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Verfahren zum fortlaufenden Frischen von geschmolzenem Eisen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Frischen von einem geschmolzenen
Eisengrundmetall, welches geschmolzenes Roheisen oder eine gegeschmolzene Eisenlegierung,
wie beispielsweise Manganeisen, enthalten kann. Das Frischverfahren kann bei Anwendung
der Erfindung bedeutend wirkungsvoller durchgeführt werden, als dies bei herkömmlichen
Verfahren der Fall ist.
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Der Kernpunkt beim Frischen von geschmolzenem Eisengrundmetall liegt
bei der Entphosphorung und der Entschwefelung. Die Entphosphorung von geschmolzenem
Roheisen kann beispielsweise in der Weise
durchgeführt werden, daß
man eine Thomas-Schlacke bildet, indem man einen Schlackenbildner verwendet, welcher
in der Hauptsache ungelöschten Kalk oder CaO enthält, wobei man das geschmolzene
Roheisen mit Hilfe von O2-Gas oder Erz usw. oxidiert. Zur Erzeugung von E isenoxidul
verwendet man b jilrfig das LD-Konverterverfahren usw.
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Die Entschwefelung bei der Erzeugung des Eisenoxiduls wird durch Verteilung
des Schwefels zwischen dem geschmolzenen Roheisen und der Schlacke welche bei der
E ntphosphorung verwendet worden ist, durchgeführt. In diesem Fall ist die Fähigkeit
der Entschwefelung dieser Schlacke nicht so stark. Demzufolge führt man bei der
Herstellung eines Stahles,und insbesondere eines Stahles mit niedrigem Schwefelgehalt,
eine vorläufige Entschwefelung durch indem man Kalziumkarbid, Natriumkarbonat vor
der Erzeugung des sauerstoffhaltigen Stahls bzw. des Eisenoxiduls zugibt.
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Wie im vorstehenden schon erwähnt, ist bei der Herstellung von sauerstoffhaltigem
Stahl bzw. Eisenoxidul das Hauptaugenmerk während des Frischens auf die Entphosphorung
zu legen. Bei der Entphosphorung ergeben sich jedoch eine Reihe von Problemen. Bei
den Stahlmaterialien, welche seit einiger Zeit unter strengen Bedingungen verwendet
werden, erhöht sich der Produktionsanteil an beruhigtem Stahl mit hoher Qualität.
Die Herstellung dieser Stahlart ist notwendig, um den Gehalt an Verunreinigungen,
wie beispielsweise P, S usw., so niedrig wie möglich zu halten und um einen großen
Anteil an Legierungselementen zusetzen zu können. Demgemäß wird häufig ein Nachfrischen
in einem anderen Ofen durchgeführt, nachdem ein Rohfrischen in einem Ofen zur Herstellung
von sauerstoffhaltigem Stahl bzw. Eisenoxidul durchgeführt worden ist. Um den Temperaturabfall,
welcher dazwischen auftritt, auszugleichen, muß die Endtemperatur bzw. die Temperatur
beim Abschalten des Ofens, in welchem das
Eisenoxidul hergestellt
wird, hoch gehalten werden. Seit neuestem stellt man viele Stahlarten im Rahmen
eines fortlaufenden Gießverfahrens her, wobei man dieses fortlaufende Verfahren
gegenüber dem herkömmlichen K)1ti llengießverfahren vorzieht. Auch beim fortlaufenden
Verfahren muß die Temperatur beim Zurückdrehen des Ofens, in welchem das E isenoxidul
bzw. der sauerstoffhaltige Stahl hergestellt wird, hoch gehalten werden. Hierbei
entstehen jedoch entscheidende Nachteile für die Durchführung der E ntphosphorungsreaktion.
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Die Schlacke, welche hauptsächlich aus CaO besteht und welche bei
der Herstellung des sauerstoffhaltigen Stahls verwendet wird, besitzt selbst nur
eine geringe Fähigkeit zur Entphosphorung. Deshalb ist es unvermeidbar, eine große
Schlackenmenge zu verwenden, um den Anteil an Phosphor beim Frischen, welches bei
einer hohen Temperatur durchgeführt werden muß, zu erniedrigen. Wenn man jedoch
die Schlackenmenge erhöht, ergeben sich Nachteile dahingehend, daß (1) die Ausbeute
an Eisen verringert wird und (2) der Wärmeverlust sich erhöht, was aus dem Anwachsen
der Eigenwärme der Schlacke usw. resultiert.
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Unabhängig davon ist jedoch die Hauptschwierigkeit darin zu sehen,
daß, obgleich nach der Durchführung des Frischprozesses eine enorme Schlackenmenge
anfällt, diese Schlacke bis jetzt noch nicht in entsprechender Weise versorgt worden
ist. Normalerweise hat man bisher die Schlacke verworfen, obgleich wertvolle Elemente
in ihr enthalten sind. Auch mußte man den Platz, an welchem die Schlacke deponiert
worden ist, abgrenzen und es ergaben sich auch Probleme der Umweltverschmutzung
usw.
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Bekannt ist ein Frischverfahren, bei welchem anstelle von CaO als
Schlackenbildner eine Alkalimetallverbindung verwendet wird. Diese
Verbindung
hat eine stärkere Affinität zu Phosphor und Schwefel als CaO. Wie aus den deutschen
Patentschriften 900 458, 941 197, der britischen Patentschrift 782 192,der US-Patentschrift
2 147 205 und der französischen Patentschrift 1 489 570 bekannt ist, kann man den
Gehalt an Phosphor und Schwefel in geschmolzenem Roheisen gleichzeitig auf eine
niedrige Höhe bringen, wenn man die Oxidation während der Zugabe eines Flußmittels
bzw. Schlackenbildners zum geschmolzenen Roheisen durchführt, welches bzw. welcher
hauptsächlich aus Na2CO3 zusammengesetzt ist. Auf diese Weise kann man Nachteile,
welche sich aus der Verwendung von CaO als Schlackenbildner ergeben, überwinden.
Die Gründe, weshalb dieses Verfahren jedoch nicht anstelle des Frischverfahrens,
bei welchem man CaO verwendet, durchgeführt werden kann, sind die folgenden.
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(1) Die Alkalimetallverbindung verdampft bei einer derart hohen Temperatur,
wie sie beim Frischen eines geschmolzenen Eisengrundmetalls eingehalten werden muß.
Das verdampfte Material beeinträchtigt die menschliche Gesundheit.
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(2) Die Menge der Alkalimetallverbindung, welche verwendet werden
muß, muß trotz der hohen Frischfähigkeit erhöht werden, da, wie schon erwähnt, diese
Verbindung leicht verdampft.
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(3) Der Preis der Alkalimetallverbindung ist bedeutend höher als der
von ungelöschtem Kalk oder CaO.
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(4) Die Abnützung bzw. der Schmelzverlust des hitzebeständigen Materials
des Behälters, in welchem das Frischverfahren durchgeführt wird, ist groß.
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(5) Die Schlacke, welche nach dem Frischen anfällt, kann nicht verworfen
werden. Wenn man die Schlacke, welche die Alkalimetallverbindung
enthält,
verwirft, wird das Wasser, in welchem diese Schlacke gelöst wird, zu einer stark
basischen Lösung mit einem pH-Wert von 13 oder mehr. Auch lösen sich verschiedene
Ionen heraus. Es ist daher notwendig, daß man eine chemische Behandlung nachschaltet,
so daß die Schlacke unschädlich wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Frischverfahren für geschmolzenes
Eisen, insbesondere Roheisen, zu zeigen, bei dem die Emanation von zu verwerfenden
Stoffen verhindert ist, so daß Schwierigkeiten hinsichtlich Umweltverschmutzung,
welche durch das Verwerfen der Schlacke entstehen können, überwunden sind. Diese
Schwierigkeiten konnten bisher bei den herkömmlichen Frischverfahren, bei denen
CaO bzw. Alkalimetallverbindungen verwendet worden sind, nicht beseitigt werden.
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Zur Lösung der Aufgabe zeigt die Erfindung ein Verfahren zum fortlaufenden
Frischen von geschmolzenem Roheisen, bei welchem das Metall kontinuierlich in ein
Anfrischgefäß vom geschlossenen Typ fließt, das Frischen des Metalls bei oxidierenden
Bedingungen unter Verwendung eines Flußmittels bzw. Schlackenbildners, der imwesentlichen
aus einer Alkalimetallverbindung zusammengesetzt ist, durchgeführt wird und bei
dem ein Flußmittel bzw. ein Schlackenbildner zur Verwendung beim Frischen eines
geschmolzenen Eisengrundmetalls aus dem resultierenden Nebenprodukt bzw. Ausscheldungsprodukt
zurückgewonnen wird.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das geschmolzene
Eisen kontinuierlich in einem Anfrischgefäß vom geschlossenen Typ gefrischt. Es
wird dabei ein Schlackenbildner verwendet, welcher hauptsächlich aus einer Alkalimetallverbindung
besteht.
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Auf diese Weise wird der Gehalt an Phosphor und Schwefel auf eine
geringe
Höhe erniedrigt. Die Alkalimetallverbindung wird aus dem verdampfenden Material
zurückgewonnen und die beim Frischen erzeugte Schlacke wird beim Frischen wieder
verwendet. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß wertvolle Elemente, wie beispielsweise
Phosphor, Vanadium und dgl. zurückgewonnen werden können.
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Das geschmolzene Eisen, welches auf diese We ise gefrischt worden
ist, kann in Stahl mit hoher Qualität umgewandelt werden. Dies kann beispielsweise
in einem Ofen zur Herstellung von Stahl mit Hilfe von Entkohlung ohne oder zusätzlich
mit einem Zuschlag bzw. einem Schlackenbildner oder nur mit einer geringen Menge
davon geschehen.
