DE3150291A1

DE3150291A1 - Verfahren fuer die wiederverwertung von bei der edelstahlerzeugung entstehenden staeuben

Info

Publication number: DE3150291A1
Application number: DE19813150291
Authority: DE
Inventors: Heinz Jörg Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Fuhrmann
Original assignee: BETR FORSCH INST ANGEW FORSCH; BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Current assignee: BETR FORSCH INST ANGEW FORSCH; BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1983-06-30

Description

BESCHREIBUNG:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtunq Jer im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.
Die Rückführung von Metalloxyde enthaltenden Hüttenwerksstäuben ist eine in der Stahlerzeugung geläufige Praxis. Beispielsweise ist nach "Stahl und Eisen", 197(,, Seiten 1233 bis 123'> im Zusammenhang nli t der Wiedereinsetzbarkeit von im wesentlichen@ @isenoxyd ent'altenden Stäuben vorgesehen, diesen Kohlenstoff in Form vo. Feinkoks iii über schuß zuzusetzen und sie nach Mischung und Zugabe Wässriger Schlämme zu pellitisieren, um sie sodann in einen Drehrohrofen zu reduzieren.
Gegenüber derartigen, im wesentlichen Eisenoxyd enthaltenden Stäuben sind die bei der Edelstahlerzeugung im Wege der Gasreinigun@ ab@eschiedenen Stäube der Elektrol ichtbogenöfen bzw. AOD-Konverter vor allem durch einen hohen Anteil an wertvollen Legierungselementen gekennzeichnet. Dabei enthalten die Stäube zusätzlich zu den @isenoxyden durchschnittlich noch etwa 12% Chrom und etwa Ll. Nickel. Die hohen Chromgehalte erlauben nicht, die Stäube in einer normalen Depunie abzulagern, sondern nur in Sonderdeponien.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, nach welchem es möglich ist, auch Stäube der vorstehend genannten Art in wirtschaftlicher Weise der Wiederverwertung zugänglich zu machen.
Dabei soll den besonderen Bedingungen, durch welche sich diese Stäube von den im wesentlichen nur Eisenoxyd enthaltenden Stäuben unterscheiden, Rechnung getragen werden.
Diese Aufgabenstellung wird nach dem Kennzeichnungsteil des Pdtentanspruchs 1 gelöst, für den die UnteransprUche 2 bis 9 vorteilhafte Weiterentwicklung vorsehen.
Man kommt demnach zur Reduktionsbehandlung der stückiq gemachten Reduktionsgüter unmitteluar in einer Rohstahlschmelze, die in einem Reduktionsofen zur Verfügung steht. Da derartiqe Reduktionsufen häufig als Einschmelzaggregate vorhanden sind, stellt diese Art der Reduktions- behandlung in der Praxis normalerweise kein Problem dar. Mit der über 1600°C liegenden Erhitzungstempeir-atur werden die Voraussetzungen für die Reduktion der Nickeloxyde und vor allem auch noch der Chrom oxyde mit Sicherheit erreicht, ohne das das feuerfeste Mauerwerk in einer unzulässig starken Weise angegriffen wird. Indes ist eine derzeit hohe Temperatur für die sich auf Grund der Reduktion allmählich hoher legierende Stahlschmelze ungewöhnlich, weil den Schmelzpunkt mit der Aufnahme der Legierungsbildner normalerweise zurückgeht. Sowie die Stahlschmelze genügend hoch auflegiert ist, läßt sie sich, gegebenenfalls nach einer vorzunehmenden Analyse, hervorragend als Legierungseleineriteiiträger für die Edelstahlerzeugung einsetzen. Dies karin iri der Form geschehen, daß die Stahlschmelze abgegossen und in festem Zustand eingesetzt wird. Indes kann sie besonders wirtschaftlich auch in flüssigem Zustand der Edelstahlerzeugung zugeführt werden.
Für eine weitreichende Reduktion ist das vollständige Einta@@hen des stückigen Reduktionsgutes besonders wirkungsvoll Dies läßt sich dann am leichtesten erreichen, wenn die Verfestigung unter Druck erfolgt, weil dadurch das Porenvolumen verhältnismäßig klein urrd die spezifische Gewicht möglichst hoch gehalten wird. Am besten eignet sich daher für die stückige Verfestigung des Reduktionsgutes das ßri i:ettieren.
Um die gleichmäßige Erhitzung von allen Seiten innerhalb der-Stallschmelze sicherzustellen, werden die verfestigten Stücke weiterhin zweckmäßig so lange in der Stahlschmelze eingetaucht aehalten, bis die Reduktion abgelaufen ist. Man kann, da das stückige Reduktionsgut normalerweise von geringerer Dichte als die Stahlschmelze ist, zweckmäßig einen feuerfesten Stempel verwenden, mit dem das stückige Reduktionsgut in einer entsprechend tiefen Lage innerhalb der Stahlschmelze gehalten wird.
Besonders zuverlässig läßt sich die Reduzierunq vornehiiieri, wenn die verfestigten Stücke portionsweise nacheinander in den flüssigen Rohstahl eingebracht werden, bevor die Schmelze der Edelstahl erzeugung zugeführt wird. Man kann auf diese Weise eine zu heftige Reduktion ausschließen und zugleich einen zu starken zeitlichen Wärineentzug der Stahlschmelze verhindern.
Die Reduktion der in den Stäuben enthaltenden Metalloxyde wird noch dadurch begünstigt, daß nach einem weiteren Vorschlag der Erfindunrr Stoffe zugegeben werden, welche die Kohlenstoffaktivität steigern und ihrerseits eine Reduktionswirkung gegenüber den Oxyden bis zuui Chrom aufweisen. Hierfür eignet sich vor allem Alunliniunlpulver, von welchem bis zu 5 Gewicht, bezogen auf das Gewicht der Metalloxyde, zugesetzt wird.
Außer Aluminiumpulver kann qeqebenenfalls noch ein wei teres, die Kohlenstoffaktivität steigerndes Metallpulver bis zu &9 (ew.htszugegeben werden.
Der überschüssige Kohlenstoff, welchletzterer vorteilhatt In Form Vur Koksabrieb eingeführt wird, liegt zweckmäßig etwa 1(3 über dem stöchiometrischen Verhältnis, wobei für das stöchiomet@@sche Verhältnis davon ausgegangen wird, daß die Reduktion der Metalloxyde unter Bildung von Kohlenmonoxyd verläuft.
Besonders günstig hat sich erwiesen, das stückige ieduktionscitt innerhalb der Stahlschmelze weitgehend im Zustand der Kuhe zu lassen, so daß sich eine oberflächliche Reaktionssphäre ui die einzelnen Stücke herum bilden kann. Dadurch gelingt es, einen Gleichgewichtszustand im Hinblick auf die Reduktion einerseits und die Auflösunqsgeschwindigkeit der Stücke andererseits zu erhalten, so daß verhindert wird, daß noch nicht reduziertes Metalloxyd in die Schlackenschicht aufsteigt und somit der weiteren Nutzung entzogen wird. Im Hinblick hierauf sieht die Erfindung eine besondere Betriebsweise des Elektr@-reduktionsofens vor, indem dieser intervallweise eingeschaltet und abgeschaltet wird. Bei der unmittelbar nach Einbringen des Reduktionsgutes vorzunehmenden Abschaltung kommt die Badbewegung auf Grund der fehlenden Induktion insofern zur Ruhe. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis das eingesetzte Reduktionsgut zumindest überwiegend ausreduziert ist. Sodann wird die Schmelze unter eingeschaltetem Strom erneut aufgeheizt, da sie zuvor nicht nur infolge eigener Wa Wärmeverluste abgekühlt war, sondern auch die Reduktionswärme aufbrinqen mußte. Deshalb erfolgt die erneute Aufheizung der Schmelze auf eine derart über 1600"C liegende Temperatur, daß der darüber liegende Wärmeinhalt gleich der Reduktionswärme des in einem Intervall eingesetzten Reduktionsgutes ist. In der Praxis wird über diese Grenze noch etwas hinausgegangen, weil auch die Wärmeabgabe der Schmelze nach außen mit steigender Temperatur sehr stark zunimmt.

