Elektroofen-, Konverterschlacken, Stäuben aus der Stahlher- stellung, Walzwerkzunder oder sekundärmetallurgischen Rück- ständen.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der WO 99/14381 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wurden Stahlschlacken gemeinsam mit Eisenträgern und insbeson- dere gemeinsam mit Feinerz über einem Eisenbad reduziert, um auf diese Weise umweltverträgliche Schlacken auszubilden. Zu diesem Zweck wurde unter anderem auch Si02 zur Einstellung einer vorteilhaften Schlackenbasizität oder A1203 zugesetzt, wobei der Zusatz von Eisenträgern, wie beispielsweise von Feinerzen in erster Linie dazu diente, derartige schwer aufzuarbeitende und mit konventionellen Verfahren schwer zu reduzierende Ausgangsstoffe sinnvoll einzusetzen, um die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu verbessern. Bedingt durch die relativ geringe Wärmeleitfähigkeit von Schlacken und eine gegenüber Eisen etwa 1,5 bis 2-fache Wärmekapazität ist für die Wirtschaftlichkeit derartiger Verfahren die erzielbare Wärmeübertragung bzw. der Nachverbrennungsgrad von wesent- licher Bedeutung. In jedem Fall ist aber für eine derartige Aufarbeitung von Stahlschlacken zur Erzielung umweltverträg- licher Schlacken mit einem relativ hohen Energieaufwand zu rechnen.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß gleichzeitig mit der Aufarbeitung von Schlacken wertvolle Rohstoffe gewonnen werden, welche die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens trotz er- höhten Energieaufwandes gewährleisten. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die flüssigen Stahlschlacken bzw. Eisenträger mit Chromerzen oder chrom-und/oder nickelhältigen Stäuben zur

Einstellung einer Schlackenbasizität von 1,2 bis 1,6 versetzt werden, wobei die Badtemperatur auf über 1600° C, insbesondere zwischen 1650° C und 1800° C, gehalten wird und ein kohlenstoffhaltiges Fe-Bad vorgelegt oder ausgebildet wird und daß die Schlacke und die gebildete Ferrochromlegierung gesondert abgestochen werden. Dadurch, daß Chromerze oder chrom-und/oder nickelhältige Stäube eingesetzt werden, besteht zwar prinzipiell die Gefahr eines überhöhten Chrom- oxidgehaltes in der Schlacke, welcher die Umweltverträglich- keit der auf diese Weise aufgearbeiteten Stahlschlacken wiederum ernsthaft in Frage stellen könnte. Dadurch, daß aber nun bei Badtemperaturen von über 1600° C gearbeitet wird, gelingt es überraschenderweise Schlackenendchromgehalte von weit unter 500 ppm zu erreichen und gleichzeitig Chrom aus derartigen Chromerzen nahezu quantitativ in das zur Reduktion eingesetzte Eisenbad überzuführen. Die Aktivität des Chroms im Eisenbad wird durch Chromcarbidbildung entscheidend herabge- setzt, wofür entsprechend kohlenstoffhaltiges Eisenbad vorge- legt oder ausgebildet sein muß. Der Kohlenstoffgehalt des Eisenbades soll hiebei in aller Regel über 3 Gew. % C gehalten werden, um sicherzustellen, daß die gewünschte Chromcarbid- bildung erfolgt, sodaß keine Rückverschlackung des reduzierten Chromoxides stattfindet. Endchromkonzentrationen eines der- artig vorgelegten kohlenstoffhaltigen Eisenbades können bis zu 60 Gew. % Chrom betragen, sodaß ein hochwertiger Metallregulus in Form von sogenannten Ferro-Chrom-Carbure, in welchem der Kohlenstoffanteil bis zu 9 Gew. % betragen kann. Trotz des geforderten hohen Temperaturniveaus ist die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Verfahrensweise aufgrund der Hochwertigkeit des Metallregulus gewährleistet, wobei die auf diese Weise ge- bildete Vorlegierung, welche im Edelstahlwerk eingesetzt werden kann, die Gesamtenergiekosten und Produktionskosten der entsprechend umweltverträglicher gewordenen Schlacken deckt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich ist das hohe Temperaturniveau von aber 1600° C, welches nur durch entspre- chende Nachverbrennung gewährleistet werden kann. Weiters muß

ein entsprechend rascher Stoffaustausch gewährleistet werden.

Diese Bedingungen können in vorteilhafter Weise dadurch einge- halten werden, daß die Chromerze oder chrom-und/oder nickel- hältigen Stäube über eine Heißwindlanze mit Korngrößen von unter 4 mm, vorzugsweise 0,5 bis 2 mm, auf das Bad aufgeblasen werden. Durch das Einblasen der Chromerze mit derartiger Kör- nung mit einem Strahl entsprechender Geschwindigkeit können hohe Turbulenzen ausgebildet werden, wodurch das Bad einer intensiven Rührwirkung ausgesetzt wird. Die aufgrund der Körnung gegebene große relative Oberfläche und die großen Scherkräfte zwischen den einzelnen Phasen und im besonderen zwischen der Gasphase, den Chromerzen, der Schlackenschmelze und der Metallschmelze führen zu entsprechend hohen Energie- und Stoffaustauschraten. Das geforderte Temperaturniveau kann in einfacher Weise dadurch sichergestellt werden, daß Heißwind mit Temperaturen zwischen 1200° und 1600° C eingesetzt wird.

