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Verfahren zum Entschwefeln von Roheisen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Entschwefeln von Roheisen zur Erzeugung hochwertigen Thomasstahls.
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Für die Erzeugung von hochwertigen Thomasstählen ist der Schwefelgehalt
von besonderer Bedeutung. Die Entschwefelung während der Stahlerzeugung ist gering
und von vielen Faktoren, besonders vom Schwefelgehalt des Roheisens, abhängig. Es
sind viele Verfahren und Entschwefelungsmittel vorgeschlagen worden, um den Schwefelgehalt
bereits im Roheisen zu senken. Die Erzeugung eines schwefelarmen Roheisens ist jedoch,
ähnlich wie während der Stahlerzeugung, mit großen Schwierigkeiten und zum Teil
sogar mit Nachteilen für die Stahlerzeugung verbunden.
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Die allgemeinen Bedingungen für eine gute Entschwefelung sind bekannt.
Es sind dies: Ausreichender Zusatz an Entschwefel.ungsmitteln je Tonne Roheisen,
neutrale reduzierende oder schwach oxydierende Atmosphäre, Schaffung einer großen
Berührungsfläche bzw. gute Durchmischung, geringe Silizium- oder Eisenverschlakkung,
hochbasische Entschwefelungsschlacken, ausreichende Reaktionszeit und großes Lösungsvermögen
der Entschwefelungsschlacke für Sulfide.
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Das bisher mit .bestem Erfolg angewendete Verfahren zum Entschwefeln
von Roheisen zur Erzeugung hochwertigen Thomasstahls ist das Entschwefeln des Roheisens
außerhalb des Hochofens in der Rinne oder in der Pfanne. jedoch sind auch hierbei
die Ergebnisse unbefriedigend im Hinblick auf die Erfüllung der Bedingungen für
eine gute Entschwefelung, denn bei der Zugabe von Entschwefelungsmitteln aus Verbindungen
der Alkali-und
Erdalkalireihe in flüssiger oder fester Form in
die Rinne oder in die Pfanne wird das Roheisen nur ungenügend, meist nur an der
oberen Schicht, durchwirbelt,,eine Verschlackung des Siliziums und Eisens bei der
dabei stets vorhandenen oxydierenden Atmosphäre nicht zu verhindern sein. Auch die
Menge der Zugabemittel im Verhältnis zum Grad der Entschwefelung ist sehr unbefriedigend,
da im Durchschnitt bei einer Zugabe in die Rinne oder in die Pfanne z. B. 5 bis
io kg Soda je Tonne Roheisen für eine höchstens erzielbare Entschwefelung des Roheisens
von 3o bis 40% des Schwefelgehalts benötigt werden. Noch geringer ist der Erfolg
bei Zusatz von Kalkstaub mit oder ohne Kokspulver, denn davon werden mindestens
8 bis 12 kg je Tonne Roheisen benötigt, um bestenfalls eine Entschwefelung von 2o
bis 30% zu erzielen.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zum Entschwefeln
des Roheisens zu schaffen', mit dessen Hilfe es möglich ist, die theoretisch bekannten
Bedingungen für eine gute Entschwefelung besser zu erfüllen, als es bislang möglich
ist..
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Roheisen mit dem in fester
oder flüssiger Form vorliegenden Entschwefelungsmittel in einem bodenblasenden Konverter
durch Blasen mit reduzierenden, neutralen oder nur schwach oxydierenden Gasen kurzzeitig
innig vermischt, nach diesem Entschwefelungsvorgang abgeschlackt wird und daran
sich der Frischprozeß in bekannter Weise anschließt.
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Im einzelnen ist das Entschwefelungsverfahren dadurch gekennzeichnet,
daß zum Entschwefeln im Konverter reiner oder nur schwach mit Sauerstoff verunreinigter
Stickstoff benutzt wird bzw. daß hierfür Gichtgase oder andere Industriegase ohne
freien Sauerstoff verwendet werden.
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Der Vorteil vorliegender Erfindung liegt in der außerordentlich kräftigen
Vermischung des Roheisens mit den Entschwefelungsmitteln durch das Durchwirbeln
durch die in den Konverter eingeblasenen Gase, wodurch die Entschwefelung des Roheisens
mit großem Erfolg in kürzester Zeit erfolgt. In bekannter Weise muß dann abgeschlackt
werden, bevor der Frischprozeß zur Erzeugung des Stahles erfolgen kann.
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Versuche haben gezeigt, daß je nach der Art des Entschwefelungsmittels,
der zugesetzten Menge und dem Schwefelgehalt im Roheisen nach i bis 2 Minuten eine
5o- bis 8o%sge Entschwefelung erzielt ist. Die für eine gute Durchmischung benötigte
Gasmenge beträgt für einen 2o-t-Konverter 35o bis 400 Normalkubikmeter je Minute.
Als neutrales oder schwach oxydierendes Gas wird Stickstoff bzw. schwach mit Sauerstoff
verunreinigter Stickstoff vorgeschlagen. Stickstoff fällt bei den Sauerstofferzeugungsanlagen
der Hüttenwerke in ausreichender Menge an. Der mit Sauerstoff verunreinigte Stickstoff
soll zur Verhinderung starker Silizium-, Mangan- und Eisenverbrennung nicht mehr
als 15% Sauerstoff enthalten. An Stelle von Stickstoff können auch Hochofengas (Gichtgas)
oder andere Industrieabgase ohne freien Sauerstoff benutzt werden.
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Um den Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens noch an einem Beispiel
zu verdeutlichen, mag das eingangs erwähnte Beispiel im Vergleich zu einer Entschwefelung
in der Rinne bzw. Pfanne in bezug auf den Schwefelgehalt des Roheisens, nach dem
sich -die Menge des Entschwefelungsm.ittels richtet, herangezogen werden.
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Bei den gleichen Roheisenverhältnissen wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens etwa nur eine Menge von 4 bis 8 kg Soda pro Tonne Roheisen benötigt,
dabei aber nach einer Blasezeit von etwa i bis 2 Minuten eine Entschwefelung voll
5o bis 80% erreicht; bei Verwendung von Kalkstaub wird -bei einer Zusatzmenge von
6 bis io kg pro Tonne Roheisen eine Entschwefelung des Roheisens von 4o bis 70%
erzielt.
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Die Entschwefelung wird also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
vor dem Frischprozeß im Konverter durchgeführt, d. h. also, ehe mit der normalen
Stahlerzeugung begonnen wird, wird das Roheisen zunächst mit Hilfe der bekannten
Mittel, wie Soda oder Kalkstaub, entschwefelt. Nach der Entschwefelung, etwa nach
2 bis 3 Minuten, wird die Schlacke abgezogen, und dann beginnt erst in an sich bekannter
Weise der eigentliche Frischprozeß, d. h. die Verbrennung von Silizium, Mangan,
Kohlenstoff usw.