NL8001834A

NL8001834A - METHOD FOR DESULFULIFYING MOLED METAL.

Info

Publication number: NL8001834A
Application number: NL8001834A
Authority: NL
Original assignee: Aikoh Co
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1980-10-02
Also published as: GB2050430A; FR2452521A1; IT1153795B; BE881916A; JPS55131112A; AU5680280A; DE3009477A1; IT8009395A0; CA1139568A; IT8009395A1; LU82305A1; AU524961B2

Description

&&

Lx 5656 \ >Lx 5656 \>

Werkwijze voor het ontzwavelen van gesmolten metaal.Method for desulfurizing molten metal.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ontzwavelen van gesmolten metaal, in het bijzonder van gesmolten ruw-ijzer.The invention relates to a method for desulphurizing molten metal, in particular molten pig iron.

Voor het ontzwavelen van gesmolten metalen wordt bij voor-5 keur een ontzwavelingsmiddel gebruikt. Geschikte ontzwavelingsmidde-len, die vooraf worden toegevoegd, zijn bijvoorbeeld alkalimetaal-oxyden,. die snel reageren, en een slak met lage smelttemperatuur leveren, zoals bijvoorbeeld natriumcarbonaat, natriumhydroxyde, kalium-carbonaat en kaliumhydroxyde, dan wel mengsels daarvan met kleine 10 hoeveelheden calciumfluoride, natriumfluoride, ijzeroxyde, aluminium-fluoride, natriumaluminiumfluoride, kaliumaluminiumfluoride of mag-nesiumfluoride.A desulfurization agent is preferably used for desulfurizing molten metals. Suitable desulfurizing agents which are added beforehand are, for example, alkali metal oxides. which react rapidly and provide a low melting temperature slag such as, for example, sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium carbonate and potassium hydroxide, or mixtures thereof with small amounts of calcium fluoride, sodium fluoride, iron oxide, aluminum fluoride, sodium aluminum fluoride, potassium aluminum fluoride or magnesium fluoride.

Bekende ontzwavelingsmiddelen zoals calciumoxyde, calcium-carbonaat, calciumnitride en magnesium-metaal zijn voor het ontzwaveld len door vooraf toevoegen niet geschikt, daar deze middelen ofwel te langzaam of te snel werken, terwijl deze middelen met behulp van omvangrijke toestellen aan de hete smelt moeten worden toegevoegd, hetgeen niet ekonomisch is. Het ontzwavelen van gesmolten metaal bij gebruik van een ontzwavelingsmiddel van de alkalimetaaloxydesoort ge-20 schiedt theoretisch in tegenwoordigheid van een reducerend element.Known desulfurization agents such as calcium oxide, calcium carbonate, calcium nitride and magnesium metal are unsuitable for desulfurization by pre-addition, since these agents are either too slow or too fast, while they must be hot melted using bulky devices which is not economical. The desulfurization of molten metal using a desulfurizing agent of the alkali metal oxide type is theoretically done in the presence of a reducing element.

Uit de reactievergelijking kan worden afgeleid, dat vrij alkali-metaal uit het alkalioxyde wordt gevormd door een reduceermiddel,zoals koolstof, silicium, aluminium, magnesium, titaan of zirkoon, waarna dit metaal met de zwavel uit het metaalsulfide een alkalisul-25 fide vormt, dat vervolgens in de slak wordt opgelost, en aldus van het metaal wordt gescheiden. Uit het Fe-Al-fasediagram blijkt, dat aluminium het best in gesmolten ijzer kan worden gesmolten, en derhalve de grootste kans heeft om volledig tot de ontzwaveling bij te dragen. Magnesium is weliswaar een veel ractiever metaal, doch smelt 30 aanmerkelijk minder in het gesmolten ijzer, zodat het uiteindelijke effekt slechter is. Een voordeel van aluminium voor het ontzwavelen van gesmolten ruw-ijzer is verder, dat het de basiciteit van de slak niet vermindert, zodat de ontzwavelingsreactie onder dezelfde omstandigheden kan blijven verlopen.It can be deduced from the reaction equation that free alkali metal from the alkali oxide is formed by a reducing agent such as carbon, silicon, aluminum, magnesium, titanium or zircon, after which this metal forms with the sulfur from the metal sulfide an alkali metal sulfide, which is then dissolved in the slag and thus separated from the metal. The Fe-Al phase diagram shows that aluminum is best melted in molten iron, and therefore has the greatest chance of fully contributing to desulfurization. Although magnesium is a much more active metal, it melts considerably less in the molten iron, so that the final effect is worse. An advantage of aluminum for the desulfurization of molten pig iron is further that it does not reduce the basicity of the slag, so that the desulfurization reaction can continue under the same conditions.

