Verfahren und Vorrichtung zum Entschwefeln von Eisenschmelzen

Abstract

 Das Verfahren zum Entschwefeln von Eisenschmelzen siehtvor, diese in einem metallurgischen Gefäss mit einem in Bodennähe mittels eines Treibgases durch eine Lanze eingeblasenen Entschwefelungsmittel zu behandeln, wobei 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 im Verlauf der Behandlung einen zusätzlichen Gasstrom durch den Gefassboden in die Schmelze leitet.
Die erforderliche Vorrichtung begreifi im wesentlichen einen das Entschwefelungsmittel enthaltenden und unter Argondruck stehenden Vorratsbehälter (1), der über eine Zellenrad-Durchblasschleuse (4) mit einer unter Druck stehenden Argon-Zufuhrleitung (5) und einer Argon-Feststoff-Abfuhrleitung (6) verbunden ist. welche in eine bewegliche Lanze mundet
Die Zellenrad-Durchblasschleuse (4) weist einen stufenlos regelbaren Antrieb (8) auf, der eine nahezu ideale Steuerung des Durchsatzes an Entschwefelungsmittel, einfach durch Regelung der Umdrehungsgeschwmdigkeit desZellenrades ermöglicht, ohne daß hierbei irgendeine Veränderung der Druckverhältnisse eintritt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entschwefeln von Eisensehmelzen.

[0002] Es ist seit Jahrzehnten bekannt Eisensehmelzen dadureh zu entsehwefeln, dass man mit Hilfe geeigneler Vorrichlungen Substanzen zusetzt, die in der Lage sind, bei hohen Temperaturen und unler reduzierenden Bedingungeu mit, dem in den Schmelzen enthaltenen Schwefel Verbindungen einzuteilen, welche sich in der über den Schmelzen anwesenden Schlachen-schicht absetzen. Solche Substanzen sind bspw CaSi, CaC₂ . oder demische aus CaO und CaF₂.

[0003] Es hat sich herausgestellt, dass es die bekannten Ent-schwefelungsverfahren erlauben eine etwa 0, 023% S enthal-tende Eisenschmelze bis au etwa 0,012% S zu entsechwefeln, d.h. den Schwefelgehalt auf die Hülfte zu verringern. Diese Halbierung -des Schwefelgchaltes mittels konventionelier Verfahren ist jedoch nicht. mehr erreichbar, wenn der ursprüngliche Schwefelgehalt schon bei etwa 0,015% liegt.

[0004] Es verhält sich demnach so, dass der Entschwefelungsquo-lient (50 S Anfang/50 s Ende) mit sinkendem Anfangsschwefei-gehalt fällt und dass man, liber die bekannten Verfahren einen Anfangsschwefelgalt von etwa 0,015% S nur auf etwa 0,010% S reduzieren kann. Hierbei muss bemerkt werden, dass dies auch hinsichilich der Entschwefelnungswirkung (% S ent-fernt/kg Entsehwefelungsmittel) nicht als befriedigendes Resultat angesehen werden kann.

[0005] Gleichzeitig ist hervorzuheben, dass Entsechwefelungsgelalte von 0,010 % S die man mittels konventioneller Verfahren ausgehend von etwa 0,015% S erhalten kann, den Metallurgen angesichts der Forderungen nach immer geringeren Schwefelge-halten im Stahl nicht, befriedigen.

[0006] Das ziel der Erfindung bestand somit darin ein Verfahren und eine Vorrichlung zur Entschwefelung von Einsenselmelzen vorzuschlagen die es insbesondere im Falle von relativ niedrigen Ausgangssehwefelgehalten erlanben eine höhere Entschwefelungswirkung zu erreichen als die konventioneller Verfahren.

[0007] Erfindungsgemäss wird dieses Ziel bei einem Verfahren das vorsicht eine Eisensehmelze in einem metal lurgisehen Gefäss mit einem in Bodennähe mittels eines Treibgases durch eine Lanze eingeblasenen Entschwefelungsmitte zu behandeln, dadurch erreicht, dass man in der Lanze einen genügend hohen konstanten Treibgasdruck aufrechterhäl und den Trueubgasstrom kontinuicrlich Mittels einer mechanisehen Zugabeeinrichtung mit einer stufenlos regelbaren Durch-satzmenge an Entschwefelungsmittel speist, und dass man im Verlauf der Behandlung einen zusätzliehen Gasstrom durch den Gefässboden in die Schmelze leitet.

[0008] Die dem erfindungsgemässen Verfahren zugrundeliegende Idee geht von der Tatsache aus, dass bei relativ niedrigen Aus-gangskonzentralionen an Schwfel und erst. recht nach fort-geschriltener Entschwefelung die Wahrscheinlichkeit, dass noch Schwefel mit Entschwefelungsmitte zu Umsetzung kommt, immer geringer wird. Dem wird erfubdybgsgemäss dadurch ent-gegengewirkt, dass das Entschwefelungsmittel in konstanten Mengen und über eine längere Zeit während welcher eine Reaktionsmöglichkeit gegeben ist, zugesetzt wird und dass gleichzeitig eine bestmögliche Verleilung des Entseirwefe-lungsmittels innerhalb der in Bewegung versetzten schmelze erzielt wird.

[0009] Für das Gelingen des erfindungsgemässen Verfahrens sind desweiteren verschiedene, an und für sich bekannte Vor-bedingungen zu erfüllen. So ist es beispielsweise erfor-derlich, das metallurgische Getäss ei einer basisehen Auskleidung zu versehen, vor Beginn der Behandlung abzu-schlacken, sowie dafür zu sorgen, dass die Eisenschmelze weitgehend desoxydiert, ist.

