Fundamental research on phosphorus behaviour in the smelting reduction process

Abstract

The behaviour of phosphorus in the smelting reduction process was investigated in this paper. Experiments were carried out under the conditions of smelting reduction: the phosphate reduction in molten slag by solid carbon, liquid iron saturated with carbon and CO gas, respectively. Furthermore, experiments on the phosphate reduction in pre-reduced iron ore by liquid iron saturated with carbon were carried out respectively when liquid iron was in permanent contact with molten pre-reduced iron ore, and when powders of the pre-reduced iron ore were injected into the iron bath from the bottom. The results showed that there was considerable unreduced P2O5 in the slag. Part of the reduction product of phosphorus escaped from the bath, while the other part was absorbed by liquid iron. The pig iron with low content of phosphorus can be obtained by smelting reduction in comparison with blast furnace. In the process of liquid iron bath with coal-oxygen-ore injection, the phosphorus content in liquid iron could be kept constant in 100 kg scale tests. In dieser Arbeit wurde das physikalisch-chemische Verhalten von Phosphor während der Schmelzreduktion untersucht. Die Versuche wurden unter den bei der Schmelzreduktion herrschenden Bedingungen durchgeführt, also Phosphatreduktion in der flüssigen Schlacke mit festem Kohlenstoff, kohlenstoffgesättigtem Eisen und CO-Gas. Weitere Versuche beschäftigten sich mit der Reduktion des Phosphates in vorreduziertem Eisenerz durch flüssiges, kohlenstoffgesättigtes Eisen, das ständig mit dem aufgeschmolzenen vorreduzierten Eisenerz in Kontakt war. Dabei wurde auch das Einblasen von vorreduziertem Feineisenerz durch den Boden mitberücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, daß unter den Bedingungen der Schmelzreduktion eine beträchtliche Menge an unreduziertem Phosphat in der Schlacke zurückbleibt. Zum Teil entweicht der reduzierte Phosphor aus dem Bad, der Rest wird vom flüssigen Eisen absorbiert. Verglichen mit dem Hochofen liefert die Schmelzreduktion ein Roheisen mit niedrigem Phosphorgehalt. Versuche im 100-kg-Maßstab mit Bodeneinblasen von Gemischen aus Kohle, Sauerstoff und Erz zeigen, daß der Phosphorgehalt der Schmelze konstant gehalten werden kann.