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Durch die Erfindung wird es möglich, bei der Stahlherstellung eine
Substanz zu erhalten, welche verworfen bzw. gefahrlos deponiert werden kann.
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Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß man einen Stahl
mit hervorragender Qualität gewinnen kann, welcher einen verringerten Anteil an
Verunreinigungen, wie beispielsweise Phosphor, Schwefel lichen und dgl. aufweist,
gegenüber einem Stahl, welcher nach einem herkömm-Verfahren hergestellt worden ist.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist noch darin zu sehen, daß verschiedene
Einschränkungen bei der Produktion von hochqualitativem Stahl, welche bei herkömmlichen
Verfahren notwendig sind, fortfallen können.
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Hierzu zeigt die Erfindung ein fortlaufendes Verfähren zum Frischen
eines geschmolzenen Eisengrundmetalles, bei dem das Metall kontinuierlich in ein
Anfrischgefäß einfließen kann. Dieses Anfrischgefäß ist geschlossen. Das Metall
wird unter oxidierenden Bedingungen unter Verwendung eines Zuschlages bzw. Schlackenbildners,
welcher hauptsächlich
aus einer Alkalimetallverbindung besteht,
durchgeführt. Ein Zuschlag bzw. ein Schlackenbildner zur Verwendung beim Frischen
des geschmolzenen Eisengrundmetalles wird aus dem resultierenden Abfallprodukt wieder
zurückgewonnen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung kann auch darin gesehen werden, daß
das geschmolzene Eisengrundmetall kontinuierlich in ein Anfrischgefäß, welches geschlossen
ist, eingefüllt wird, wobei das Frischen unter oxidierenden Bedingungen durchgeführt
wird. Hierbei wird ein Zuschlag, welcher hauptsächlich aus einem Alkalimetallkarbonat
enthaltenden Salz bestehen kann, verwendet. Ein wesentlicher Anteil des Alkalimetalls
kann aus dem sich ergebenden Abfallprodukt zurückgewonnen werden als karbonathaltiges
Salz und als Zuschlag bzw. Schlackenbildner wieder in den Frischvorgang zurückgebracht
werden.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
beschrieben.
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Bevor man zur Herstellung eines sauerstoffhaltigen Stahls einen Sauerstoff-LD-Ofen
verwendet hat, hat man eine Vorrichtung zum vorläufigen Frischen verwendet. Hierbei
hat man das Frischen unter Verwendung einer Alkalimetallverbindung durchgeführt.
Diese besitzt eine hohe Frischfähigkeit, so daß Verunreinigungen, wie Phosphor und
Schwefel und dgl., beseitigt werden. Hieraus ergibt sich, daß beim nächsten Verfahrensschritt
bei der Herstellung des Sauerstoffstahles in vorteilhafter Weise der Stahlherstellungsprozeß
im wesentlichen allein durch die Entkohlung ohne die Verwendung eines Zuschlages
durchgeführt werden kann. Das Verfahren der Erfindung verbessert das herkömmliche
Frischverfahren, bei dem die Alkalimetallve rbindung verwendet wird. Das im vorstehenden
geschilderte Verfahren konnte jedoch in der Praxis bis jetzt noch nicht durchgeführt
werden.
Die Gründe hierfür sind die folgenden: (1) Die Alkalimetallverbindung, welche beim
Frischen verwendet wird, wird, ohne daß sie aus dem Frischsystem verworfen wird,
wieder verwendet. Dies erzielt man dadurch, daß man die aus dem Frischen sich ergebende
Schlacke in Wasser löst und die wässrige Lösung und die unlöslichen Rückstände geeigneten
Behandlungen zuführt. Hierbei werden wertvolle Stoffe, wie beispielsweise die Alkalimetallverbindung
und dgl., zurückgewonnen. Diese kann dann beim Frischen wieder verwendet werden.
Es ergibt sich praktisch kein zu verwerfendes Material.
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(2) Um den pulverförmigen Staub, welcher die Alkalimetallverbindung
enthält und welcher während des Frischens erhalten wird, leicht sammeln zu kennen,
führt man das Frischen des Grundmetalles im geschmolzenen Zustand in einem Anfrischgefäß
vom geschlossenen Typ durch. Der pulverförmige Staub, welcher gesammelt wird, wird
beim Frischen wieder verwendet.
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(3) Um die Menge der teuren Alkalimetallverbindung auf ein Minimum
zu halten und um Verluste des hitzebeständigen Materials durch Absplitterung zu
verhindern, wird das geschmolzene Eisengrundmetall kontinuierlich von einem Ende
des Gefäßes, in welchem das Frischen durchgeführt wird, zugeführt. Die Metallschmelze
fließt während des Frischens in das Innere des Gefäßes.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten
Verfahren in den vorstehend genannten Patentschriften. Diese bekannten Verfahren
betreffen ebenfalls das Frischen eines geschmolzenen Eisengrundmetalles unter Verwendung
einer Alkalimetallverbindung.
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Die deutschen Patentschriften 900 458 und 941 197, die britische Patentschrift
782
192 und die US-Patentschrift 2 147 a05 beschreiben jedoch lediglich das Frischen
von geschmolzenem Roheisen unter oxidierenden Bedingungen, wobei Na2C O3 verwendet
wird. Die Wiedergewinnung der Alkalimetallverbindung ist aus diesen Druckschriften
nicht bekannt.
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Gemäß der Erfindung kann man jedoch die Alkalimetallverbindung in
einer Form wiedergewinnen, welche es ermöglicht, daß die Alkalimetallverbindung
wieder beim Frischen verwendet werden kann. Die Alkalimetallverbindung wird dabei
aus Nebenprodukten, wie beispielsweise der Schlacke, verdampftem Material und dgl.,
welche während des Frischens entstehen, zurückgewonnen. Aus der französischen Patentschrift
1 489 570 ist es bekannt, beim Frischen von Roheisen Sodaasche und Natriumsulfat
als Oxidationsmittel zu verwenden. Die anfallende Schlacke wird als Dünger, Reinigungsmittel
oder Pellet-Bindemittel verwendet. Aus der Schlacke, welche einer geeigneten Behandlung
unterworfen wird, gewinnt man lediglich Na2S, welches in der Schlacke enthalten
ist, als Natriumsulfat zurück. Das Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich
vom Stand der Technik im wesentlichen dadurch, daß (1) die Alkalimetallverbindung,
welche beim Frischen verwendet worden ist, aus dem Abfallprodukt wiedergewonnen
wird und beim Frischen wieder verwendet werden kann. Auf diese Weise bleibt die
Alkalimetallverbindung in einem geschlossenen Kreislauf, sob ald sie einmal eingesetzt
ist. Ferner unterscheidet sich die Erfindung vom Stand der Technik noch dadurch,
daß (2) die Verbindung, welche zurückgewonnen wird, ein karbonathaltiges Salz ist.
Demzufolge ist bei der Erfindung ein geschlossener Kreislauf für die Alkalimetallverbindung
eine Voraussetzung. Wenn man daher ein Sulfatradikal, ein Nitratradikal, ein Hydrochloridradikal
als Anion verwendet, welches an das Alkalimetall gebunden ist, ist es unvermeidlich
für diese Radikale, daß sie im geschlossenen Kreislauf sich vermehren. Hieraus ergibt
sich die Schwierigkeit, daß beim Frischen nicht nur eine Verringerung der Ausbeute
an der wiedergewonneien
Alkalimetallverbindung verringert wird,
sondern auch die Abnutzung des hitzebeständigen Materials der Frischvorrichtung
erhöht wird.
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Bei der Erfindung werden die schadlosen Karbonatradikale und Hydroxidradikale,
welche durch thermische Zersetzung leicht in die Luft abgesetzt werden können, verwendet.
Die wertvollen Elemente in der Schlacke werden zurückgewonnen. Für das Frischen
wird die Alkalimetallverbindung zurückgewonnen und Phosphor wird in Form einer Kalziumverbindung,
welche eine große Wiederverwendungsmöglichke it besitzt, zurückgewonnen. Die Alkalimetallverbindung
durchläuft daher bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen geschlossenen
Kreislauf beim Frischen. In der Praxis kann das Frischen gemäß der Erfindung in
vorteilhafter Weise bei der Entphosphorung verwendet werden. Die Erfindung soll
daher im Zusammenhang mit der Entphosphorung noch näher erläutert werden. Bei der
Entphosphorung wird Phosphor, welches im Eisenausgangsmetall enthalten ist, oxidiert,
so daß man P205 erhält. Die Schlacke kann dabei das stark saure P205 enthalten.
Dieses geht - mit basischen Verbindungen, welche vom Zuschlag bzw. vom Schlackenbildner
zugegeben wird, eine Kombination ein. Auf diese Weise wird der Gehalt an Phosphor
in dem geschmolzenen E isengrundmetall erniedrigt.
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Anstelle von CaO, welches In herkömmlicher Weise verwendet wird, kann
bei der Erfindung eine Alkalimetallverbindung, welche mehr basisch ist als CaO verwendet
werden. Diese Alkalimetallverbindung wird verwendet, um das P205 als Alkalisalz
zu binden. Auf diese Weise kann man den Gehalt von Phosphor im geschmolzenen Eisengrundmetall
auf eine äußerst niedrige Höhe verringern. Als Alkalimetallverbindung, welche als
Zuschlag bzw. Schlackenbildner zugesetzt wird, eignet sich ein Alkalimetallkarbonat
enthaltendes Salz.