35 De uitvinding verschaft een ontzwavelingsmiddel, dat voor deze doeleinden zeer geschikt is, en dat voorts op eenvoudige en gemakkelijke wijze voor het ontzwavelen van gesmolten metalen, en in 800 1 8 34 - 2 - het bijzonder van gesmolten ruw-ijzer, kan worden gebruikt, alsmede een werkwijze voor het toevoegen van dit ontzwavelingsmiddel. Daarbij wordt ofwel aluminium vooraf in het gesmolten ruw ijzer gesmolten, dat dan vervolgens met een ontzwavelingsmiddel kan reageren, 5 ofwel wordt het aluminium samen met het ontzwavelingsmiddel aan het gesmolten metaal toegevoegd. Bij voorkeur vindt het toevoegen van het aluminium vóór het toevoegen van het ontzwavelingsmiddel plaats.The invention provides a desulfurizing agent, which is very suitable for these purposes, and which can furthermore be used in a simple and convenient manner for desulfurizing molten metals, and in 800 1 8 34 - 2 - in particular molten pig iron. as well as a method of adding this desulfurization agent. Either aluminum is pre-melted in the molten pig iron, which can then react with a desulfurizing agent, or the aluminum is added to the molten metal together with the desulfurizing agent. Preferably, the aluminum is added before the desulfurization agent is added.

Het ontzwavelingsmiddel van de alkalimetaaloxydesoort, dat voor deze wijze van werken geschikt is, kan worden gebruikt in 10 de vorm van poeder, korrels, samenhangende massa of vlokken van de watervrije stof, het zouthydraat of het zure carbonaat, en wel van kalium- of natriumcarbonaat, natrium- of kaliumhydroxyde, of kaliumnatriumcarbonaat. Wanneer het ontzwavelingsmiddel in de vorm van korrels of van een vaste massa wordt gebruikt, kan het samen met 15 een organisch bindmiddel worden toegevoegd, zoals een kleine hoeveelheid stijfsel, dextrine, lijm, natuurhars of kunsthars, of van een 5 anorganisch bindmiddel, zoals cement, waterglas, klei, colloidaal silica of aluminiumfosfaat.The desulfurizing agent of the alkali metal oxide type suitable for this mode of operation can be used in the form of powder, granules, cohesive mass or flakes of the anhydrous substance, the salt hydrate or the acid carbonate, namely of potassium or sodium carbonate , sodium or potassium hydroxide, or potassium sodium carbonate. When the desulfurizing agent is used in the form of granules or of a solid mass, it can be added together with an organic binder, such as a small amount of starch, dextrin, glue, rosin or synthetic resin, or of an inorganic binder, such as cement , water glass, clay, colloidal silica or aluminum phosphate.

Aluminiummetaal in de vorm van een massa, korrels of poè-20 der wordt in de hete smelt gevoerd, waarbij voor het vertragen van de reactie aan de buitenkant van de massa, de korrels of de poeder-deeltjes een deklaag, omhulling of drager kan worden aangebracht, die bestaat uit een materiaal, dat geen schadelijke invloed op de hete smelt of op de vuurvaste binnenwand van het smeltvat heeft.Aluminum metal in the form of a mass, granules or powder is fed into the hot melt, whereby to delay the reaction on the outside of the mass, the granules or the powder particles can be coated, coated or supported which consists of a material which has no harmful effect on the hot melt or on the refractory inner wall of the melting vessel.

25 Bij de werkwijze volgens de uitvinding worden een ontzwa velingsmiddel van de alkalimetaaloxydesoort en aluminiummetaal ofwel juist voor het gebruik met elkaar gemengd, of als afzonderlijke ladingen gelijktijdig aan de smelt toegevoegd. Het is ook mogelijk de hete smelt te gieten, nadat het aluminiummetaal al in een behande-30 lingsvat is aangebracht, terwijl het ontzwavelingsmiddel halverwege het gieten aan de gietstroom wordt toegevoegd. De verhouding tussen de aluminiummassa en de totale massa van het ontzwavelingsmiddel bedraagt daarbij ongeveer 1..30 %· Wanneer minder dan 1 % aluminium wordt gebruikt, beïnvloedt de reducerende werking ervan het ontzwa-35 velingsmiddel niet, terwijl bij meer dan 30 % het ontzwavelingsmiddel in hoeveelheid afneemt, zodat een grotere hoeveelheid daarvan moet worden toegevoegd. Er wordt dan zoveel aluminiumoxyde gevormd, dat de vloeibaarheid van de slak wordt verminderd, zodat een overmaat niet gewenst is.In the process of the invention, a desulfurizing agent of the alkali metal oxide type and aluminum metal are either mixed together just before use, or added to the melt simultaneously as separate batches. It is also possible to cast the hot melt after the aluminum metal has already been placed in a treatment vessel, while the desulfurizing agent is added to the casting stream mid-casting. The ratio between the aluminum mass and the total mass of the desulfurizing agent is about 1..30% · When less than 1% aluminum is used, its reducing effect does not affect the desulfurizing agent, while at more than 30% the desulfurizing agent decreases in amount so that a larger amount thereof must be added. So much aluminum oxide is then formed that the fluidity of the slag is reduced, so that an excess is not desired.