[0010] Wesentlich ist es, dass das Entschwefelungsmittel, das vorzugsweise in Ecinörniger Form vorliegt, luttels einer Lanze in das metallurgische Gefäss in Bodennähe problemlos eingeführt werden kann.

[0011] Es ist, bekannt, zum Zweck des Einbringens von Feststoffen in einen Gasstrom eine sogenannte Zellensehleuse zu ver-wenden, die zwischen dem das Zasatzmittel enlhaltenden Vorratsbehälter und die zum Einblasen verwebdete Lanze geschaltet wird.

[0012] Achnlieche Schleusen, in denen das Zusatzmittel zur Er-leichterung 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.

[0013] Der Nachteil der Vorrichlungen, bei denen eine Fluidi-sicrung des festen Zusatzmittels zu dessen Auflockerung und zur Erleichterung des Einbringens in die Lanze statt-findet, besteht, in der Hauptsache darin, dass Fluidisie-rungsanlagen kompliziert, störanfällieg und damit auch leuer sind, dass die gesamte Menge des einzusetzenden Zusatzmittels während der gesamten Dauer der Behandlung fluidisiert werden muss und dass die Wechselwirkung zwi-schen Fluidisierkammers und Zu- bzw. Abfuhrleitungen kom-pansicrt werden muss, was die Steuerung des Burchsat an Zusatzmittel erschwert.

[0014] Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erforderliche Vorrichtung begreift im wesentlichen einen das Entschwefelungsmittel enthaltenenden und unter Argon-Druck stehenden Vorratsbehälter, der über eine Zellen ad Durchblasschleise mit einer unter Druck slehenden Arger-Zufuhrleilung und einer Argon-Feststoff-Abfuhrlei verbunden ist, welche in eine bewegliche Lanze mündet

[0015] Die Idee, anstelle einer komplizierten Fluidisieranlage eine an und für sich bekannte Zellenrad-Durchblassecheuse 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 erheb-liche Verringerung der Anschaffungs- und Betrichskosten von Einblasvorrichtungen.

[0016] Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnel sich zusätzlich durch ihren einfachen Aufban und ihre verminderte Slöran fälligkeit nus.

[0017] Erfindungsgemäss weist die Zellenrad-burehblassehleuse einen stugenlos regelbaren Antrieb auf. Letzterer ermög-licht eine nahezu ideale Steucrung des Durchsatzes an Entschwefelungsmittel, was einfach durch Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zellesnrades bewerkstelligt wird, ohne dass hierbei irgendeine Veränderung der Druck-verhältnisse eintritt.

[0018] Weiter wird hierdurch eine Behandlung der Eisensehmelze durch Einblasen unter konstantem Druck ermöglicht, was bei dieser Art von Behandlung angestrebt wird.

[0019] Zur Erläuterung der erfindungsgemässen Vorrichtung und ihrer Betriebsweise wird anf 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-Durch-blasschleuse.

[0020] In Fig. 1 erkennt man den Vorratsbehälter (I) mit dem Ein-fülltrichter (2) für das Entschwefelungsmittel und der oberen Argonzufuhr (3). Der Vorralsbehälter (1) steht über die Zellenrad-Durchblasschleuse (4) in welche die Argon-Zufuhrleitung (5) mündel , in Verbindung mit der Argon-Fests toff-Abfuhrleitung ((b), die zu der nicht gezeigten lanze führt. Ein stufenl os regelbarer Motor (8) dient zum Antreiben des Zellenrades der Durehblassebleuse (4).

[0021] Die in Figur 2 gezeigte Zellenrad-Durehblassehleuse (4) begreift das eigentliche Zellenrad (Z). Das in dem Vorratsbehälter (1) unter Argon gelagerte Entschwefelungsmiltel füllt in die Zellenradschleudse. Nach Drehung des Zellenrades 4) um 180° gelangt das Material in den Durchgangskanal (von wo es durch das über die Druckleitung (5) zugeführis Argon in die Leitung (6) mitgerissen und der Lanze zugaführt wird.

Ansprüche

1) Verfahren zum Entschwefeln von Eisenschmelzen, bei dem eine Eisensehmelze in einem metallurgischen Gefäss mit einem in Bodennähe mittels eines Treibgases durch eine Lanze eingeblasenen Entsehwefelungsmittel behandelt wird, dadurch gekennzeichnel, dass man in der banze einen genügend hohen, konstanten Treibgasdruel. aufrechterhält und den Treibgasstrom kontinuierlich mittels einer mechanischen Zugabeeinrichtung mit einer stufenlos regelbaren Durchsetzungsmenge an Entschwefelungsmittel speist, und dass man im Verlauf der Behandlung einer Gasstrom durch den Gefässboden in die zeimetze leitei.

2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wescutlichen den das Entschwefelungsmittel enthat Lenden und unter einem Argon-Druck stehenden Vorratshehälier begreiff, der über eine Zellenrad-Durehblassehleuse mil einer unter Druck stehenden Argon-Zufurleitung und einer Argon-Feststoff-Abfuhrleitung verbunden ist, weiche in eine bewegliche Lanze mündet.

5) Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeiemet, dass die Zellenrad-Durehblassehleuse einen stufenlos r:-gelbaren Antrich aufweist.

Zeichnung