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Dieses kann Alkalimetallkarbonat oder Alkalimetallbikarbonat oder
eine Mischung bzw. einen Komplex hiervon enthalten. Beispielsweise
kann
man ein riatriumkarbonathaltiges Salz, welches billig ist und leicht in großen Mengen
erhalten werden kann, einzeln oder als Hauptkomponente mit einer anderen Alkalimetallverbindung,
beispielsweise in einem Hydroxid und dgl. verwendet werden. Zusätzlich kann auch
eine Verbindung und/oder eine Mischung (a) der Alkalimetallverbindung und (b) des
Oxids von Ca, Fe, Mn, Si oder Al und dgl. als Zuschlag verwendet werden. Diese Zusätze
werden jedoch anders als das Alkalimetallkarbonat enthaltende Salz in eine Menge
von nicht mehr als 50 % zugegeben. Es besteht sonst die Gefahr, daß die Ausbeute
bei der Zurückgewinnung der Alkalimetallverbindung aus dem Abfallprodukt des Frischens
verringert wird. Der Zuschlag wird in festem Zustand verwendet. Er kann jedoch auch
im geschmolzenen Zustand zugegeben werden, wenn es erforderlich ist.
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Da die Alkalimetallverbindung teurer ist als das CaO, welches in herkömmlicher
Weise verwendet wird, wird der Anteil der Alkalimetallverbindung, welche zugegeben
wird, so niedrig wie möglich gehalten.
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Um außerdem die Kosten bei der Zurückgewinnung der Alkalimetallverbindung
aus dem Abfallprodukt auf ein Minimum zu halten, ist es notwendig, die Menge des
ausfallenden Abfallproduktes so gering wie möglich zu halten und das Sammeln des
Abfallproduktes sorgfältig durchzuführen.
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Als Frischverfahren, welches sich am wirkungsvollsten erweist, ist
ein kontinuierliches Frischverfahren, bei dem ein geschlossenes Gefäß verwendet
wird, anzusehen.
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Die Alkalimetallverbindung kann bei hohen Temperaturen verdampfen
und demzufolge verdampfen 1/10 bis 1/2 des Zuschlages bei der normalen Frischtemperatur
des geschmolzenen Eisengrundmetalls, ohne daß eine wesentliche Teilnahme am Frischen
stattgefunden hat. Bei Durchführung der Erfindung kann man das verdampfte Material
als eines der Abfallprodukte beim Frischen sammeln. Dieses Material
enthält
keine anderen Verunreinigungen mehr. Ein großer Anteil des verdampften Materials,
welches im Innern des Gefäßes, in welchem das Frischen durchgeführt wird, entsteht,
wird im wesentlichen unter Verwendung einer Staubsammelmaschine, welche zum Frischgefäß
gehört, gesammelt. Das Gefäß, in welchem das Frischen durchgeführt wird, ist vom
geschlossenen Typ und enthält Trennwände, welche in das geschmolzene E isengrundmetall
eingetaucht sind. Das Innere des Gefäßes ist daher von der Atmosphäre abgeschlossen.
Der gesammelte pulverförmige Staub, welcher im wesentlichen aus dem verdampften
Material der Alkalimetallverbindung und Eisenoxid gewonnen wird, wird beim Frischen
als Schlackenbildnerkomponente wieder verwendet.
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Der Staub wird beispielsweise durch Granulation in eine Pellet- oder
Brikettform gebracht.
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Das hauptsächliche Abfallprodukt, welches beim Frischen unter Verwendung
der Alkalimetallverbindung ausfällt, ist die Schlacke. Die Schlacke enthält nach
dem Frischen eine große Anzahl von Verunreinigungen, welche aus dem geschmolzenen
E isengrundmetall entfernt worden sind. Die Schlacke kann daher beim Frischen so
wie sie ist im Unterschied zum verdampften Material nicht mehr verwenden werden.
Demzufolge ist es notwendig, die beim Frischen unerwünschten Komponenten wie P,
S, Si, O2 und dgl. zu entfernen. Aus der Schlacke werden auch solche Komponenten
entfernt, welche an der Reaktion beim Frischen nicht teilnehmen. Das Entfernen dieser
Komponenten erfordert einen großen Aufwand an Einrichtungen und große Wassermengen.
Diese verursachen im wesentlichen alle Kosten, welche man beider Zurückgewinnung
der Alkalimetallverbindung aus dem Abfallprodukt benötigt.
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Bei Durchführung der Erfindung hält man daher die Menge der entstehenden
Schlacke so gering wie möglich. Auf diese Weise lassen
sich die
Kosten bei der Zurückgewinnung der Alkalimetallverbindung aus der Schlacke so niedrig
wie möglich halten. Auch hierbei erweist sich das durchlaufende Frischverfahren
als vorteilhaft. Man gewinnt dabei einen hohen Wirkungsgrad bezüglich des Kontaktes
zwischen dem Metall und der Schlacke.
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Hierbei wird im einzelnen die Metallschmelze des Eisens kontinuierlich
von einem Ende des geschlossenen Frischgefäßes zugeführt. Der Zuschlag bzw. der
Schlackenbildner wird dann zugeführt, wenn das Metallbad oxidiert ist. Hierbei ergibt
sich ein Frischen im Gegenstrom oder mit dem Strom. Die Oxidation des Metallbades
kann unter Verwendung von wenigstens einem Mitglied der Gruppe, bestehend aus 02-Gas,Llitund
Eisenerz, durchgeführt werden. Diese können dabei nicht nur vom oberen Teil eingeblasen
werden, sondern auch von der Seite oder vom Boden des Frischgefäßes her.
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Das geschmolzene Eisengrundmetall, welches auf diese Weise gefrischt
wird, wird von der Schlacke getrennt. Die Schmelze kann dann so wie sie ist, oder
nachdem sie in einem Mischer gespeichert worden ist, in bekannter Weise in einen
Ofen zur Stahlerzeugung eingebracht werden.
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Die Schlacke, welche die Alkalimetallverbindung enthält, wird kontinuierlich
aus dem Gefäß, in welchem das Frischen durchgeführt worden ist, entfernt und einer
Weiterbehandlung zugeführt. Bei dieser Weiterbehandlung wird beachtet, daß die Schlacke
wasserlöslich ist und daß sie im wesentlichen zwei Gruppen von Elementen enthält.
Diese sind (a) die Elemente, welche hauptsächlich in die wässrige Lösung über gehen
und (b) solche Elemente, welche als unlöslicher Rückstand übrigbleiben. Es werden
daher geeignete Bearbeitungsschritte durchgeführt. Wertvolle Stoffe, wie die Alkalimetallverbindung
und dgl.
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werden aus der Schlacke rückgewonnen, und zwar in einer Form, daß
sie wieder beim Frischen verwendet werden können.
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Das Alkalimetall löst sich im wesentlichen zusammen mit Phosphor in
der wässrigen Lösung. Eisen und Mangan bleiben jedoch als unlöslicher Rückstand
übrig; Das Verhalten von Silizium und Schwefel liegt zwischen diesen beiden. Bei
der Rückgewinnung des Alkalimetalls aus der wässrigen Lösung werden auch Phosphor
und andere Verunreinigungen, welche in der wässrigen Lösung gelöst sind, zurückgewonnen.
Daraufhin wird die wässrige Lösung in der Weise chemisch behandelt, daß das Alkalimetall
als Verbindung zurückgewonnen wird.
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Auch ist es möglich, daß die wässrige Lösung in der Weise chemisch
behandelt wird, daß Phosphor und andere Verunreinigungen, welche in ihr gelöst sind,
nicht entfernt werden. Die Alkalimetallverbindung kann beispielsweise aus der Lösung
getrennt bzw. zurückgewonnen werden als Ausfällung eines alkalimetallkarbonathaltigen
Salzes. Dies kann beispielsweise durch Einblasen von CO2 in die wässrige Lösung
geschehen. Dieses Salz, welches Alkalimetallkarbonat enthält, kann so wie es ist
oder nach dem Kalzinieren oder nach dem Wiederschmelzen beim Frischen des geschmolzenen
Eisengrundgmetalls wieder verwendet werden. Vom unlöslichen Rückstand, welche Oxide
des Eisen, Mangan und Silizium als Hauptkomponenten enthält, kann der Schwefel,
falls erwünscht, entfernt werden. Daraufhin wird der Wassergehalt im Rückstand durch
Entwässerung oder Trocknung verringert, so daß man den Rückstand zu kleinen Kügelchen
formen kann, welche dann wieder in den Behälter, in welchem das Frischen durchgeführt
wird, eingebracht werden. Die Oxide des Eisens, Mangans werden aufgrund des Kohlenstoffs
im geschmolzenen Eisengrundmetall reduziert und als Metalle zurückgewonnen. Natrium
und Silizium gelangen in die Schlacke, welche zum Frischen beiträgt.
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In Verbindung mit den Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung im folgenden beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
eines Gefäßes vom geschlossenen Typ, in welchem das Frischen gemäß der Erfindung
durchgeführt werden kann; Fig. 2a, zeigen Ausführungsbeispiele von Kammern, welche
bei der 2b und 3a, 3b Entfernung von Silizium neben der Kammer, in welcher beim
Frischen die Entphosphorung und Entschwefelung durchgeführt wird, vorgesehen sind
und Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Kammer, in welcher die Trennung der Schlacke
und des Metalls ausgeführt wird.
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In der Figur 1 ist ein Gefäß dargestellt, in welchem das Frischen
gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann. Dieses Gefäß besitzt einen trogähnlichen
oder rinnenähnlichen Aufbau mit rechtwinkligem Querschnitt. Die Innenseite der Wände
sind mit einem hitzebeständigen Material beschichtet. Im Innern weist das Gefäß
eine geschlossene Frischkammer t auf. Zu beiden Seiten der Frischkammer 1 sind in
Längsrichtung bzw. in Fließrichtung zwei weitere getrennte Kammern vorgesehen. Eine
der getrennten Kammern besitzt einen Einlaß 2 für das geschmolzene Metall und die
andere Kammer besitzt einen Auslaß 3. Gefäßwände 4 trennen die Frischkammer 1 vom
Einlaß 2 und vom Auslaß 3. Die unteren Enden der Gefäßwände berühren den Boden des
Gefäßes nicht. Dazwischen sind Öffnungen freigegeben.