Um eine entsprechende Nachverbrennung sicherzustellen, ist mit Vorteil der Heißwind auf einen Sauerstoffgehalt von 25 bis 40 Gew. % mit Sauerstoff angereichert, wobei ein frühzeitiges Ansteifen der Schlacke durch den fortschreitenden Reduktions- vorgang in vorteilhafter Weise durch Vermischen der Stahl- schlacken mit dem Chromerz in einem eigenen Mischgefäß er- folgen kann. In einem derartigen Mischgefäß kann die ent- sprechende Basizität und die Mischschlackentemperatur einge- stellt werden, wobei die Schlackenmischung beispielsweise mit Temperaturen von etwa 1750° C abgestochen und dem nachfol- genden Reduktionsaggregat zugeführt werden kann. Bei derartig hohen Schlackeneingangstemperaturen im Reduktionskonverter kann sogar auf Sauerstoffanreicherung des Heißluftstrahles verzichtet werden.

Mit Vorteil wird hier so vorgegangen, daß die flüssige Stahl- schlacke und die Chromerze in einer Schlackenpfanne gemischt und insbesondere unter Verwendung von Graphitelektroden elek- trisch beheizt werden und mit Temperaturen von über 1700°C, vorzugsweise über 1750°C, auf das Eisenbad aufgebracht

werden, worauf das Eisenbad aufgekohlt und Heißwind aufge- blasen wird. Das Eisenbad soll hier zur Verringerung der An- fangsreduktionsgeschwindigkeit niedriggekohlt bzw. mit Heiß- wind gefrischt vorliegen, wobei gleichzeitig hohe Bad- temperaturen sichergestellt werden. Ausgehend von C-Gehalten von beispielsweise Gew. % C im Fe-Bad wird der für die quantitative Abtrennung von Cr erforderliche C-Gehalt erst in der Folge durch Aufkohlung des Bades eingestellt.

Zur Erzielung besonders hoher Umweltverträglichkeit der behan- delten Stahlschlacke wird mit Vorteil die Basizität auf 1,4 bis 1,55 eingestellt.

Eine entsprechend sichere Durchmischung des Bades gelingt in besonders einfacher Weise dadurch, daß der Heißwind mit den Chromerzen bzw. chrom-und/oder nickelhältigen Stäuben mit Strahlgeschwindigkeiten von über 500 m/sec, insbesondere 700 m/sec, auf das Bad gerichtet wird.

Als Stahlschlacken kommen in Rahmen des erfindungsgemäßen Ver- fahrens bevorzugt Edelstahlschlacken zum Einsatz, wobei jedoch auch LD-, OBM-, Elekroofenschlacken sowie sekundärmetallur- gische Rückstände als Einsatzmaterial in Frage kommen. Chrom- erze können wenigstens teilweise durch Hochchrom-und nickel- belastete Stäube ersetzt werden, wobei in jedem Fall der Phosphoreintrag minimiert werden muß.

Insgesamt hat das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem Kohlenstoffgehalte bis zu 9 Gew. % im Bad erzielt werden können, den Vorteil, daß eine Rückverschlackung von Chrom in die Schlacke weitestgehend ausgeschlossen werden kann, wobei bei Temperaturen von 1650° C Restchromoxidgehalte in der Schlacke von unter 360 ppm beobachtet wurden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spieles näher erläutert. Stahlschlacke der nachfolgenden Zusammensetzung Stahlschlacke Komponente Anteil (%) CaO52 SiO231 Al2O33 FeO4,5 Cr2O39 CaO/SiO2 = 1,67 wurde mit Chromerz der nachfolgenden Zusammensetzung

Chromerz (Transwaal) (%)KomponenteAnteil Cr203 44,4 FeO25,05 SiO28,2 MgO5,3 Al2O316,62 solange versetzt, bis eine Zielbasizität von ungefähr 1,5 erreicht wurde. Chromerze sind in der Regel sauer, sodaß durch den Zusatz von Chromerzen die entsprechende Basizität einge- stellt werden kann.

Das Chromerz wurde über eine Heißgaslanze auf die Schmelze aufgeblasen, wobei als geschwindigkeitsbestimmender Schritt die Erzförderrate ermittelt wurde. Die Reduktion selbst verlief innerhalb von Sekunden und war lediglich abhängig von der Auflösekinetik und damit von der Körnung der Chromerze. Es wurde Chromerz mit einer Körnung von 0,5 bis 2 mm eingesetzt, wobei zur Erzielung der Zielbasizität von etwa 1,5 (CaO/SiO2), 1 Gew. Teil Stahlschlacke mit 0,442 Gew. Teilen Chromerz be- schossen wurde. Die erzielte Mischschlacke setzte sich aus 69,35 Gew. % Stahlschlacke und 30,65 Gew. % Chromerz zusammen und hatte die nachfolgende Zusammensetzung Mischschlacke Komponente Anteil (%) CaO36 Si02 24 Al2O37,2 FeO 10,8 Cr203 19,85 MgO1,63 CaO/SiO2= 1,5

Diese Mischschlacke wurde fortlaufend auf ein kohlenstoff- haltiges Eisenbad gebracht und reduziert, worauf in der Folge eine Schlacke der nachfolgenden Zusammensetzung Komponente Anteil (%) Cal 52,3 SiO234,8 Al2O310,5 M O 2, 4

erzielt wurde. Aus 1 t Mischschlacke entstanden 0,688 t einer derartigen Zielschlacke. Gleichzeitig wurde ein hochwertiger Metallregulus mit der nachfolgenden Zusammensetzung Fie 35 % Cr 55 % C 8 %

gebildet. Derartiges Ferro-Chrom-Carbure konnte in der Folge direkt als Vorlegierung im Edelstahlwerk eingesetzt werden.

Zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Behandlungstemperatur der Schlacke mit über 1600° C hatte sich als vorteilhaft herausgestellt, zum Heißwindstrahl Kohlestaub und Kohle zuzu- geben. Die Energiebilanz kann auf diese Weise durch sehr billige thermische Kohle, aber auch durch Zugabe von Schweröl oder Erdgas ökonomisch verbessert werden.