800 1 8 34 i - 3 -800 1 8 34 i - 3 -

De werkwijze volgens de uitvinding zal nu aan de hand van vergelijkende voorbeelden nader worden toegelicht.The method according to the invention will now be further elucidated on the basis of comparative examples.

In elk van deze voorbeelden werd de ontzwavelingswerking bij het toevoegen van aluminium vergeleken met die bij het niet-5 toevoegen daarvan bij gebruik van ruw-ijzer met dezelfde samenstelling, terwijl een metaalvat met dezelfde inhoud werd gebruikt, waarbij het toevoegen vooraf plaatsvond. Het bevattingsvermogen van het vat bedroeg 250 Mg, waarbij 2^0 Mg ruw ijzer in het vat werd gegoten met behulp van een mengwagen, teneinde daarin een ontzwavelingsbe-10 handeling uit te voeren.In each of these examples, the desulfurization activity upon addition of aluminum was compared to that of non-addition thereof when using pig iron of the same composition, while using a metal vessel of the same content, the addition being done beforehand. The containment capacity of the vessel was 250 Mg, with 2.0 Mg of pig iron being poured into the vessel using a mixer wagon to carry out a desulfurization treatment therein.

Uit deze vergelijkende proefnemingen blijkt, dat bij gebruik van het ontzwavelingsmiddel samen met aluminium een 5·· 12 betere ontzwaveling kan worden verkregen dan zonder gebruik van aluminiumi 15 Deze proefnemingen zijn samengevat in de volgende tabel.These comparative experiments show that when the desulfurizing agent is used together with aluminum, a 5 ·· 12 better desulfurization can be obtained than without the use of aluminum. These experiments are summarized in the following table.

i * 800 1 8 34 ' f - 4- £ ·& ^ ^ Ρ ΙΛ IN ΙΛ ΙΛ CO Λ1i * 800 1 8 34 'f - 4- £ · & ^ ^ Ρ ΙΛ IN ΙΛ ΙΛ CO Λ1

Ö OJ (M CM OJ r- CUÖ OJ (M CM OJ r- CU

Ο Ο Ο O O O OΟ Ο Ο O O O O

^ y «» 0» 0» *· * * φ ο ο ο ο ο o <u a +> H___________:----- ® Λ · S « ^¾. ^ HP „ _ Φ ® r* r· 1Γ\ ΙΛ *“ ^ > Ο -*· -4* ΙΛ ΙΛ Λ |Λ φ Ο Ο Ο Ο Ο Ο *££,(·»·*·» ·· ·** *· tqoOOO Ο Ο Ο ο > a ® &ο > a a φ ο ο^ y «» 0 »0» * · * * φ ο ο ο ο ο o <u a +> H ___________: ----- ® Λ · S «^ ¾. ^ HP „_ Φ ® r * r · 1Γ \ ΙΛ *“ ^> Ο - * · -4 * ΙΛ ΙΛ Λ | Λ φ Ο Ο Ο Ο Ο Ο * ££, (· »· * ·» ·· · ** * tqoOOO Ο Ο Ο ο> a ® & ο> aa φ ο ο

Ο ? SΟ? S

+> ® u Ρ Ρ ü am ® ρ ρ > φ ® Η Η 'Η *Η ·Η <Η Η ® φ «$ φ Φ bO Φ δ0 U _ ® •nooooöog •Η Ο Ο Ο Ο ® ο « 3>>> > Φ > Λ "5R 'ïft >R.+> ® u Ρ Ρ ü am ® ρ ρ> φ ® Η Η 'Η * Η · Η <Η Η ® φ «$ φ Φ bO Φ δ0 U _ ® • noooooog • Η Ο Ο Ο Ο ® ο« 3> >>> Φ> Λ "5R 'ïft> R.