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Während des Frischens sind die unteren Enden der Gefäßwände 4 in das
geschmolzene Metallbad eingetaucht. Das Innere der Frischkammer 1 kann von der Außenluft
abgeschlossen werden und absolut dicht bzw. verschlossen gehalten werden. Hierbei
kann Schlacke 9 vom geschmolzenen
Metallbad 10 getrennt werden.
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Im oberen Teil des Gefäßes, in welchem das Frischen durchgeführt wird,
sind eine oder mehrere Öffnungen 5 vorgesehen, durch welche Zuschläge bzw. schlackenbildende
Mittel, wie beispielsweise die Alkalimetallverbindung, zugeführt werden können.
Auch ist ein Abzugsrohr 6 vorgesehen. Mit dem Abzugsrohr kann ein Staubsammler,
welcher nicht näher dargestellt ist, verbunden sein. Auf diese Weise kann man den
Rauch, welcher die während des Frischens austretende Alkalimetallverbindung enthält,
einfangen. In der Decke oder in den Seitenwänden oder im Boden des Gefäßes, in welchem
das Frischen durc hgeführt wird, sind eine oder mehrere Lanzen 7 angeordnet.
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Durch diese werden O2 oder N2 oder Luft eingeblasen. Hierdurch wird
das geschmolzene Metall oxidiert und zusammen mit der Schlacke umgerührt bzw. in
Bewegung versetzt. Auch ist es möglich, durch den Boden des Gefäßes ein inertes
Gas durch entsprechend ausgebildete poröse Vorrichtungen in das Gefäß einzublasen,
so daß hierdurch das Metall zusammen mit der Schlacke ebenfalls in Bewegung versetzt
werden kann.
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An einer bestimmten Stelle in der Seitenwand des Gefäßes ist eine
Abstichöffnung 8 vorgesehen. Durch diese kann die Schlacke entfernt werden. Das
Frischen kann im Innern des Gefäßes im Gegenstrom durchgeführt werden. Hierbei fließt
das geschmolzene Eisengrundmetall in Gegenrichtung zur Schlacke. Das Frischen ist
hierbei wirkungsvoller als bei gleicher Strömung bzw. Fließrichtung. Der Fluß der
Schlacke kann in vorteilhafter Weise auch im rechten Winkel zur Fließrichtung des
geschmolzenen Metalles ausgerichtet sein. Die Fließrichtung des Metalles ist bei
der dargestellten Vorrichtung in der Fig. 1 von rechts nach links. Daher ist die
Offnung 5, durch welche der Zuschlag und dgl. eingebracht wird, in der oberen Wand
am flußabwärts gerichteten Ende des Gefäßes angeordnet. Die Abstichöffnung
8
zur Entfernung der Schlacke ist in der Nähe des flußaufwärts liegenden Endes des
Gefäßes vorgesehen. Die Abstichöffnung 8 ist in bevorzugter Weise so vorgesehen,
daß die untere Kante etwa 5 cm höher liegt als die Oberfläche der Metallschmelze.
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Weitere Ausführungsbeispiele von Gefäßen, in welchen das Frischen
durchgeführt werden kann, sind in den Figuren 2a, b und 3a, b dargestellt.
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In diesen Gefäßen kann die Entphosphorung und die Entschwefelung mit
Hilfe der Alkalimetallkomponente wirkungsvoll durchgeführt werden. Durch Oxidation
wird zunächst das in der Metallschmelze enthaltene Silizium vor der Entphosphorung
und Entschwefelung entfernt, in der Weise, daß der Gehalt an Silizium in der Metallschmelze
auf einen geeigneten Wert eingestellt wird.
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Im allgemeinen wird beim Frischen von geschmolzenem Eisengrundmetall
bei oxidierenden Bedingungen beim Vorhandensein von Silizium und Phosphor lediglich
das Silizium zunächst getrennt oxidiert, so daß eine Schlacke entsteht und die Oxidation
des Phosphors verhindert wird, wenn der Gehalt an Silizium bedeutend größer ist
als der des Phosphors.
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Wenn andererseits der Gehalt an Silizium ziemlich niedrig ist, ist
die Menge des SiO2, welches erzeugt wird, gering. Das Siliziumdioxid wirkt jedoch
in der Weise, daß die Alkalimetallverbindung in der Schlacke in stabiler Form vorhanden
ist. Wenn daher die Menge des Siliziumdioxids gering ist, wird die E ntphosphorung
gestört.
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Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß der Gehalt an Silizium auf einen
bestimmten Wert vor der Entphosphorung eingestellt werden muß, damit die Entphosphorung
wirkungsvoll durchgeführt werden kann. Ein bevorzugter Anteil an Silizium ist 0,10
bis 0,40% und bevorzugt
0,15 bis 0,30 %. Diese Werte sind insbesondere
von Vorteil, wenn ein Gehalt an Phosphor im geschmolzenen Eisengrundmetall von 0,
08 bis 0,20 % vorhanden ist. Das Gefäß zur Durchführung des Frischens, wie es in
den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, ist in zwei Kammern durch eine Trennwand 4'
aufgeteilt. Es entsteht hierdurch eine Kammer 1' für die- Entfernung des Siliziums,
wobei diese Kammer stromaufwärts in der Metallschmelze vorgesehen ist. Stromabwärts
ist eine Kammer 1 vorgesehen, in welcher die Entphosphorung und Entschwefelung beim
Frischen durchgeführt wird. Diese beiden Kammern sind unterhalb der Trennwand miteinander
verbunden. Die Schlacke aif dem Metallbad ist jedoch durch die Trennwand ebenfalls
getrennt. Es ist nicht notwendig, daß die Breite des Metallbades in der Kammer 1',
in welcher die Entfernung des Silizium durchgeführt wird, die gleiche ist wie die
Breite der Kammer 1, in welcher das Frischen durchgeführt wird. In vorteilhafter
Weise ist die Breite der Kammer 1', in welcher die Ertfernung des Siliziums durchgeführt
wird, größer als die Breite der Kammer 1, in welcher das Frischen durchgeführt wird.
Dies ist durch strichlierte Linien 11 in der Fig. 2a dargestellt. Auf diese Weise
kann man die Verweilzeit in der vorherigen Kammer festlegen. Für den Fall, daß die
zu entfernende Siliziummenge groß ist, ergibt sich ein beträchtliches Anwachsen
der Temperatur des Metallbades in dieser Kammer. Es ist daher notwendig, ein Kühlmittel
in diese Kammer einzublasen, damit das Metallbad abgekühlt wird. Um eine Schockwirkung,
welche durch das in die Kammer eingeblasene Kühlmittel ausgewirkt werden kann, zu
vermeiden, ist es manchmal notwendig, die Tiefe des Metallbades in der Kammer, in
welcher die Entfernung des Siliziums durchgeführt wird, größer zu bemessen als die
Tiefe der Kammer, in welcher das Frischen durchgeführt wird. In diesem Fall ist
es von Vorteil, den Boden 12 der Kammer, in welcher die Entfernung des Siliziums
durchgeführt wird, auf eine Höhe 5' zu erniedrigen, wie es in Fig.2b
dargestellt
ist. Man erhält dann im allgemeinen eine Gesamttiefe des Bades von 50 cm oder mehr.
In der Seitenwand der Kammer 1', in welcher die Entfernung des Siliziums durchgeführt
wird, sind über der Oberfläche 10' der Metallschmelze ein oder mehrere Öffnungen
8 zum Entfernen der Schlacke vorgesehen. Es sind ferner eine oder mehrere Öffnungen
14 und 15 in der Decke der Seitenwand oder dem Boden der Kammer vorgesehen. Durch
diese Öffnungen kann ein Zuschlag oder Schlackenbildner, wie beispielsweise CaO
oder auch ein Kühlmittel oder Schrott und dgl. zugeführt werden. Auch kann durch
diese Öffnungen bei der Entfernung des Siliziums Sauerstoff eingeblasen werden.
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Die Größe der Kammer, in welcher das Silizium entfernt wird, hängt
von der Menge des Siliziums ab, welches entfernt werden soll. Auch hängt es von
der Menge der zu behandelnden Metallschmelze ab. Die Menge des Siliziums, welches
entfernt werden soll, kann beispielsweise durch die Differenz zwischen dem Gehalt
(%) des Siliziums in der eingebrachten Metallschmelze und der Menge (%) des Siliziums,
welches beim Frischen in der Frischkammer erwünscht ist, bestimmt sein.
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Die Menge des Siliziums, welches beim Frischen in bevorzugter Weise
vorhanden sein soll, beträgt 0,1 % bis 0,4 % .
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Es hat sich herausgestellt, daß man ein optimales Ergebnis dann erhält,
wenn die Verweilzeit der Metallschmelze in der Kammer, in welcher die Entfernung
des Siliziums durchgeführt wird, 0,5 bis 3, 5 Minuten pro 0,1 % an zu entfernendem
Silizium beträgt. Wenn man diese Zeit kürzer bemißt, muß man eine erhöhte Sauerstoffmenge
zuführen. Dies führt jedoch zu einer beträchtlichen Verfestigung des Metalls. Auch
muß dann die Anzahl der Lanzen erhöht werden. Außerdem muß noch die Länge der Kammer,
in welcher die Entfernung des Siliziums durchgeführt wird, vergrößert werden. Dies
bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand an Einrichtungen und hitzebeständigem
Material.
