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Verfahren zum Wiedernutzbarmachen metalloxydhaltiger saurer Schlacken
durch Reduktion der Oxyde Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von sauerstoffarmen
Stählen vorgeschlagen worden, das im wesentlichen darin besteht, die zu behandelnde
Stahlschmelze mit einer dünnflüssigen, sauren, Eisenoxydul aus dem Stahl aufnehmenden
Schlacke innig zu durchwirbeln, beispielsweise durch heftiges Eingießen der Stahlschmelze
in dickem Strahl in das Schlackenbad. Bei diesem Verfahren bildet sich kurzfristig
eine sehr innige emulsionsartige Mischung von Stahl und Schlacke, wodurch augenblicklich
das Gleichgewicht in der Verteilung der ursprünglich im Stahl gelösten, aber von
der Schlacke aufnehmbaren Oxyde im System von Stahl und Schlacke hergestellt wird.
Auf diese Weise gelingt es, in einer außergewöhnlich kurzen Zeit und mit großer
Regelmäßigkeit eine weitgehende Herabsetzung des Sauerstoffgehaltes des Stahls,
beispielsweise auf 0,072 °/o, zu erzielen.
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Die bei diesem Verfahren zur Behandlung des Stahls verwendete Schlacke,
die das aus dem Stahl entfernte Fe0 aufgenommen hat, und infolgedessen ein vermindertes
Aufnahmevermögen für Fe0 besitzt, wird durch Zusatz von Reduktionsmitteln wieder
nutzbar gemacht und nach dieser Wiedernutzbarmachung wieder zur Herstellung von
sauerstoffarmem Stahl verwendet. Die Wiedernutzbarmachung der Schlacke, die besonders
wichtig ist, wenn mit wertvollen, beispielsweise Titansäure enthaltenden Schlacken
gearbeitet wird, ist jedoch ein verhältnismäßig langwieriger und daher kostspieliger
Arbeitsgang. Man benötigt daher für den laufenden Betrieb große Schlackenmengen
und außerdem viel Wärme, um die Schlacke während der reduzierenden Wiedernutzbarmachung
schmelzflüssig zu halten.
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Es wurde nun gefunden, daß sich die Wiedernutzbarmachung von metalloxydhaltigen
sauren Schlacken, die zur Herstellung von sauerstoffarmen Metallschmelzen verwendet
worden sind, wesentlich beschleunigen und vereinfachen läßt, indem man die Schlacke
mit einer schmelzflüssigen Mischung von Reduktionsmitteln mit die Schlacke nicht
reduzierenden Metallen durch heftiges Eingießen der schmelzflüssigen Mischung in
dickem Strahl in die wieder nutzbar zu machende Schlacke innig durch-wirbelt. Dabei
bildet sich kurzfristig ein emulsionsartiges Gemisch, in dem die Reduktion augenblicklich
vor sich geht, so daß man unmittelbar nach der Schichtepbildung, lie -sofort nach
dem Aufhören der Durchwir elung einsetzt, eine wieder nutzbare Schlacke hat. Mit
Vorteil wird das Verfahren mit einer schmelzflüssigen Lösung des Reduktionsmittels
in Metall, und zwar zweckmäßig einem vorher durch die wieder nutzbar zu machende
Schlacke
sauerstoffarm gemachten Metall durchgeführt. Das Arbeiteh mit sauerstoffarmem Metall
hat den Vorteil, -daß sich im Metall keine wesentlichen Einschlüsse von* Oxyden
des verwendetem Re tjbr#'smittels bilden können. Als Rediii@tfel koij#", men in
erster Linie Silicium, Aluminium, Mangan, Titan, Calcium, Ferrotitan, Silicocalcium,
Silicoaluminium u. dgl. in Frage, deren durch die Reduktion erzeugte Oxyde sich
in der Schlacke wiederfinden, der man, falls ihre Zusammensetzung durch die aufgenommenen
Oxyde verändert worden ist, entsprechende Zusätze machen kann, um ihre frühere Zusammensetzung
wieder herzustellen.
