt
werden, daß aus insbesondere minderwertigem Roheisen und/oder Stahlschrott in einem
vorzugsweise neutral oder basisch zugestellten Kupolofen, welcher mit einer über
den normalen Satz hinausgehenden Menge Brennstoff - insbesondere auch von solchem
minderwertiger Qualität - und mit Heißwind von etwa 400° C und mehr reduzierend
als Gasgenerator unter Führung einer verhältnismäßig. großen Menge basischer Schlacke
betrieben wird, ein Thomasroheisen mit einer Ausflußtemperatur von über 1q.00° C
- vorzugsweise von i 50o bis i 60o° C und mehr - erschmolzen wird, welches mit einer
Aufgabetemperatur von über 135o° C - vorzugsweise von 1400 bis i 50o° C und mehr
- unmittelbar oder unter Einschaltung eines Mischers in den Thomaskonverter aufgegeben
und zu Thomasstahl gefrischt wird.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Weiterverarbeitung von gemäß
diesem Patent hergestellten Thomasstahl und besteht darin, daß dieser allein oder
gegebenenfalls auch zusammen mit geeignetem Stahlschrott, Gußbruch od. dgl. in einem
vorzugsweise neutral oder basisch zugestellten Kupolofen, der mit einer über den
normalen Satz hinausgehenden Menge Brennstoff und mit Heißwind von etwa 400° C und
mehr reduzierend als Gasgenerator unter Führung einer verhältnismäßig großen Menge
basischer Schlacke betrieben wird, unter Zugabe der für Hämatit erforderlichen Legierungselemente,
wie insbesondere 1VIn und Si, als Erze bzw. Oxyde oder auch als Schlacke, zu -einem
hochgekühlten phosphor- und schwefelarmen Hämatit der gewünschten Zusammensetzung
mit hoher Ausflußtemperatur von etwa 140o bis 160o° C und mehr und feingraphitischem
Erstarrungsgefüge umgearbeitet- wird. Demgemäß erfolgt die Erzeugung von Hämatit
aus phosphorreichen minderwertigen Erzen in vier aufeinanderfolgenden Stufen, nämlich
i. Erschmelzen eines minderwertigen Thomasroheisens im Hochofen, z. B. aus eisenarmen
sauren phosphorreichen Erzen, vorzugsweise mittels des sauren oder supersauren Schmelzverfahrens,
2. Umschmelzen dieses Eisens in einem reduzierend mit Heißwind arbeitenden Kupolofen
unter Führung einer basischen Schlacke zu einem heißen Thomasroheisen, 3. Verblasen
dieses sehr heißen Thomasroheisens im basischen Konverter zu einem phosphorarmen
Thomasstahl und 4. nochmaliger Durchsatz dieses Eisens durch einen reduzierend mit
Heißwind betriebenen Kupolofen, in welchem durch Zugabe, von Mangan und Silizium
das Eisen seine gewünschte Zusammensetzung erhält, wobei ohne weiteres eine Aug.-kohlung
des Eisens auf 4% und mehr möglich ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung gelingt es infolgedessen beim Umschmelzen
von Thomasstahl m einem basisch oder neutral zugestellten, mit basischer Schlackenführung
betriebenen Heißwindkupolofen sowohl den Kohlenstoffgehalt auf 4% und mehr zu steigern
als auch durch zugegebene Manganträger und Zugabe beispielsweise von Ferrosilizium
die Gehalte dieser Elemente in der für Hämatit gewünschten Höhe einzustellen, da
der mit überschuß an Brennstoff geführte Ofen reduzierend arbeitet. Besonders bedeutungsvoll
ist der Vorteil des niedrigen Phosphorgehaltes von etwa 0,04%, entsprechend dem
Phosphorgehalt des Tho@masstahles.
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Ein weiterer Vorteil für die Hämatit-Erzeugung liegt in der hohen
Temperatur des Eisens, welches nach dem Erstarren ein so feines Gefüge zeigt, wie
es normalerweise nur durch nachträgliches Überhitzen erreicht werden kann.
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Infolge des zweimaligen Durchganges des Eisens durch einen reduzierend
betriebenen Heißwindkupolofen mit basischer Schlackenführung und hoher Ofentemperatur
wird sich der Schwefelgehalt sehr niedrig einstellen, so daß gegebenenfalls auf
eine anschließende - Entschwefelung mit Soda od. dgl. verzichtet- werden kann.
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Aus wirtschaftlichen Gründen wird man in der Zwischenstufe der Erzeugung
des Thomasstahles von einer Desoxydation des Thomasstahles absehen und diesen entweder
in Massehe oder Kokillen vergießen oder aber auch ihn granulieren; letzteres hat
noch den weiteren Vorteil, daß man beim anschließenden Umschmelzen im Heißwindkupolofen
eine große Durchsatzgeschwindigkeit erzielt.
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Auch läßt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in der letzten
Stufe an Stelle von Hämatit ein Stahleisen mit hohem Mangangehalt erzeugen.