Wenn man andererseits jedoch die Verweilzeit zu lange
bemißt, muß man die Abmessungen der Kammer, in welcher die Entfernung des Silziums
durchgeführt wird, vergrößern, was ebenfalls zu unerwünschten Ergebnissen führt.
Um die Entfernung des Siliziums in der Kammer vollständig durchführen zu können,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ungelöschten Kalk zuzugeben. Auf diese Weise
wird die Viskosität der Schlacke veringert. Die Menge des zuzugebenden ungelöschten
Kalks kann durch die Formel der Basizität der Schlacke CaO/SiO2 = 0,7 - 1,0 bestimmt
werden.
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Der erwünschte Effekt des Frischens kann bei Verwendung eines Gefäßes
wie es beschrieben worden ist, schon fast erzielt werden.
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Es ergibt sich jedoch noch eine Schwerigkeit bezüglich der Trennung
der Schlacke von der Metallschmelze nach dem Frischen. Bei dem Gefäß zur Durchführung
des Frischens, welches im vorstehenden be -schrieben worden ist, wird die Schlacke
lediglich durch eine Trennwand 4 von dem Metallbad, welches sich stromab befindet,
getrennt.
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Dies ist in Fig. 1 dargestellt. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der
Entfernung der Schlacke aus dem Bad führen. Bei nur unvollständiger Trennung der
Schlacke vom Metall entsteht die Gefahr, daß Verunreinigungen, wie beispielsweise
Phosphor, Schwefel und dgl., welche in der Schlacke enthalten sind, wieder in die
Metallschmelze beim nächsten Verfahrensschritt eindringen können. Auch besteht die
Gefahr, daß die alkalihaltige Schlacke das hitzebeständige Material im nächsten
Verfahrensschritt, in welchem die Alkalimetallverbindung beim Frischen verwendet
wird, beeinträchtigt.
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Bei dem Gefäß zur Durchführung des Frischens, welches in der Fig.
4 dargestellt ist, sind diese SchwIerigkeiten behoben. In dieser Figur ist eine
Kammer 1 zur Durchführung des Frischens dargestellt. Ein Auslaß bzw. eine Abstichöffnung
3 dient zum Ablassen der Metallschmelze, welche beispielsweise Roheisen sein kann.
Eine Trennwand
4 ist im Innern der Kamms 1 in der Nähe des stromabwärts
gerichtetenEndes der Kammer vorgesehen. Eine Schlackentrennkammer 1' zu ist zwischen
der Trennwand 4 und der Abstichöffnung 3 vorgesehen. Eine Schlackenentnahmeöffnung
8 ist in der Schlackentrennkammer 1'' an einer geeigneten Stelle vorgesehen. Die
Schlackentrennkammer 1" kann als Raum, welcher an der Gefäßwand 4 angrenzt, im Gefäß
vorgesehen sein. Die Form des Bades innerhalb der Schlackentrennkammer 1" ändert
sich mit dem spezifischen Gewicht und den Eigenschaften der Schlacke,,welche beim
Frischen verwendet wird.
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Die Schlackentrenukammer ist so bemessen, daß die Verweilzeit der
Metallschmelze in dieser Kammer 0, 5 - 3 Minuten beträgt.
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Im Hinblick auf das hitzebeständige Material ist es erwünscht, daß
wenigstens ein Teil des mit der geschmolzenen Schlacke in Berührung stehenden Materials
ein dichtes Material mit niedriger Porosität ist, so daß eine Abnützung und ein
Schmelzen vermieden wird. Geeignet sind beispielsweise elektrisch gegossene Ziegel
aus Tonerde, Magnesia und dgl.
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Das hitzebeständige Material mit hoher Dichte ist im allgemeinen teuer.
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Um die notwendige Menge so gering wie möglich zu halten, ist es notwendig,
den wirkungsvollen Bereich des Gefäßes, in welchem das Frischen durchgeführt wird,
so klein wie möglich zu halten. Wenn der wirkungsvolle Bereich des Gefäßes verringert
wird, muß jedoch die Menge des Zuschlages bzw. der schlackenbildenden Mittel erhöht
werden, um eine vorbestimmte Wirkung beim Frischen zu erhalten. Um eine Verringerung
der Kostensumme für das hitzebeständige Material und für den Zuschlag zu erhalten,
ist es von Vorteil, das Verhältnis des effektiven 2 Bereiches, gemessen in m (Länge
x Breite des Gefäßes),zu dem Fluß der Metallschmelze (t/min) auf 4 - 10 und in bevorzugter
Weise auf 5 - 7 zu bemessen.
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Die Hauptfaktoren, welche einen Einfluß auf das Ergebnis beim Frischen
haben, sind die Temperatur und die Menge des Alkalimetallkarbonat enthaltenden Salze,
welche zugegeben werden. In bevorzugter Weise wählt man die Temperatur beim Frischen
auch nicht höher als 15000 C bei der Entphosphorung und Entschwefelung. Wenn man
die Temperatur unter 15000 C bemißt, ist die Menge der verdampften Alkalimetallver
-bindung und die Abnutzung bzw. der Schmelzverlust des hitzebeständigen Materials
gering. Um dies zu erreichen, kann man Schrott oder Eisenoxide zugeben, so daß eine
Temperatursteuerung erzielt wird.
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Die Menge des zuzugebenden Salzes, welche das Alkalimetallkarbonat
enthält, kann durch die folgende Beziehung ermittelt werden. In bevorzugter Weise
ist das Verhältnis der Menge (Mol) des Alkalimetalloxids im Alkalimetallkarbonat
enthaltenden Salz zu der Menge (Mol) des SiO2 und P205, welches durch Oxidation
während des Frischens im Gefäß beseitigt wird, auf 2 - 7 bemessen. Ein bevorzugter
Bereich des Verhältnisses ist 3 - 4. Die Wirkung des Frischens ist dabei groß, während
der Verlust an verdampftem Alkalimetall, wie erwünscht, geringst.
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Das Molverhältnis von Alkalimetalloxid zu (SiO2 + P2O5) = 2 - 7.
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Wenn als geschmolzenes Eisengrundmetall geschmolzenes Roheisen unter
oxidierenden Bedingungen gefrischt wird und wenn Natriumkarbonat oder Soda-Asche
autrund der geringen Kosten verwendet werden und das Frischverfahren gemäß der Erfindung
durchgeführt wird, kann man eine Schlacke erhalten mit einer Zusammensetzung von
10 - 60 % Na, 1-15 Si, 0, 5 - 22 t5 P und 0,1 - 2 % S. Diese Schlacke hat glasartige
Eigenschaften und ist im wesentlichen unbrechbar. Sie kann im geschmolzenen Zustand
auf einer gekühlten Metallplatte aus dem Gefäß, in welchem das Frischen durchgeführt
wird, fließen, so daß sie rasch in Form einer dünnen Platte gekühlt werden kann.
Es ist dann möglich, die Schlakke leicht zu brechen. An die Metallplatte, über welche
die geschmolzene
Schlacke geführt wird, kann man in einfacher Weise
ein Kühlmittel anschließen und diese Platte auf einer Temperatur von nicht mehr
als 300° C halten. Die Schlacke kann dann mechanisch in Stücke mit einer 2 2 Größe
von 30 mm - 100 mm während des Kühlens verkleinert werden.
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Die verkleinerte Schlacke wird dann in einem Fülltrichter aufbewahrt.
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Diese Schlacke besitzt hygroskopische Eigenschaften, so daß man einen
geschlossenen Fülltrichter vorteilhafterweise verwendet. Die kleinen Schlackenstücke,
welche zu gegebener Zeit aus dem Fülltrichter entnommen werden, werden in eine nasse
Zerkleinerungseinrichtung, beispielsweise eine Kugelmühle oder dgl., geliefert.
In dieser werden die Schlakkenstücke in noch feinere Stücke zerkleinert und in Wasser
gelöst. Auf diese Weise erhält man eine wasserlösliche Komponente und eine Aufschlämmung
mit unlöslichen Rückständen in suspendierter Form.
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Das Wasser, welches man zum Lösen der Schlacke verwendet, braucht
nicht unbedingt gewöhnliches Wasser zu sein, welches man normalerweise in der Industrie
verwendet. Es kann auch ein natriumhaltiges Wasser sein, beispielsweise ein Wasser,
welches zum Staubsammeln und zum Sammeln des verdampften Materials, welches beim
Frischen in der Gefäßinnenseite austritt, verwendet wird. Ein derartiges natriumhaltiges
Wasser wird normalerweise von einem Staubsammler vom nassen Typ verwendet. In bevorzugter
Weise kann man ein Wasser verwenden, welches zur Rückgewinnung von Na als karbonathaltiges
Salz im letzten Schritt zurückgewonnen wird. Dies kann dann zur Lösung der Schlacke
in den Kreislauf zurückgebracht werden. Dieses in den Kreislauf zurückgebrachte
Wasser enthält 1 - 20 % natriumkarbonathaltiges Salz. Wenn es in einem Verhältnis
von zweifach bis zwanzigfach, insbesondere dreifach bis zehnfach, bezogen auf die
Gewichtsmenge der Schlacke zur gelösten Schlacke, verwendet wird, werden 80 % des
Na und P in die wäßrige Lösung extrahiert. Das Silizium geht dabei
als
wasserlösliche Kieselsäure in einem größeren Verhältnis in die wäßrige Lösung ein,
wenn der pH-Wert der Lösung hoch ist. Wenn jedoch der pH-Wert der Lösung 12 oder
weniger beträgt, schlägt sich ein größerer Teil des Siliziums als unlösliche Kieselsäure
nieder. Diese kann dann aus der Lösung getrennt werden. Der pH-Wert der Lösung hängt
vom Verhältnis der Schlacke zur Lösung und der Art bzw. Konzentration des karbonathaltigen
Salzes in der Lösung ab. Es ist möglich, die Menge des niedergeschlagenen Siliziums
zu vergrößern, indem man eine schwach saure Substanz, wie beispielsweise Kohlendioxid
und dgl., zugibt, um den pH-Wert einzustellen. Wenn man den Wert von pH geringer
wählt, wird der Niederschlag des Siliziums besser. Es ist jedoch unerwünscht, daß
der pH-Wert auf 9 oder geringer fällt, da sich dann auch Na nieder -schlägt. Das
Verhalten von Schwefel in der Lösung kann mit dem ph-Wert oder den Oxidationsbedingungen
in der Lösung sich ändern.
