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Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus einem insbesondere kieselsäure-
oder schwefelreichen Möller Nach dem heutigen Stand der Technik lassen sich Eisenerze
im Hochofen nur dann erfolgreich verhütten, wenn, zur Bindung des in Erz und Koks
vorhandenen Schwefels nicht zuviel Kalkstein benötigt wird. Die erforderliche Kalksteinmengewächst
mit dem Säure-, insbesondere Kieselsäure- und Schwefelgehalt der Erze, die jenseits
eines von der jeweiligen Marktlage abhängigen Gehaltes an solchen Bestandteilen
im Hochofen nach dem üblichen Verfahren wegen des geringen Ausbringens und des hohen
Brennstoffverbrauchs nicht mehr mit wirtschaftlichem Erfolg verarbeitet werden können.
Das ist von großem Nachteil, da es sehr viele solcher Erze gibt, die zur Zeit noch
unbrauchbar und wertlos sind. Man hat versucht, die Erze durch verschiedene Aufbereitungsverfahren,
beispielsweise durch eine magnetische Trennung, von dem untragbaren Kieselsäuregehalt
zu befreien, doch meist ohne wirtschaftlichen und in Fällen, in denen die verschiedenen
Mineralien innig miteinander verwachsen sind, auch ohne technischen Erfolg. Dagegen
fand man bekannlich für Entschwefelung der Erze ein wirksames Mittel in der Röstung
oder Sinterung.
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Bei der üblichen Verhüttung von Eisenerzen im Hochofen wird ein brauchbares
schwefelarmes Roheisen erzeugt. Man, hat auch schon vorgeschlagen, im Hochofen mit
der üblichen basischen Schlacke nur grob zu entschwefeln, etwa auf einen Schwefelgehalt
von o,z bis o,a°/o, und das Roheisen nach dem Abstich durch Begünstigung der Abscheidung
von Mangansulfid oder im elektrischen Ofen mit einer Kalkschlacke zu läutern. Um
den Betrieb regelmäßiger zu gestalten und Koks zu sparen, regte man an, Eisen und
basische Schlacke aus dem Hochofen ständig in Vorherde fließen und hier miteinander
ausreagieren zu lassen. Auch ist schon vorgeschlagen worden, zur Stahlherstellung
im Kokshochofen ein schwefelhaltigeres Roheisen mit vermindertem Kalkzuschlag zu
erzeugen, dieses Roheisen alsdann in einem Mischer z. B. -mit basischen Schlacken.
oder anderen üblichen Mitteln, zu entschwefeln und es von dort aus einem Siemens-Martin-Ofen
zuzuführen. Da die Entschwefelungsleistung eines Mischers bekanntlich nur eine verhältnismäßig
geringe ist und andererseits das in den Siemens-Martin-Ofen übergeführte Roheisen
einen sehr niedrigen Schwefelgehalt haben muß, konnte bei einer solchen Arbeitsweise
der Kalksteinanteil des Möllers nur um ein verhältnismäßig geringes Maß gekürzt
werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren dar, das
die erfolgreiche Verhüttung säure-, insbesondere kieselsäure- oder schwefelreicher
Erze mit mehr oder weniger schwef4'": haltigem Koks-ermöglichen soll. Sie beruht
aitf, dem neuen, die bisherigen Anschauungen auf.
dem Gebiete der Eisenerzeugung
durchbrechenden Gedanken, auf die Entschwefelung im Hochofen überhaupt zu verzichten
und den Schwefel aus dem Eisen erst nach dem Abstich in, geeigneter, an sich bekannter
Weise zu entfernen. Demnach besteht das Verfahren gemäß der Erfindung darin, daß
der Kalksatz zum Möller des Hochofens so weit vermindert wird, daß unter einer leicht
schmelzenden sauren Schlacke ein Roheisen entfällt, dessen Schwefelgehalt höher
ist als der Schwefelgehalt eines in üblicher Weise im Hochofen erschmolzenenoRoheisens,
und das schwefelhaltige Roheisen nach dem Abstich zweckmäßig durch Soda entschwefelt
wird. Kalkstein öder andere Zuschläge werden dem Erz nur in solchen Mengen zugesetzt,
als zur Erzielung einer leicht schmelzenden sauren Schlacke, beispielsweise vom
Typus einer Holzkohlenhochofenschlacke, erforderlich ist. Dadurch wird das Ausbringen
beträchtlich erhöht und der Brennstoffverbrauch gesenkt.