Claims

Verfahren für die Wiederverwertung von bei der Edelstahl erzeugung entstehenden Stäuben PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren für die Wiederverwertung von bei der bei t@hlerzeuqung enstehenden, im wesentlichen Metalloxyde enthaltender Stäuben, denen Kohlenstoff in einer über die Reduzierung der Oxyde zu ihren Metallen stöchiometrischen Menge hinausgehenden Menge zugesetzt wird, und die nach Zugabe von Wasser und/oder Bindenittel enthaltenden Zuschlägen stückig verfestigt und danach auf Reduktion temperatur ihrer Oxyde erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in der Rohstahlschmelze eines Elektro-Induktionsofens auf eine über 1600°C liegende Temperatur vorgenommen wird, und dcl der mit den reduzierten Metallen auflegierte Stahl als einer der Legierungselemententräger für die Edelstahlerzeugung eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stückige Verfestigung durch Brikettieren erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigten Stücke in der Rohstahlschmelze des Induktionsofens bis zum Ablauf der Reduktion einqetaucht gehalten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke mittels eines feuerfesten Stempels eingetaucht gehalten werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch qekennzeichnet, das die verfestigten Stücke in mehreren aufeinanderfolgenden Einsätzen in den flüssigen Rohstahl eingebracht werden, bevor die Schmelze der Edel stahl erzeugung zugeführt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Stäuben bis zu 5 Gewichts-X, bezogen auf das mit ihnen eingebrachte Gewicht an Metalloxyden, Aluminiumpulver zugesetzt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Stäuben noch bis zu 5 Gewicht, bezogen duf das mit ihnen eingebrachte Gewicht an Metalloxyden, weitere, die Kohlellstoffaktivität steigernde Metallpulver zugesetzt werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das der Überschub an Kohlenstoff über das stöchionietrische Verhältni 10% beträgt, wobei die Oxydation des Kohlenstoffes bis zum Koilenmonoxyd zugrunde gelegt wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch qekennzeichnet, daß der Induktionsofen zeitlich intervallweise derart betrieben wird, daß die Badbewegung durch Stromabschaltung unterbrochen wird, solange das eingesetzte Reduktionsgut noch nicht überwieqend ausreduziert ist, und daß dann die Schmelze unter eingeschalteter Strom erneut aufgeheizt wird, bis sie derart über 1600°C erhitzt ist, daß der über dieser Temperatur liegende Wärmeinhalt der Schmelze gleich der Reduktionswärme und der Aufheizwärme des im jeweiligen Intervall eingesetzten Reduktionsgutes ist.