Grundlagenuntersuchungen über den Stoffaustausch zwischen flüssigem Eisen und Schlacke beim Sprühraffinationsverfahren

Bei den metallurgischen Reakt'ionen, die zur Reinigung der Hetalle dienen, findet ein Stoffaustausch zwischen verschiedenen Phasen statt. Es wird meist angestrebt, durch Schlacke-Bad-Heaktionen die Begleitelemente des Hetalls auf einen möglichst niedrigen Gehalt zu bringen. Oie Bntfernung eines Begleitelementes ist umso schwie riger, je kleiner der zulässige Gehalt des unerwünschten Elementes ist. Zur ~ntfernung einzelner Elemente wurden spezielle Verfahren entwickelt, wie z. B. das ~SU-Ver fahren oder das Vakuum-Verfahren zur i,ntfernung von Gasen. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren mit transi torischem Phasenkontakt angewendet, um in relativ kurzer Zeit eine Haffination des Metalls durchzuführen. Der transitorische Phasenkontakt zeichnet sich durch einen günstigen Grenzflächenkontakt zwischen den beteiligten Phasen aus. Für Schlacke-Metall-Heaktionen wurde dies zum ersten ~Iall von H. I'errin 1) erörtert und von H. Schenck 2) weitergeführt. lJurch die Vergrösserung der Kontaktfläche zwischen Metall und Schlacke bei der Raffination wird eine (~uali tä tsverbesserung und "ostensenkung erreicht. In Anlehnung an das Sprühfrischverfahren wird das in die ser Arbeit an{','ewandtc Verfahren "Sprühraffinationsver fahren" genannt. - 2 - 2,'Theoretische Grundlagen t.l. Theorie des Stoff'tiberganges zwischen verschiedenen Phasen Die Grundlagender theoretischen Betrachtungen zum Stoff transport zwischen flüssigem Metall und Schlacke sind von H. Schenck und Mitarbeiter 2-7), l~. Plöckinger und H. Straube 8) sowie H. Krainer und Mitarbeiter 9-13) behandelt worden. Die Heaktionsgeschwindigkeit eines heterogenen Stoffaus~ tausches wird durch einen der folgenden Teilschritte be stimmt. Dabei ist der Vorgang, der am langsamsten abläuft, geschwindigkeitsbestimmend: 1. Transport der Heaktionsteilnehmer aus dem Innern der beteiligten Phasen zur Grenzfläche der betreffenden Phasen.

Klappentext

Bei den metallurgischen Reakt'ionen, die zur Reinigung der Hetalle dienen, findet ein Stoffaustausch zwischen verschiedenen Phasen statt. Es wird meist angestrebt, durch Schlacke-Bad-Heaktionen die Begleitelemente des Hetalls auf einen möglichst niedrigen Gehalt zu bringen. Oie Bntfernung eines Begleitelementes ist umso schwie­ riger, je kleiner der zulässige Gehalt des unerwünschten Elementes ist. Zur ~ntfernung einzelner Elemente wurden spezielle Verfahren entwickelt, wie z. B. das ~SU-Ver­ fahren oder das Vakuum-Verfahren zur i,ntfernung von Gasen. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren mit transi­ torischem Phasenkontakt angewendet, um in relativ kurzer Zeit eine Haffination des Metalls durchzuführen. Der transitorische Phasenkontakt zeichnet sich durch einen günstigen Grenzflächenkontakt zwischen den beteiligten Phasen aus. Für Schlacke-Metall-Heaktionen wurde dies zum ersten ~Iall von H. I'errin 1) erörtert und von H. Schenck 2) weitergeführt. lJurch die Vergrösserung der Kontaktfläche zwischen Metall und Schlacke bei der Raffination wird eine (~uali tä tsverbesserung und "ostensenkung erreicht. In Anlehnung an das Sprühfrischverfahren wird das in die­ ser Arbeit an{','ewandtc Verfahren "Sprühraffinationsver­ fahren" genannt. - 2 - 2,'Theoretische Grundlagen t.l. Theorie des Stoff'tiberganges zwischen verschiedenen Phasen Die Grundlagender theoretischen Betrachtungen zum Stoff­ transport zwischen flüssigem Metall und Schlacke sind von H. Schenck und Mitarbeiter 2-7), l~. Plöckinger und H. Straube 8) sowie H. Krainer und Mitarbeiter 9-13) behandelt worden. Die Heaktionsgeschwindigkeit eines heterogenen Stoffaus~ tausches wird durch einen der folgenden Teilschritte be­ stimmt. Dabei ist der Vorgang, der am langsamsten abläuft, geschwindigkeitsbestimmend: 1. Transport der Heaktionsteilnehmer aus dem Innern der beteiligten Phasen zur Grenzfläche der betreffenden Phasen.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Theoretische Grundlagen.- 3. Beschreibung des Sprühraffinationsverfahrens und der Versuchsapparatur.- 4. Maßnahmen zur Erzeugung der geeigneten Tropfengröße.- 5. Wirkung der Sprühraffination, untersucht an der Entschwefelung des Roheisens.- 6. Bestimmung des Schwefelübergangskoeffizionten ?S für das Sprühraffinationsverfahren.- 7. Vergleich der verschiedenen Verfahrensweisen.- 8. Stahlentschwefelung.- 9. Zusammenfassung.- 10. Literaturverzeichnis.- 11. Zusammenstellung der Kurzzeichen und Definitionen.- 12. Tabellen.- 13. Bilder.