DE959649C

DE959649C - Verfahren zur Herstellung von phosphorfreiem Roheisen aus phosphor- und vanadinhaltigem Roheisen

Info

Publication number: DE959649C
Application number: DER2738D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl-Heinz Hennenberger; Dr-Ing Habil Eduard Senfter
Original assignee: Roechlingsche Eisen und Stahlwerke GmbH
Current assignee: Roechlingsche Eisen und Stahlwerke GmbH
Priority date: 1943-08-26
Filing date: 1943-08-26
Publication date: 1957-03-07

Description

Verfahren zur Herstellung von phosphorfreiem Roheisen aus phosphor- und vanadinhaltigem Roheisen Es sind verschiedene Verfahren- bekannt, den Vanadingehalt der Eisenerze nutzbar zu machen. Alle Verfahren zielen darauf ab, ein möglichst hochvanadinhaltiges Eisen zu gewinnen, und beruhen auf der Eigenschaft des Vanadins, im Frischprozeß zu Beginn des Verblasens zu verschlacken. Das vanadinhaltige Roheisen kann mit vorbestimmten Mengen von Eisenoxyden umgesetzt werden, wobei der Vana@dingehalt bis zu einem gewissen Grade verschlackt wird. Diese Schlacken mit einem Gehalt von ungefähr 3'°/o. Vanadin werden daraufhin weiterverarbeitet. Schließlich kann das vanadinhaltige Roheisen in einem sauer zugestellten Konverter verblasen werden, wobei die Vanadinschlacke mit einem Gehalt bis zu 15'/o Vanadin anfallen kann. Nach den neuesten Verfahren wird eine hochprozentige Vanadinschlacke in einem ununterbrochenen Arbeitsgang in der Frischtrommel gewonnen. Bei allen .diesen Verfahren fällt ein Resteisen mit einem Gehalt von 4 bis :2o % Phosphor an, das nun für die weitere Verarbeitung erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Ein direktes Verblasen dieses Eisens auf Thomasstahl bereitet wegen der hohen Phosphorverbrennungswärme Schwierigkeiten. Die hierbei anfallende Thomasschlacke zeigt. nur geringe Löslichkeit. Das Resteisen wird deswegen meistens in Masseln vergossen und in geringen Mengen bei der Herstellung von normalem Thomasroheisen im Hochofen eingesetzt. Es wäre erwünscht, das phosphorhaltige Roheisen auf unmittelbarem Wege nutzbringend zu verwerten.
In 1 t Roheisen ist normalerweise 1 kg Vanadin enthalten. Beim Frischen gehen 15 % dieser Vana-dinmenge in den Konverterauswurf und Dachstaub, 70% dagegen. in die Thomasschlacke. Unter der Voraussetzung, @daß der gesamte Auswurf und die Thomasschlacke wieder im Hochofen eingesetzt wenden und die im nachfolgenden Frischverfahren gewonnene Vanadinschlacke nach der Aufbereitung ein Ausbringen von 50% ergibt, könnten sich 0,4 kg Vanadin pro Tonne Roheisen gewinnen lassen. Es ist also nur möglich, durch erhöhten Einsatz von Thomasschlacke im Hochofen die Vanadinproduktion zu steigern. Die Schwierigkeit besteht aber in der Weiterverarbeitung des hierbei zwangsweise anfallenden hochphosphorhaltigen Resteisens, da der Zusatz des in Masseln vergossenen Eisens zum Thbmasroheisen beschränkt ist. Aus diesem Grunde hat sich auf sämtlichen Vanadin erzeugenden Hüttenwerken ein großer Bestand an hochphosphorhaltigem Roheisen in Form von Masseln angehäuft.
Es lag nahe, das phosphorhaltige Eisen nach bekannten Verfahren mit Alkalisalzen auf Alkaliphosphate zu verarbeiten. Hierzu muß das Eisen jedoch in feiner Verteilung vorliegen. Die Massem müßten hierzu in einem Brecher gebrochen und in einer Mühle zerkleinert werden. Das Mahlen von Roheisen ist aber recht schwierig und kostspielig. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zunächst das feuerflüssige Resteisen. in Wasser zu granulieren, wobei das sehr dünnflüssige Eisen beispielsweise in einer schnell schwingenden Rinne -durch einen starken Wasserstrahl zerrissen wird, so daß den einzelnen Körnern nicht die nötige Zeit belassen wird, zusammienzuschweißen, und eine Spaltung des Wassers unmöglich ist. Die Granalien, die eine Größe von o,5 bis 3 mm haben, werden mit der vorbestimmten Menge von Alkalisalz, insbesondere Soda, in für solche Verfahren üblichen Vorrichtungen, wie Drehöfen, -Etagenöfen, bei Temperaturen von 5oo bis 700° geglüht. Der Phosphorgehalt des Roheisens setzt sich hierbei praktisch vollkommen zu Phosphorsäure um, die ihrerseits durch den Alkaligehalt zu Natriumphosphat umgesetzt wird. Durch einfache Laugung und nachfolgende Kristallisation läßt sich technisch reines Natriumphosphat gewinnen. Man` .hätte annehmen müssen, daß das flüssige Roheisen mit Wasser Wasserstoff bilden würde, der zusammen mit dem Sauerstoff der Luft zu sehr gefährlichen Knallgasexplosionen Anlaß geben kann. Bei einem phosphorhaltigen Roheisen kommt hierzu die noch größere Gefahr der Bildung von Phosphorwasserstoff. Überraschenderweise hat es sich aber gezeigt, daß die gefürchtete Bildung von Wasserstoff und Phosphorwasserstoff nicht auftritt.
Das Verfahren zeichnet sich durch besondere Wirtschaftlichkeit aus. Während sonst auf umständliche Weise unter erneuter Heranziehung von Koks zur Verhüttung und anschließendem Verblasen Thomasphosphat gewonnen wird, gelingt es nach diesem Verfahren in einfachster Weise, hochwertige Natriumphosphate zu gewinnen. Das granulierte Eisen, das nach dem Auslaugen des Rösterzeugnisses verbleibt, hat bereits Stahleigenschaften. Es läßt sich vorteilhafterweise als Kühlschrott in der Thomasbirne einsetzen oder im Martin-oder Elektroofen auf ._ hochwertige Stähle weiterverarbeiten. Ausführungsbeispiel Ein Hochofen wurde mit folgendem Möller beschickt: 3 t Roherz, 3 t Sinter, 8t Thomas.schlacke, 8 t Koks. Aus diesem Möller wurden q. t eines Roheisens mit folgender Analyse erschmolzen: Silizium .......:............... 0,3 0/0 Mangan ....................... 1,5 0/0 Phosphor ...................... 15,o 0/0 Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,050/0 Vanadin ....................... 1,5 % Bei dem Verblasen des Roheisens in der Frischtrommel entstand eine Schlacke mit einem Gehalt von io% Vanadin und einem Resteisen mit einem Gehalt von 150/a Phosphor. Dieses Resteisen wurde nach dem Abtrennen der Vanadinschlacke durch einen starken Strom von Wasser granuliert. Die Granalien wurden mit der o,9fachen Menge von Soda innig vermischt und in einem Drehofen bei 75o° geglüht. Das anfallende Erzeugnis lief in noch heißem Zustand unmittelbar in einen Wasserbehälter, aus dem das Resteisen durch ein Beche_-werk kontinuierlich ausgetragen wurde. Die heiße Lauge wurde abgezogen und in Kristallisiertrommeln zur Kristallisation gebracht. Das anfallende Trinatriumphosphat zeigte eine Reinheit von 98%. Es wurden 1,6 t technisch reines Trinatriumphosphat pro, Tonne Roheisen gewonnen. Die verbleibenden Eisengranalien wurden in einem Martinofen auf hochwertigen Stahl verarbeitet.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von phosphorfreiem Roheisen aus phospho-r- und vanadinhaltigem Roheisen, das aus Thomasschlacken und Erzen im Hochofen erschmolzen, hierauf gefrischt und nach der Vanadinschlackengewinnung mit Alkalisalzen umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Abziehen der Vanadinschlacke verbleibende phosphorhaltige Roheisen in Wasser granuliert wird, worauf die phosphorhaltigen Eisengranalien in an sich bekannter Weise mit Alkalisalzen bei Glühhitze zu einer auf Trinatriumphosphat zu verarbeitenden natriumphosphathaltigen Schlacke und einem phosphorfreien Resteisen umgesetzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 913 729, 920 285; österreichische Patentschrift Nr. 135 675.