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Wenn ein Oxidationsmittel, wie beispielsweise Luft oder Sauerstoff
und dgl., der wäßrigen Lösung im pH- Bereich von 12 - 9, in welchem es möglich ist,
einen größeren Teil des Siliziums niederzuschlagen, zugegeben wird, bleiben etwa
70 % des Schwefels unlöslich und schlagen sich nieder. Das niedergeschlagene Silizium
und der niedergeschlagene Schwefel können aus der wäßrigen Lösung einzeln oder in
Kombination ausgefiltert werden. Zum Ausfiltern benötigt man jedoch eine ziemlich
lange Zeit, da das niedergeschlagene Material extrem fein ist. Die Ausfilterung
kann dadurch vereinfacht werden, daß man den pH-Wert auf die Aufschlämmungsbedingungen
einstellt, bei welchen die unlöslichen Rückstände mitvorhanden sind. Dieser Lösung
wird dann ein Oxidationsmittel zugegeben und daraufhin werden das niedergeschlagene
Silizium und der niedergeschlagene Schwefel zusammen mit den unlöslichen Rückständen
ausgefiltert. Wenn das niedergeschlagene Silizium,der niedergeschlagene Schwefel
und die unlöslichen Rückstände aus dem Schlackenbrei bzw.
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der Aufschlämmung der Schlacke getrennt sind, erhält man eine wäßrige
Lösung, in welcher ein größerer Teil an Na und P und ein geringerer
Teil
von Si und S vorhanden sind. Wenn man eine Erdalkalimetallverbindung in vorteilhafter
Weise Ca (OH)2 dieser wäßrigen Lösung zugibt, fällt P als Calziumphosphat, welches
entfernt werden kann, aus. Wenn die Temperatur der Lösung auf 200C - 800 C eingestellt
wird una Ca (OH)2 als 1 - 1, 2 -Äquivalent zu P der Lösung, insbesondere als Kalkmilch,
zugegeben wird, können mehr als 80 % des Phosphors entfernt werden. Das niedergeschlagene
Calziumphosphat besitzt eine hohe Qualität und enthält im wesentlichen kein Silizium
oder eine Überschußmenge an Ca (OH)2 und dgl. Demzufolge kann das Calziumphosphat
als Dünger und dgl. verwendet werden.
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Aufgrund der vorbeschriebenen Verfahrens schritte können wenigstens
80 % des Siliziums und Phosphors und wenigstens 70 % des Schwefels in der wäßrigen
Lösung abgetrennt und beseitigt werden.
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Da die Lösung, aus welcher die niedergeschlagenen S, Si und P ausgefiltert
sind, eine riatriumhaltige Lösung mit geringen Verunreinigungen ist, kann sie in
einen Reaktor für die Karbonisierung eingeleitet werden. Dort wird die Lösung mit
Cm2 Gas in Berührung gebracht, so daß ein Na als n atriumkarbonathaltiges Salz niedergeschlagen
wird. Es handelt sich hier beispielsweise um NaHCO3 oder Na2CO3. Die Faktoren, welche
auf die Rückgewinnung des karbonathaltigen Salzes einen Einfluß haben, sind die
Temperatur der Lösung und die Natriumkonzentration. Die Wirksamkeit der Rückgewinnung
kann erhöht werden, wenn man die Temperatur der Lösung niedrig hält oder wenn man
die Na-Konzentration höher bemißt. Um den Wirkungsgrad bei der Rückgewinnung zu
erhöhen, ist es von Vorteil, die Natriumkonzentration zu erhöhen, indem man einen
Teil der Lösung vor dem Zugeben von CO2 verdampft.
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Das niedergeschlagene Natriumkarbonat enthaltende Salz kann auf her
-kömmliche Weise ausgefiltert werden, oder es kann durch Verdampfen der Lösung und
durch Trocknung abgetrennt werden.
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Es ist nicht immer notwendig, die vorstehenden Verfahrensschritte
in der angegebenen Weise durchzuführen. Beispielsweise ist es möglich, Silizium
niederzuschlagen, indem man den pH-Wert nach dem Niederschlagen des Phosphors einstellt
und diese beiden Stoffe gleichzeitig ausfiltert. Hierdurch kann eine Verbesserung
der Filterfähigkeit erzielt werden. Auch ist es möglich, den Phosphor nach dem Niederschlagen
des Natriums aus der Lösung zu trennen.
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Die Lösung, aus welchem das natriumkarbonathaltige Salz ausgefiltert
ist, kann in das Verfahten des Auflösens der Schlacke oder in das Verfahren zur
Karbonisierung zurückgebracht werden, so daß diese Lösung in einen Kreislauf zurückgeführt
wird. Wenn die Lösung in den Kreislauf zurückgeführt wird, konzentrieren sich einige
Verunreinigungen bzw.
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wertvolle Elemente, wie beispielsweise Vanadium, Wolfram und dgl.
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Unter diesen kann konzentrierter Schwefel beim Frischen zu Schwierigkeiten
führen. Deshalb kann man in vorteilhafter Weise einen Teil des im Kreislauf befindlichen
Wassers aus dem Kreislaufsystem herausnehmen und neues Wasser zuführen, damit der
Schwefelgehalt in der Lösung verdünnt wird. Auch ist es möglich, den Schwefel zu
entfernen. Hierzu verwendet man beispielsweise ein Elektrolyseverfahren unter Verwendung
einer Ionenaustauschmembran. Ein Teil des im Kreislauf befindlichen Wassers wird
hierzu dem Ionenaustauscher zugeführt. Auch kann man einen Teil des im Kreislauf
geführten Wassers zur Entfernung des Schwefels einem Brennverfahren unterziehen.
Auf diese Weise ist es möglich, den Schwefelgehalt im im Kreislauf geführten Wasser
auf einer geringen Höhe zu halten. Beim getauchten Brennverfähren unter reduzierenden
Bedingungen verwendet man etwa 10 % des im Kreislauf geführten
Wassers
und Propangas und dgl. als Brennmittel. Das Verhältnis von Brennmittel zu Luft beträgt
etwa 0, 6 - 0,8. Auf diese Weise kann man die Konzentration der Verunreinigungen
in der Lösung verringern.
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Das natriumkarbonathaltige Salz wird dabei ausgefiltert. Es ist möglich,
ein natriumkarbonathaltiges Salz mit einem nur geringen Anteil an Verunreinigungen
ständig dadurch zurückzugewinnen, daß man eine vollständige Dehydratation, beispielsweise
mit einer Vakuumdehydratationsvor -richtung durchführt. Der Anteil an Phosphor und
Schwefel im auf diese Weise zurückgewonnenen natriumkarbonathaltigen Salz beträgt
nicht mehr als 1 %. Es hat sich herausgestellt, daß das Ergebnis des Frischens nicht
beeinträchtigt wird, selbst wenn man die Gesamtmenge dieser Verunreinigungen verwendet.
Die wertvollen Elemente, wie beispielsweise Vanadium, Wolfram und dgl., welche ebenfalls
im im Kreislauf befindlichen Wasser vorhanden sind, können ebenfalls durch eine
geeignete Behandlung zurückgewonnen werden.
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Das Gewicht des ausgefilterten Rückstandes setzt sich zusammen aus
(a) un«oslichen Komponente aus beispielsweise Eisen, Mangan, Silizium und dgl.,
welche beim Lösen der Schlacke im Wasser entsteht und (b) dem niedergeschlagenen
Silizium und Schwefel. Dieser ausgefilterte Rückstand beträgt 30 - 50 % des Gewichtes
der Schlacke. Demzufolge ist es notwendig, vom ausgefilterten Rückstand Gebrauch
zu machen. In einer konzentrierten Aufschlämmung dieses Rückstandes sind feines
Eisenoxid und unlösliche Silikate und dgl. enthalten. Es ist daher äußerst schwierig,
die Filterung und die Entwässerung durchzuführen. 40 - 50 % Wasser verbleiben daher,
selbst wenn man ein Filterpreßverfahren unter Verwendung von hohem Druck durchführt.
Außerdem ist es nicht zu vermeiden, daß 5 - 25 % Na im ausgefilterten Rückstand
zurückbleiben.