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Die beiliegende Abbildung zeigt die Freilauftemperaturen von Hochofenschlacke
mit x2 bis 150/, Tonerde in Abhängigkeit vom Kieselsäuregehalt (I. E. Johnson jr.,
B. Neumann, Stahl und Eisen 38,-z928, S. 957). Das Temperaturminimumliegtbei 44°/°
Si 0 2 (Ca 0 : Si02 = x).' Nach der basischen Seite steigen die Temperaturen steil,
nach der sauren flach an. Bei den üblichen Kokshochofenschlacken ist das Verhältnis
Ca0 : Si02 stets größer als x und liegt durchschnittlich bei etwa, 1,5, einem Kieselsäuregehalt
von -34°/a entsprechend. Die zugehörige Freilauftemperatur liegt Zoo ° höher als
bei 44°/o Si02 und nahezu xoo° höher als bei 6o01, Si 02. Bei dem sauren Verfahren
kann demnach wie im Holzkohlenhochofen die Gestelltemperatur wesentlich niedriger
gehalten werden als bei dem üblichen basischen Verfahren.
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Der sich im Einsatz befindliche Schwefel wird zum großen Teil vom
Roheisen aufgenommen, da saure Schlacken, bekanntlich nicht oder nur - schwach entschwefeln.
Weil der Schwefel das Sättigungsvermögen des Eisens für Kohlenstoff herabsetzt,
entsteht ein kohlenstoffarmes hochschwefelhaltiges Roheisen mit beispielsweise 7,9%
C und 1,2% S, das je nach dem Siliciumgehalt weiß oder meliert erstarren würde.
Das in der gekennzeichneten Weise erzeugte Roheisen wird möglichst unmittelbar nach
dem -Abstich, solange es noch flüssig ist, in an sich .f?ekannter Weise, z. B. mit
einer geeigneten ,:hdsischen Schlacke oder mit Mangan, entschwefelt. Der Bedarf
an Basen ist gering. Im Hochofen würde durch die Kieselsäure der größte Teil unwirksam
gemacht. Als Base kommt wegen des niedrigen Schmelzpunktes hauptsächlich Natriumoxyd
in Frage, das, wie an sich ebenfalls bekannt ist, zweckmäßig in Form von Soda zugegeben
wird. Weil Alkalischlacken auch desoxydierend und entgasend wirken, entstehen bei
dem Verfahren gemäß der Erfindung besonders hochwertige Roheisensortdn. Die anfallende
Hochofenschlacke kann, wie bekannt, zur Herstellung von. Pflastersteinen oder Glaswaren,
die Entschwefelungsschlacke zur Gewinnung von Schwefel oder Schwefelverbindungen
dienen.
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Das beschriebene Verfahren unterscheidet sich von dem üblichen Hochofenverfahren
grundsätzlich durch den schlecht erstschwefelnden sauren Charakter der Schlacke
und den hohen Schwefelgehalt des Roheisens. Die bekannten Vorschläge zur Entschwefelung
des Roheisens außerhalb des Hochofens setzen alle voraus, daß im Hochofen bereits
ein großer Teil des Schwefels mit einer basischen Schlacke entfernt wurde.
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Das Verfahren kann auch auf die Verhüttung anderer saurer Erze, z.
B. titansäure- oder tonerdereicher Erze, Anwendung finden. Auch gestattet es, schwefelreichen
Koks zu verwenden, beispielsweise Braunkohlenkoks von genügender Festigkeit.