Alternativ zum Hochofen wird Roheisen auch in weiteren Verfahren großtechnisch gewonnen. Zwei industriell umgesetzte Verfahren sind der Corex® bzw. der Finex® Prozess, in denen Eisenerz erst zu festem, metallisiertem Eisenschwamm vorreduziert und anschließend in einem Einschmelzvergaser zu Roheisen erschmolzen wird. Der Abstich erfolgt analog zum Hochofen. Die Schlackenzusammensetzung ist aber aufgrund der geänderten Prozessführung und der eingesetzten Rohstoffe (Kohle statt Koks) deutlich unterschiedlich zum Hochofen. Insbesondere sind höhere Schwefeleinträge möglich und somit Schefelgehalte in der Schlacke bis etwa 1,6% üblich.
Für den Einsatz günstiger, schwefelreicher Rohstoffe ist es von Interesse, die Grenzen des maximal möglichen Schwefelgehalts in der Schlacke zu kennen. Da dieser über die Schlacke aus dem System entfernt werden muss und die Schwefelgehalte im Roheisen nicht ansteigen dürfen, ist dieser Grenzwert von der Schwefelverteilung zwischen Schlacke und Roheisen abhängig. Wichtiger Einflussfaktor darauf ist die Schwefelsättigung der Schlacke, oberhalb derer eine ausreichende Entschwefelung des Roheisens nicht mehr möglich ist. (Abb.1)
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Abb.1: angenommener Verlauf der Schwefelkonzentration in Schlacke bzw. Roheisen und der daraus resultierenden Schwefelverteilung Svert zwischen Roheisen und Schlacke in Abhängigkeit von der ins System eingebrachten Gesamtmenge an Schwefel. |
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkung der Erhöhung des Schwefelgehalts in typischen Corex®/Finex®-Schlacken und die Ermittlung der Schwefelverteilung zwischen Schlacke und Roheisen. In Laborversuchen sollen die Schwefelsättigung sowie die Verteilung zwischen Roheisen und Schlacke bei unterschiedlichen Schwefelgehalten bestimmt werden und damit zu Erkenntnissen über den möglichen Einsatz günstigerer (schwefelreicher) Rohstoffe beitragen.
Projektinhalt:
- Literaturrecherche über Schwefel in Schlacken – mit Schwerpunkt auf hohen Schwefelgehalten und Theorie zur Schwefelverteilung.
- Laborversuche: Bestimmung der Schwefelsättigungskonzentration verschiedener Schlackenzusammensetzungen sowie der Verteilung zwischen Schlacke und Roheisen unter Variation von Temperatur, Gesamtschwefelgehalt und spezifischer Schlackenmenge.
- Wissenschaftliche Beschreibung der Erkenntnisse, Rückschlüsse auf mögliche Einsatzstoffe
Partner: Primetals Technologies Austria GmbH
Betreuung:
Dipl.-Ing. Anton Pichler (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Univ.-Prof. Dipl.-Ing.Dr.techn. Johannes L. Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
