Charakterisierung von Schlackenphasen und deren Auswirkung auf den LD-Prozess

Abstract

ZusammenfassungFür das Einstellen der geforderten Zielgehälter an Phosphor im LD-Rohstahl ist dessen Abbindung in den sich bildenden mineralogischen Phasen der LD-Schlacke sowie die sich einstellende Schlackenviskosität entscheidend. Um die Auswirkung schwankender Rohstoffqualitäten und damit einhergehend signifikant erhöhter Initial-Phosphorgehälter im Roheisen (bis zu 1200 ppm) hinsichtlich der Phasenausbildung und damit dem potenziellen Phosphoraufnahmevermögen der Schlacke zu untersuchen, wurde der mineralogische Aufbau von Betriebsschlacken mit einem gezielt eingestelltem P‑Start-Gehalt von 1200 ppm mit Hilfe der analytischen Methoden LIMI, REM-BSE/EDX, RFA und XRD bestimmt und jener mit dem ebenfalls analysierten Aufbau von Referenzschlacken (P-Start-Gehalt < 25 ppm) gegenübergestellt. Weiters wurde für die Bewertung der Plausibilität und der künftigen Anwendbarkeit thermodynamisch ermittelter Ergebnisse ein Vergleich der experimentell identifizierten Phasenzusammensetzung, mit jener aus den thermodynamischen Berechnungen mittels der Software FactSage 8.1 durchgeführt. Dabei wurde durch die durchgehende Präsenz des β‑Dicalciumsilikats (Larnit) in den High-P-Schlacken, welche als Hauptphase für die Entphosphorung wirkt, der P‑Einbau in dieser Phase über alle Methoden hinweg identifiziert. Allerdings geht sowohl analytisch als auch thermodynamisch berechnet hervor, dass jenes zusammen mit den anderen primär auftretenden Phasen der Schlacke als Festphase vorliegt, wodurch bei hohen P‑Gehältern die Schlackenviskosität, welche ein entscheidender Faktor für das Ablaufen der metallurgischen Frischreaktionen im LD-Konverter ist, maßgeblich beeinflusst wird und damit das Optimierungspotential hinsichtlich der Steuerung der Phasenausbildung durch Anpassung der Zugaben limitiert ist.