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Dies geht andererseits wieder in die wäßrige Lösung über. Man kann
zwar den Rückstand einer chemischen Behandlung unterziehen in der Weise, daß Eisen,
Mangan, Natrium oder andere wertvolle Elemente
einzeln zurückgewonnen
werden, jedoch ist dies wegen der hohen Kosten nicht ratsam. Die am wenigsten aufwendige
Zurückgewinnung besteht darin, daß man den Schwefel im Rückstand durch Verwendung
eines bekannten Lösungsmittels beseitigt und, falls notwendig, eine Entwässerung
des Rückstandes mit oder ohne anschließender Trocknung durchführt und denselben
wieder in das Gefäß, in welchem das Frischen durchgeführt wird, einbringt. Auf diese
Weise werden Eisen und Mangan im Metall zurückgewonnen und Silizium und Natrium
werden in der Schlacke zurückgewonnen. Da der Gehalt an Phosphor und Schwefel in
den Verunreinigungen äußerst gering ist, entstehen keinerlei Schwierigkeiten, wenn
der Rückstand wieder in das Frischverfahren eingebracht wird. Der Gehalt an Silizium
steigert sich jedoch allmählich in der Schlacke während des Kreislaufes bis zu einem
solchen Wert, der für das Frisch verfahren nicht mehr zuträglich ist. Um eine Erhöhung
der Konzentration des Siliziums in der Schlacke zu verhindern, genügt es,beim Frischen
ein geschmolzenes Eisengrundmetall aus einer Eisenlegierung mit einem niedrigen
Siliziumgehalt zu verwenden. Beispielsweise kann der Siliziumgehalt in der Schmelze
in einem Hochofen oder durch ein anderes Verfahren verringert werden.Auch ist es
von Vorteil, wenn man das Frischen in einem Gefäß durchführt, welches eine getrennte
Kammer aufweist, in welcher eine Entfernung des Siliziums durchgeführt werden kann.
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Bei Durchführung der vorstehend geschilderten- Rückgewinnungs schritte
kann ein größerer Teil der Schlacke in einen Zustand gebracht werden, welcher für
die Wiederverwendung beim Frischen geeignet ist. Das bedeutet, daß bei der Durchführung
der Erfindung die Alkalimetallverbindung aus den Abfallprodukten, welche die Schlacke
enthält, und dem verdampften Material wiedergewonnen wird. Die wiedergewonnene Verbindung
wird beim Frischen als Zuschlag bzw. als Schlackenbildner wieder verwendet. Die
Verfahrensschritte werden wiederholt und die äußerst geringen Mengen, welche während
der Rückgewinnungsschritte verlorengehen,
werden von außen her
ergänzt. Die wiederholte Durchführung der einzelnen Schritte macht es möglich, daß
die Alkalimetallverbindung im wesentlichen vollständig rückgeführt werden kann.
Hierbei werden gleichzeitig Schwierigkeiten, welche aus hohen Kosten und großem
Aufwand entstehen, sowie Schwierigkeiten bezüglich der Umweltverschmutzung durch
zu deponierende Abfallprodukte beseitigt. Derartige Schwierigkeiten haben sich jedoch
bisher beim Frischen ergeben, wenn eine Alkalimetallverbindung verwendet worden
ist.
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Beispiele der Erfindung werden im folgenden noch beschrieben.
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Beispiel 1 In ein trogähnliches Gefäß von geschlossenem Typ zur Durchführung
des Frischverfahrens wird mit einer Zufunrgeschwindigkeit von 30 T/H (Tonnen/Stunde)
geschmolzenes Roheisen kontinuierlich zugeführt. Die Badabmessungen betragen 300
mm(in der Breite)x 300 mm(in der Tiefe) x 13 000 mm(in der Länge).
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Das Gefäß besitzt eine Kammer zur Entfernung des Siliziums mit einer
Länge von 1 500 mm im oberen Teil,in Fließrichtung der Metallschmelze gesehen. Ferner
besitzt das Gefäß zur Durchführung des Frischens eine Kammer zur Entphosphorung
und Ents'chwefelung von 10 000 mm Länge und eine Schlackentrennkammer von 1 500
mm Länge. Letztere schließen sich in Stromrichtung gesehen stromabwärts an. Die
einzelnen Kammern sind durch Trennwände voneinander getrennt. Das Verhältnis des
wirkungsvollen Bereiches (m2) der Entphosphorungs- und Entschwefelungskammer zur
Einheitsmenge (Tonne/Minute) des behandelten geschmolzenenRoheisensbeträgt6, 0.
Das hitzebeständige Material, welches zur Auskleidung der Innenwände des Gefäßes
zur Durchführung des Frischens
verwendet wird, ist ein System mit
hohem Tonerdegehalt, welches 94, 8 q6 von A1203 und 5,2 % Verunreinigungen, welche
hauptsächlich SiO2 sind, aufweist.
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In der Kammer, in welcher das Silizium entfernt wird, ist die Menge
von O2 und CaO, welche zugeführt werden, in Abhängigkeit vom Silizium gehalt im
geschmolzenen Roheisen eingestellt, so daß der Gehalt an Silizium am Auslaß der
Kammer, in welcher die Entfernung des Siliziums durchgeführt wird, und die Fließfähigkeit
der ausgelieferten Schlacke entsprechend eingestellt sind. Während die Temperatur
im Innern der Kammer, in welcher das Silizium entfernt wird, ständig gemessen wird,
werden kleine Schrottklumpen zugegeben, so daß die Auslaßtemperatur dieser Kammer
etwa 1440° C beträgt.
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In die Kammer zur Entfernung des Siliziums und in die Entphosphorungskammer
wird das Natriumkarbonat in herkömmlichem Maße in Brikettform zugegeben. Dies erfolgt
durch eine Einlaßöffnung für den Zuschlag, welcher in der Decke des Gefäßes auf
der stromabwärts gelegenen Seite in Fließrichtung des geschmolzenen Roheisens liegt.
Die zugegebene Menge ist so bemessen, daß die Menge des Na2O (Mol) das Vierfache
der Summe (Mol) von SiO2 und P2O5, welche beseitigt werden sollen, ist.
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Sauerstoffgas wird in die Kammer von oben her durch Lanzen eingeblasen.
Diese Lanzen sind in der Decke des Gefäßes vorgesehen. Auf diese Weise wird das
Frischen bei oxidierenden Bedingungen durchgeführt. Es sind vier Lanzen für das
Einblasen von Sauerstoff in Reihe entlang der Längsrichtung der Entphosphorungs
- und Entschwefelungskammer ange -ordnet. Die Lanzen weisen voneinander Abstände
von jeweils 1 000 mm auf. Sie sind stromaufwärts gegen den Fluß des geschmolzenen
Roheisens gerichtet. Der Neigungswinkel beträgt 30° gegenüber der Vertikalen.
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In jeder Lanzendüse sind drei Öffnungen vorgesehen. Es werden insgesamt
450 Nm3/Stunde an Sauerstoff aus den vier Lanzen zugeführt. Die Temperatur des geschmolzenen
Roheisen wird am Auslaß der Entphosphorungs- und Entschwefelungskammer auf 14500
C oder darunter durch
Zugabe von Eisenerz gehalten. Die Temperatur
wird dabei fortlaufend gemessen. Das geschmolzene Roheisen wird nach dem Frischen
von der Schlacke befreit und aus dem Gefäß, in welchem das Frischen durchgeführt
worden ist, in eine Mischeinrichtung eingefüllt. Die folgende Tabelle zeigt die
Änderung der Zusammensetzung des geschmolzenen Roheisens vor und nach dem Frischen
nach einem bestimmten Zeitablauf, wobei stabile Zustände gemessen sind: TABELLE
| Zeit Stelle der Proben- Zusammensetzung (%) Tempe- |
| entnahme C Si Mn P S ratur |
| Einlaßöffnung zur |
| Zuführung der Roh- 0 |
| eisenschmelze (a) 4.2 0. 61 0.42 0.120 0.041 1280 C |
| Auslaß der Kammer |
| zur Siliziumentfçr- |
| O nung (b) 4.0 0.18 0.31 0.100 0.040 1360° C |
| 0 |
| Auslaß der Entphos |
| phorungs- und Ent- |
| schwefelungskam- |
| mer (c) 3.6 0,07 0.20 0.035 0.008 1450° C |
| 100 Std (a) 4.3 0.55 0.45 0.122 0.041 1290° C |
| (b) .0 0.20 0.33 0.095 0.038 13500 C |
| (c) 3 .5 0.06 0. l9 0.032 0.009 14300 C |
Beispiel 2 Die Roheisenschmelze, welche nach dem Verfahren gemäß
Beispiel 1 gefrischt worden ist, wird aus dem Mischer genommen und in einem 25 t-Sauerstoffkonverter
gefrischt. Die Frischbedingungen und das Ergebnis des Frischens in diesem Konverter
sind im folgenden gezeigt.
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(A) Zusammensetzung der geschmolzenen Roheisencharge: C Si Mn P S
3.4/3.6 0.05/0.08 0.18/0.22 0.025/0.035 0.008/0.014 Temperatur: 13300C/13600 C (B)
Menge des geschmolzenen Roheisens: 22.5 to 25.0 T/Charge (C) Schrottmenge: 0 to
2.5 T/Charge (D) Menge des CaO pro Charge: 1.0 to 10.0 kg/T Roheisenschmelze (E)
Geschwindigkeit des eingeblasenen Sauerstoffs: 5000 Nm3/H (Fj Düse: Drei Öffnungen
(G)
Zusammensetzung des Stahls beim Abschalten (%) C Si Mn P S (1) o. 05 - 0. 16 0.015
0.009 (2) 0.09 - 0.18 0.009 0.007 (3) 0.28 - 0.19 0.311 0.009 (4) 0.50 - 0.18 0.013
0.008 Beispiel 3 Es werden verschiedene Roheisenschmelzen mit den Bedingungen des
Beispieles 1 gefrischt. Staubförmiger Rauch, welcher hauptsächlich aus den verdampften
Stoffen wie Na und Fe besteht, und welcher aus dem geschlossenen Gefäß, in welchem
das Frischen durchgeführt wird, entweicht, wird von einem Staubsammler vom trockenen
Typ gesammelt.
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Die Zusammensetzung des Staubes ist der Zusammensetzung der Sodaasche,
welche in bekannter Weise beim Frischen verwendet worden ist, gegenübergestellt.
| Zusammensetzung Na Fe P S C |
| Sodaasche 43.4 < 0.05 < 0.05 < 0.05 11.3 |
| Pulverförmiger Staub| i19.5 31.0 0. 0.31 0.71 1.2 |
Die Menge des ausgeschiedenen Staubes beträgt etwa 10 kg/T Roheisenschmelze
pro Stunde. Etwa 1/5 der Soda-Asche,welche zugegeben worden ist, wird verdampft.
