Kupolofenschlacke

Beim Schmelzen im Kupolofen gebildete Schlacke aus den zugesetzten Zuschlagstoffen, der Koksasche, dem mit der Gattierung eingeschleppten Sandanhang, dem Siliziumabbrand und den angegriffenen Futterbestandteilen. Die Kupolofenschlacke beeinflusst die chemische Zusammensetzung mdes erschmolzenen Rinneneisens und wirkt sich vor allem auf den Eisen- und Manganabbrand sowie auf den Silizium-, Kohlenstoff- und Schwefelgehalt des Eisens aus. Maßgebend ist unter anderem die ’ Basizität der Schlacke. Mit steigender Basizität, das heißt zunehmend basischer Schlacke, nimmt der Eisenund Manganabbrand ab, weil die Oxide FeO und MnO in basischen Schlacken weniger gebunden werden als in sauren. Bei gegebener Schlackenzusammensetzung wird der Verlust an Eisen, Mangan und Silizium mit steigender Temperatur geringer. Eine Erhöhung der Schlackenmenge wirkt dagegen in umgekehrter Richtung. In der Praxis sollten die FeO-Gehalte in der Schlacke 2 % bei saurer Ofenführung und 0,5 % bei basischem m,Betrieb nicht überschreiten, (’ Schlackenprobe).

Der Siliziumabbrand kann bei relativ niedrigen Kohlenstoffgehalten der Gattierung und bei niedrigen Ofenraum- und Eisentemperaturen bis zu 30 % betragen, vor allem wenn ein Überblasen stattfinden sollte. Umgekehrt kann es bei hohen C-Gehalten im Einsatz und bei hohen Ofenraum- und Eisentemperaturen zu einem Siliziumzubrand bis etwa 20 % durch Reduktion der aus Futterabbrand und Futterverschleiß stammenden Kieselsäure (SiO2) kommen. Bei üblicher Eisenzusammensetzung sollte daher mit Eisentemperaturen von 1480 bis 1500 °C gearbeitet werden, um eine möglichst weitgehende Annäherung der Si-Gehalte von Gattierung und Rinneneisen zu erzielen. Der Einfluss der Schlackenbasizität geht aus der Tabelle hervor.

Der Kohlenstoffgehalt des Rinneneisens fällt um so höher aus, je heißer und stärker reduzierend der Kupolofen gefahren wird und je höher der Kohlenstoffgehalt in der Gattierung ist. Auch mit zunehmender Schlackenbasizität steigt der Kohlenstoffgehalt im Rinneneisen an, weil bei basischem Betrieb höhere Temperaturen erforderlich sind und wegen der damit verbundenen stärkeren Entschwefelung auch eine vermehrte Aufkohlung möglich ist. Die entschwefelnde Wirkung der Schlacke ist dadurch gegeben, dass sich zwischen ihr und dem Eisen eine von Temperatur, FeO-Gehalt der Schlacke und Basizität abhängige Schwefelverteilung (% S im Eisen/ % S in der Schlacke) je nach Viskosität und Höhe der Schlackendecke einstellt; diese Schwefelverteilung wird mit steigender Temperatur und Basizität sowie mit abnehmendem FeO-Gehalt kleiner, das heißt die Entschwefelungswirkung der Schlacke nimmt zu. Im sauren Bereich (Basizität < 1,0) ist der Einfluss allerdings nur gering, da die Schwefelverteilung nur wenig verändert wird.

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