------- ο ο ο (VI VO ΙΜ------- ο ο ο (VI VO ΙΜ

a Ia I

j§ HOj§ HO

φ'κ Ο ΙΛ ο ο ο ο ο ο ο 55 φ OJ IN OJ ΙΛ σ\ ΙΛ Ο Ο ρ « Η > Ο £>. C“» ON ON OJ CVI <Μ Ρ “η Ο t- V Τ- Φ ο s + » 1 Φ •Η Ό --- ———————-pj Η * y"\ y-N /Λ y% y*N /*\ /"Ν /Λ, ·Η Ν"\ Η /-* ** inn* ^ ^ 1°η Η * Ο Ο Ο Ο ΙΛ ΙΛ Ο ΙΛ ΙΛ Η ^ Λ φ ο <Μ Μ (VI ον ον ®<0 ^ CO ^ Νμ/ Ν-/ Ό *-* w * ” βφφίο ca ca J4iQ "ο φ φ φ φ φ® Φ® Η bO I Η I II Η I ωφ'κ Ο ΙΛ ο ο ο ο ο ο ο ο 55 φ OJ IN OJ ΙΛ σ \ ΙΛ Ο Ο ρ «Η> Ο £>. C “» ON ON OJ CVI <Μ Ρ “η Ο t- V Τ- Φ ο s +» 1 Φ • Η Ό --- ———————- pj Η * y "\ yN / Λ y% y * N / * \ / "Ν / Λ, · Η Ν" \ Η / - * ** inn * ^ ^ 1 ° η Η * Ο Ο Ο Ο ΙΛ ΙΛ Ο ΙΛ ΙΛ Η ^ Λ φ ο <Μ Μ ( VI ον ον ® <0 ^ CO ^ Νμ / Ν- / Ό * - * w * ”βφφίο ca ca J4iQ" ο φ φ φ φ φ® Φ® Η bO I Η I II Η I ω

φ Φ Η Φ φ® «Φ Iφ Φ Η Φ φ® «Φ I

ΗΌΟΦΌΠΌ Ό IX» § ΗΟΗ^ΟΦΟ Ο SO 3 (1) (Q φ Μ ,Μ (Q (0 Ρ 3 Μ Ρ ·Η > k ta Λ Φτΐ φ® φ φ fc φ ® ΟΦ Φ ·Η Ö Φ ·ΗΉΗΌΟΦΌΠΌ Ό IX »§ ΗΟΗ ^ ΟΦΟ Ο SO 3 (1) (Q φ Μ, Μ (Q (0 Ρ 3 Μ Ρ · Η> k ta Λ Φτΐ φ® φ φ fc φ ® ΟΦ Φ · Η Ö Φ · ΗΉ

? Ρ Ο IP HP Ρ 1( Ή Η S? HP Ο IP HP Ρ 1 (Ή Η S

ta Λ Λ ΦΛΜ^ΛΜΛΜΟΒ -® W Ο Ρ ρ οι Ό ΟΟΙ ΟΟ 0033 003 Η ® ·Η Η Ο ·Η Φ Η Ή Φ ·Η ® Η Η ^ J Η Φ Ο Ό «ή <0 Η « <! Η S ' *β S h «< ] Φ 8 h « __ > . ω Η Η > Η Η Η Η Η Η > > Η Ό Η Η bO tw bO (Η 60 ‘W Φ Φ Ö Φ Ö Φ® Φ Η φ ·Η ο ·η ο η ο ο ,α-ΦίπΌ ti 'ö ® ö ® ® ft ® ft g ft ®ta Λ Λ ΦΛΜ ^ ΛΜΛΜΟΒ -® W Ο Ρ ρ οι Ό ΟΟΙ ΟΟ 0033 003 Η ® · Η Η Ο · Η Φ Η Ή Φ · Η ® Η Η ^ J Η Φ Ο Ό «ή <0 Η« <! Η S '* β S h «<] Φ 8 h« __>. ω Η Η> Η Η Η Η Η Η>> Η Ό Η Η bO tw bO (Η 60 'W Φ Φ Ö Φ Ö Φ® Φ Η φ · Η ο · η ο η ο ο, α-ΦίπΌ ti' ö ® ö ® ® ft ® ft g ft ®

O Η I Η I ·Η I SO Η I Η I · Η I S

Ο > · > · > · ®Ο> ·> ·> · ®

ί> Ρ HP HP Η Wί> Ρ HP HP Η W

Η bO Η bO ·Η bOΗ bO Η bO · Η bO

S3 > Ρ > Ρ>_>_J * 800 1 8 34S3> Ρ> Ρ> _> _ J * 800 1 8 34

Claims

Process for desulfurizing molten metal, in particular molten pig iron, characterized in that aluminum metal is used together with a desulfurizing agent of the alkali metal oxide type, in an amount of 1..30 #, 3 based on the total mass of the desulfurization agent.

A method according to claim 1, characterized in that the desulfurizing agent and the aluminum are pre-placed in a treatment vessel before the hot metal is poured.

3. A method according to claim 1, characterized in that the aluminum is pre-introduced in the treatment vessel before the hot metal is poured, while the desulfurization agent is added to the casting stream. 800 1 8 34