LU80692A1

LU80692A1 - Verfahren und vorrichtung zum entschwefeln von eisenschmelzen

Info

Publication number: LU80692A1
Application number: LU80692A
Authority: LU
Inventors: J Goedert
Original assignee: Arbed
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1980-07-21
Also published as: US4347078A; EP0013550A1; JPS5585613A

Description

* * A 550

Patentanmeldung

Anmelder : A R B E D S.A.

Avenue de la Liberté Luxembourg

Verfahren und Vorrichtung zum Entschwefeln von Eisenschmelzen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entschwefeln von Eisenschmelzen.

Es ist seit Jahrzehnten bekannt Eisenschmelzen dadurch zu entschwefeln, dass man mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen Substan-zen zusetzt, die in der Lage sind, bei hohen Temperaturen und unter reduzierenden Bedingungen mit dem in den Schmelzen enthaltenen Schwefel Verbindungen einzugehen, welche sich in der über den Schmelzen anwesenden Schlackenschicht absetzen. Solche Substanzen sind bspw. CaSi, CaC2 oder Gemische aus CaO und CaF2.

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Es hat sich herausgestellt, dass es die bekannten Entschwefelungsverfahren erlauben eine etwa 0,025% S enthaltende Eisenschmelze bis auf etwa 0,012% S zu entschwefeln, d.h. den Schwefelgehalt auf die Hälfte zu verringern. Diese Halbierung des Schwefelgehaltes mittels konventioneller Verfahren ist jedoch nicht mehr erreichbar wenn der ursprüngliche Schwefelgehalt schon bei etwa 0,015% liegt.

Es verhält sich demnach so, dass der Entschwefelungsquotient (% S Anfang/% S Ende) mit sinkendem Anfangsschwefelgehalt fällt und dass man über die bekannten Verfahren einen Anfangsschwefelgehalt von etwa 0,015% S nur auf etwa 0,010% S reduzieren kann. Hierbei muss bemerkt werden, dass dies auch hinsichtlich der Entschwefelungswirkung (% S entfernt/kg Entschwefelungsmittel) nicht als befriedigendes Resultat angesehen werden kann.

Gleichzeitig ist hervorzuheben, dass Endschwefelgehalte von 0,010% S, die man mittels konventioneller Verfahren ausgehend von etwa 0,015% S erhalten kann, den Metallurgen angesichts den Forderungen nach immer geringeren Schwefelgehalten im Stahl nicht befriedigen.

Das Ziel der Erfindung bestand somit darin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Eisenschmelzen vorzuschlagen, die es insbesondere im Falle von relativ niedrigen Ausgangsschwefelgehalten erlauben eine höhere Entschwefelungs-wirkung zu erreichen als die konventionellen Verfahren.

Erfindungsgemäss wird dieses Ziel bei einem Verfahren das vorsieht eine Eisenschmelze in einem metallurgischen Gefäss mit einem in Bodennähe mittels eines Treibgases durch eine Lanze λ eingeblasenen Entschwefelungsmittel zu behandeln, dadurch erreicht, dass man in der Lanze einen genügend hohen konstanten Treibgasdruck aufrechterhält und den Treibgasstrom kontinuierlich mittels einer mechanischen Zugabeeinrichtung mit einer stufenlos regelbaren Durchsatzmenge an Entschwefelungsmittel speist, und dass man im Verlauf der Behandlung einen zusätzlichen Gasstrom durch den Gefässboden in die Schmelze leitet.

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Die dem erfindungsgemässen Verfahren zugrundeliegende Idee geht von der Tatsache aus, dass bei relativ niedrigen Ausgangskonzentrationen an Schwefel und erst recht nach fortgeschrittener Entschwefelung die Wahrscheinlichkeit, dass noch Schwefel mit Entschwefelungsmittel zu Umsetzung kommt, immer geringer wird. Dem wird erfindungsgemäss dadurch entgegengewirkt, dass das Entschwefelungsmittel in konstanten Mengen und über eine längere Zeit während welcher eine Reaktionsmöglichkeit gegeben ist, zugesetzt wird und dass gleichzeitig eine bestmögliche Vertei-' lung des Entschwefelungsmittels innerhalb der in Bewegung versetzten Schmelze erzielt wird.

Für das Gelingen des erfindungsgemässen Verfahrens sind desweiteren verschiedene, an und für sich bekannte Vorbedingungen zu erfüllen. So ist es beispielsweise erforderlich, das metallurgische Gefäss mit einer basischen Auskleidung zu versehen, vor Beginn der Behandlung abzuschlacken, sowie dafür zu sorgen, dass die Eisenschmelze weitgehend desoxydiert ist.

Wesentlich ist es, dass das Entschwefelungsmittel, das vorzugsweise in feinkörniger Form vorliegt, mittels einer Lanze in das metallurgische Gefäss in Bodennähe problemlos eingeführt werden kann.

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Es ist bekannt, zum Zweck des Einbringens von Feststoffen in einen Gasstrom eine sogenannte Zellenschleuse zu verwenden, die zwischen dem das Zusatzmittel enthaltenden Vorratsbehälter und die zum Einblasen verwendete Lanze geschaltet wird.