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Das neue Verfahren zur Wiedernutzbarinachung der Schlacke kann auch
zur Herstellung von Legierungen verwendet werden, indem man der Schlacke Oxyde solcher
Metalle zusetzt, die mit dem zur Wiedernutzbarmachung verwendeten Metall legiert
werden sollen und durch das angewendete Reduktiönsmittel reduziert werden. Diese
Herstellung von Legierungen kann auch ohne Zusatz von Metalloxyden zur wieder nutzbar
zu machenden Schlacke erfolgen, wenn diese bereits die Metalloxyde enthält. Ebenso
erhält man Legierungen des verwendeten Metalls mit dem verwendeten Reduktionsmittel,
wenn dieses im Metall löslich ist und in Mengen zugesetzt worden ist, die über die
zur Wiedernutzbarmachung 'der Schlacke erfor-' derlichen Mengen hinausgeht.
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Die zur Durchführung des neuen Verfahrens erforderliche innige Durchwirbelung
erfolgt in der Weise, daß man die wieder nutzbar zu machende Schlacke auf den Boden
einer Gießpfanne bringt und dann die schmelzflüssige Mischung von Metall und Reduktionsmittel
in dickem Strahl heftig auf die Schlacke gießt. Man kann aber auch die Schlacke
und die schmelzflüssige Mischung gemeinsam in dickem Strahl heftig in die Pfanne
eingießen. Beispiel i ooo kg einer aus Si 02, Ale 03, Mg O und CaO bestehenden Schlacke,
die mit einem sauerstoffhaltigen Stahl durchwirbelt worden ist, 9,6 % Mn O und 3,37
°/o Fe O enthält und doch vorteilhaft wieder nutzbar gemacht werden soll, werden
auf den Boden einer Gießpfanne gebracht. Auf diese Schlacke «-erden heftig und .in
dickem Strahl i 5 t eines sauerstoffarmen Stahles mit 0,430 % C, 1,975 % Si und
o,5oo °/o Mn gegossen, dem o,ioo % AI zugesetzt worden sind. Es, bildet sich kurzfristig
eine emulsionsartige Mischung, die siA sofort .in zwei Schichten auflöst. Die #unftre
Stahlschicht wird abgezogen. Der :''.tängangehalt des Stahles ist auf o,59o 0/0
gestiegen, während die Schlacke nur noch 7,6 % Mn O und 2,o % Fe O enthält und wieder
zur Durchwirbelung mit 15 t eines sauerstoffhaltigen Stahles zur Herstellung von
sauerstoffarmem Stahl geeignet ist.
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Das neue Verfahren, das nicht auf Stahl beschränkt ist, sondern auch
mit anderen Metallen, wie Kupfer und Nickel, durchgeführt werden kann, führt in
Verbindung mit der Herstellung von sauerstoffarmem Metall durch Durchwirbelung mit
Schlacke zu einer außerordentlich zweckmäßigen Kombination. Das sauerstoffhaltige
Metall wird zunächst mit einer Schlacke durchwirbelt, die die Oxyde des Metalles
aufnimmt. Die Schlacke 'wird vom jetzt sauerstoffarmen Metall getrennt. Dem sauerstoffarmen
Metall wird das Reduktionsmittel zugesetzt, und die erhaltene schmelzflüssige Mischung
wird mit der Schlacke durchwirbelt. Die so wieder nutzbar gemachte Schlacke kann
dann für die Behandlung einer neuen Charge von sauerstoffarmem Metall verwendet
werden. Man erhält auf diese Weise ein von Einschlüssen freies Metall und,- wieder
nutzbar gemachte Schlacke durch zwei - aufeinanderfolgende Durchwirbelungen des
gleichen Metalls mit der gleichen Schlacke. '