8, 5 % Wasser wird dem Staub zugemischt, welcher dannpellitisiert und zu einem kugelförmigen
Granulat von 5 - 10 mm verarbeitet wird. Dieses Granulat, ein herkömmlicher Anteil
an Soda-Asche wird dann zugemischt und das hieraus sich ergebende Material wird
beim Frischen der Roheisenschmelze bei den Bedingungen des Beispiels 1 wiederverwendet.
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Art der Soda Mischverhältnis Menge an verwendetem Na2CO3 gemischter
Staub 20 % 40 kg/T Roheisen ungemischter Staub 0 % Zusammensetzung nach dem Frischen
(%) C Si Mn P S 3.6 0.07 0. 19 0.034 0.009 3.6 0.08 0.19 0.031 0.008 Beispiel 4
Die Alkalimetall enthaltende Schlacke wird kontinuierlich aus dem Gefäß, in welchem
das Frischen durchgeführt wird, während des Frischens des geschmolzenen Roheisens
abgelassen. Hierbei herrschen die Bedingungen des Beispiels 1. Die Schlacke wird
dabei rasch abgekühlt, wobei eine rotierende scheibenförmige Eisenplatte verwendet
wird, die mit Kühlmitteln verbunden ist. Die Schlacke wird dann in kleine Stücke
zerbrochen, welche dann in eine Zerkleinerungseinrichtung vom nassen und
geschlossenen
Typ eingebracht werden. Es erfolgt in dieser Einrichtung eine Pulverisierung in
feinere Stücke. Diese werden in Wasser gelöst und der unlösliche Rückstand wird
unter Zuhilfenahme eines Preßfilters entfernt. Als Lösungsmittel zum Lösen der Schlacke
wird eine Flüssigkeit verwendet, welche nach Niederschlagen und Abtrennen des natriumkarbonathaltigen
Salzes aus de r wäßrigen Lösung erhalten wird. Das Lösungsmittel beträgt das Fünffache
vom Gewicht der Schlacke. Der Anteil eines jeden Elementes in der Schlacke ist in
der folgenden Tabelle gezeigt: Durchschnittszusammensetzung der Schlacke, welche
für die Lösung verwendet wird: Na Si P S Mn Fe 36.5 7.1 2.4 1.0 4.0 2.8 TABELLE
Verteilung (%) Wasser für die Bedingung Na Si P S Fe Mn Al Lösung
| Na-Salz entfernt (Zur wäß- 90 14 93 30 0 0 0 |
| aus der Flüssigkeittlrigen Lö- |
| sung |
zum unlösli-10 86 7 70 100 100 100 chen Rückstand
Beispiel 5 Wenn
die Schlacke in der Weise, wie es im Beispiel 4 dargestellt ist, gelöst ist, wird
Luft oder CO2 vom unteren Teil der Zerkleinerungseinrichtung vom nassen und geschlossenen
Typ in die Flüssigkeit eingeblasen. Die Änderung der Zusammensetzung der Lösung
ist in folgender Tabelle gezeigt.
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Eingeblasenes Gas pH Na Si P S(g/>t) Nichts 12.2 112 2.0 3.6 2.2
Luft 12.2 112 2.0 3.6 0. 7 CO2 10.4 112 0.6 3.6 1.0 Beispiel 6 Die Schlacke wird
im Wasser gelöst, während C02 und Luft eingeblasen wird, wie es in den Beispielen
4 und 5 angegeben ist. Die Lösung, welche man nach dem Abfiltern des unlöslichen
Rückstandes erhält, wird in einen Reaktionsturm geleitet, welchem unter Umrflhren
Kalkmilch zugeführt wird. Die Zusammensetzung und der pH-Wert der wäßrigen Lösung
werden ständig am Einlaß und Auslaß des Reaktionsturmes gemessen, welchem die Kalkmilch
in einer Menge vom 1, 2fachen des chemischen Äquivalentes, welches notwendig ist,
um Calziumphosphat aus den Phosphationen in der Lösung zu bilden, zugegeben wird.
Die Änderung der Zusammensetzung der Lösung ist in folgender Aufstellung gezeigt.
| Lösungsmittel Zeit pH Zusammensetzung der Lösung |
| (g/l) |
| Na Si P S |
| Salz Nach Lösen der |
| entfernt Schlacke 12 85 1.6 4.6 1.2 |
| aus der Nach der Zugabe |
| Flüssiakeit der Kalkmilch 12.2 85 1.4 0.8 1.2 |
Beispiel 7 Die Lösung, welche nach dem Abtrennen von P, Si und S aus der wäßrigen
Lösung der Schlacke in den Beispielen 5 und 8 erhalten wird, wird konzentriert mit
Hilfe einer Mehrfachverdampferanlage, bis der Anteil an Flüssigkeit auf etma 1/2
verringert ist. Diese Lösung wird dann auf 30° C gekühlt und anschließend in einen
Reaktor zur Karbonisierung weitergeleitet. In diesem Reaktor wird die Lösung mit
C02 in Berührung gebracht. Niedergeschlagenes NaHCO3 wird abgetrennt. Anschließend
wird in einer Vakuumentwässerungsanlage entwässert und anschließend das erhaltene
Produkt in einen Kalzinierungsofen eingebracht. Dort wird das Produkt bei einer
Temperatur von etwa 200° C kalziniert, so daß man Sodaasche oder Na2CO3 erhält.
Die Zusammensetzung der Sodaasche ist folgende.
-
Zusammensetzung (%) Na Si P S Rückgewonnene Soda-Asche 41.0 0. 30
0.13 0. 22 Neue Soda-Asche 43 4 <0.05 < 0.05 < 0.05
Diese
Soda-Asche wird zu kugelförmigem Granulat von etwa 30 mm verarbeitet und beim Frischen
der Roheisenschmelze, wie es im Frischverfahren gemäß Beispiel 1 gezeigt ist, verwendet.
Es ergibt sich hieraus das folgende Ergebnis.
| Menge der verwendeten Zusammensetzung nach dem |
| Soda-Asche 2 Frischen (%) |
| C Si Mn P S |
| ückgewonnene 40 kg/T Roheisen- |
| Soda-Asche schmelze 3.5 0.07 0.20 0.033 0.009 |
| Neue Soda-Asche 40 kg/T Roheisen- |
| schmelze 3.6 0.08 0.190.031 0.008 |
Beispiel 8 Die Flüssigkeit, welche nach dem Niederschlagen und Abtrennen von NaHCO3
im Beispiel 7 erhalten wird, wird ba der Auflösung der Schlacke und bei der Zurückgewinnung
des karbonathaltigen Salzes wiederverwendet. Es wird ein getauchtes Verbrennungsverfahren
auf einen Teil der rückgeführten Flüssigkeit angewendet, um S zu beseitigen.
-
Die Geschwindigkeit bzw. das Ergebnis der Zurückgewinnung des natriumkarbonathaltigen
Salzes und der Konzentration von Schwefel sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
-
TABELLE
| Zeiten der Verhältnis des getauchten Ver- |
| Zurückgewinnung brennungsverfahrens für die zurück - |
| geführte Flüssigkeit |
| 0 10 % 20 % |
| 5 0. 12 0.08 0.04 |
| 20 5% in |
| NaHCO3 0.83 0. 12 0. 08 |
| 50 1.82 0.14 0.09 |
| 50 Na-Rückge- |
| winnung 76.8 80. 5 79.4 |
Beispiel 9 Die Schlacke wird gemäß dem Verfahren im Beispiel 4 in Wasser gelöst.
-
Die Menge und die Zusammensetzung des unlöslichen Rückstandes, welcher
dabei gewonnen wird, ist im folgenden wiedergegeben.
| Wasser für Verhältnis ;von |
| die Auflösung unlöslichem Rück- Zusammensetzung des unlöslichen |
| stand zur Schlacken- Rückstandes (%) |
| menge (%) |
| Na Si P S Fe Mn |
| NaHC03 |
| getrennt aus |
| der Flüssig- |
| keit 41.0 11.014.90.2 0.84 13.6 7.2 |
Der Rückstand wird an Atmosphäre bei 2000 C getrocknet, so daß
er einen Wassergehalt von 4 - 5 % aufweist. Anschließend wird der Rückstand vollständig
mit Soda-Asche in folgendem Verhältnis gemischt. Die Mischung wird dann zu kugeligem
Granulat mit 30 mm # in einer entsprechenden Vorrichtung geformt.
-
Rückstand: Soda-Asche = 1 : ( 2 - 3) Die mit dem Rückstand vermischte
Soda-Asche wird im Frischverfahren wiederverwendet, welches nach dem im Beispiel
1 dargestellten Verfahren durchgeführt wird. Dieses Verfahren wird mit dem Ergebnis
des Frischverfahrens verglichen, bei dem die Soda-Asche mit dem Rückstand nicht
vermischt ist.
| Verwendete Verhältnis von Menge der Zusammensetzung nach dem |
| Soda-Asche Soda-Asche verwende- Frischen (%) |
| Rückstand ten Soda- C Si Mn P S |
| Soda-Asche, 40 kg pro |
| vermischt 1 Tonne |
| mit Roheisen- |
| Rückstand 1:2 schmelze 3.6 0.07 0.19 0.034 0.010 |
| " 1 : 3 " 3.6 0.06 0.21 0.0330.008 |
| Soda-Asche |
| ohne |
| Rücksl:and ~ 3 . 6 0. 08 0. 19 0. 031 0. 008 |
L e e r s e i t e