Aehnliche Schleusen, in denen das Zusatzmittel zur Erleichterung des Eintritts in die Lanze fluidisiert wird, werden z.B. in der DAS 1.292.693 und in der DT-PS 2.303.978 beschrieben.

Der Nachteil der Vorrichtungen, bei denen eine Fluidisierung des festen Zusatzmittels zu dessen Auflockerung und zur Erleichterung des Einbringens in die Lanze stattfindet, besteht in der Hauptsache darin, dass Fluidisierungsanlagen kompliziert, stör - 4 - anfällig und damit auch teuer sind, dass die gesamte Menge des einzusetzenden Zusatzmittels während der gesamten Dauer der Behandlung fluidisiert werden muss und dass die Wechselwirkung zwischen Fluidisierkammern und Zu- bzw. Abfuhrleitungen kompensiert werden muss, was die Steuerung des Durchsatzes an Zusatzmittel erschwert.

Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erforderliche Vorrichtung begreift im wesentlichen einen das Entschwefelungsmittel enthaltenden und unter Argon-Druck stehenden Vorratsbehälter, der über eine Zellenrad-Durchlasschleuse mit einer unter Druck stehenden Argon-Zufuhrleitung undeiner Argon-Feststof f-Abfuhrleitung verbunden ist, welche in eine bewegliche Lanze mündet.

Die Idee, anstelle einer komplizierten Fluidisieranlage eine an und für sich bekannte Zellenrad-Durchlasschleuse zum Einbringen des Entschwefelungsmittels in den in die Lanze führenden Gasstrom zu verwenden, führt nicht nur zu einer verbesserten metallurgischen Ausnutzung des Zusatzmittels, sondern erlaubt zusätzlich eine erhebliche Verringerung der Anschaffungsund der Betriebskosten von Einblasvorrichtungen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich zusätzlich durch ihren einfachen Aufbau und ihre verminderte Störanfälligkeit aus.

Erfindungsgemäss weist die Zellenrad-Durchlasschleuse einen stufenlos regelbaren Antrieb auf. Letzterer ermöglicht eine nahezu ideale Steuerung des Durchsatzes an Entschwefelungsmittel, was einfach durch Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zellenrades bewerkstelligt wird, ohne dass hierbei irgendeine Veränderung der Druckverhältnisse eintritt.

Weiter wird hierdurch eine Behandlung der Eisenschmelze durch Einblasen unter konstantem Druck ermöglicht, was bei dieser Art von Behandlung angestrebt wird.

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Zur Erläuterung der erfindungsgemässen Vorrichtung und ihrer Betriebsweise wird auf die Zeichnungen und deren Beschreibung verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorder- und Draufsicht einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung, und

Fig. 2 zwei um 90 Grad verdrehte Schnitte durch die Zellenrad-Durchlasschleuse.

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In Fig. 1 erkennt man den Vorratsbehälter (1) mit dem Einfülltrichter (2) für das Entschwefelungsmittel und der oberen Argonzufuhr (3). Der Vorratsbehälter (1) steht über die Zellenrad-Durchlasschleuse (4) in welche die Argon-Zufuhrleitung (5) mündet, in Verbindung mit der Argon-Feststoff-Abfuhrleitung (6), die zu der nicht gezeigten Lanze führt. Ein stufenlos regelbarer Motor (8) dient zum Antreiben des Zellenrades der Durchlasschleuse (4). *

Die in Fig. 2 gezeigte Zellenrad-Durchlasschleuse (4) begreift das eigentliche Zellenrad (Z). Das in dem Vorratsbehälter (1) unter Argon gelagerte Entschwefelungsmittel fällt in die Zellenradschleuse. Nach Drehung des Zellenrades (Z) um 180° gelangt das Material in den Durchgangskanal (7) von wo es durch das über die Druckleitung (5) zugeführte Argon in die Leitung (6) mitgerissen und der Lanze zugeführt wird.

Claims

1. Verfahren zum Entschwefeln von Eisenschmelzen, bei dem eine Eisenschmelze in einem metallurgischen Gefäss mit einem in Bodennähe mittels eines Treibgases durch eine Lanze eingeblasenen Entschwefelungsmittel behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Lanze einen genügend hohen, konstanten Treibgasdruck aufrechterhält und den Treibgasstrom kontinuierlich mittels einer mechanischen Zugabeeinrichtung mit einer stufenlos regelbaren Durchsetzungsmenge an Entschwefelungsiflittel speist, und dass man im Verlauf der Behandlung einen zusätzlichen Gasstrom durch den Gefäss-boden in die Schmelze leitet.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen den Entschwefelungsmittel enthaltenden und unter einen Argon-Druck stehenden Vorratsbehälter begreift, der über eine Zellen-rad-Durchlasschleuse mit einer unter Druck stehenden Argon-Zufuhrleitung und einer Argon-Feststoff-Abfuhrleitung verbunden ist, welche in eine bewegliche Lanze mündet.

3. Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenrad-Durchlasschleuse einen stufenlos regelbaren * Antrieb aufweist.