CS272362B1

CS272362B1 - Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem ohromu, niklu a fosforu

Info

Publication number: CS272362B1
Application number: CS881252A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Prof Ing Drsc Parma; Jiri Ing Csc Bazan
Original assignee: Vaclav Prof Ing Drsc Parma; Jiri Ing Csc Bazan
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS125288A1

Abstract

Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem ohromu, niklu a fosforu, zejména s 2 % hmot. chrómu, 0,4 % hmot. niklu a 0,13 % hmot. fosforu, se provede ve dvou stupních. V prvním stupni se do surového železa přivádí kyslík a okuje za současného promíchávání lázně, například argonem, načež po stažení strusky se ve druhém stupni do lázně přivádí kyslík a struskotvorná směs tvořená okujemi, vápnem a kazivcem za opětovného současného promíchávání lázně, například argonem. Surové železo se může před zpracováním obohatit chromém a niklem. Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem ohromu, niklu a fosforu je využitelný v hutnictví při zpracování surového železa.

Description

Vynález pojednává o úpravě chemického složení surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu, v pánvi.

V současné době při výrobě niklu vzniká odpad s hmotnostním obsahem 51 až 54 % železa, 0,3 až 0,6 % manganu, 0,1 až 0,2 % niklu, 2,2 až 2,6 % chrómu, 7 až 10 % oxidu křemičitého Sit^, 4 až 6 X oxidu hlinitého AlgOj, 1 až 3 X oxidu vápenatého CaO, 0,5 až 1,5 X oxidu hořečnatého MgO, 0,1 až 0,2 X oxidu titaničitého T1O2, 0,2 až 0,4 X alkalií, 0,05 až 0,08 X síry a 0,02 až 0,04 X fosforu, který se využívá pouze v malé míře a hromadí se na odvalech.

Při částečném zpracování tohoto odpadu na aglomeračním pásu a potom ve vysoké peci se získá surové železo, které má následující hmotnostní složení 4,1 až 4,3 X uhlíku, 0,6 až 0,8 % manganu, 0,7 až 0,9 X křemíku, okolo 2 X chrómu, okolo 0,4 X niklu, 0,12 až 0,13 X fosforu a 0,02 až 0,03 síry. Toto surové železo je svým složením pro zpracování v ocelárnách, zejména s ohledem na vysoký obsah fosforu nevhodné, neboť zpracování v ocelárnách běžnou stávající technologií má řadu nevýhod. V průběhu zkujnovacího pochodu se totiž převážná část chrómu oxiduje a přechází do strusky a zbytkový obsah chrómu a niklu v oceli u většiny taveb převyšuje jeho přípustný obsah. V podnicích s uzavřeným hutním cyklem při zpracování vlastního odpadu v ocelárnách a ocelářské strusky ve vysoké peci dochází k nežádoucímu oběhu chrómu, včetně nežádoucího zvyšování jeho hladiny v oceli. Zvyšování obsahu oxidu chromitého Cr₂0j v ocelářských struskách omezuje zpracování těchto strusek mletím pro zemědělství v důsledku toxických účinků C^Oj.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu, zejména s 2 X chrómu, 0,4 X niklu a 0,13 X fosforu, prováděný ve dvou stupních podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v prvním stupni se do surového železa přivádí kyslík a okuje za současného promíchávání lázně, například argonem, načež po stažení strusky se ve druhém stupni do lázně přivádí kyslík a struskotvor ná směs tvořená okujemi, vápnem a kazivcem za opětovného promíchávání lázně, například argonem, Surové železo se před zpracováním může obohatit chromém a niklem.

Způsob podle vynálezu umožňuje využívání odpadu z výroby niklu po jeho zpracování ag lomerací a dále ve vysoké peci. Oxidačním odfosfořením surového železa se zvýšeným obsahem chrómu a niklu v transportních anebo nalévacích pánvích se získá upravené surové železo pomocí plynného kyslíku a směsi okují, vápna a kazivcem které lze použít při výrobě legovaných ocelí chromém a niklem. Způsob podle vynálezu umožňuje likvidaci- odpadu, který se dosud nevyužit převážně skladoval na haldách, takže řeší ekologický i ekonomický problém výskytu nevyužívaných druhotných hutních surovin.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v příkladu a tabulce pro provádění způsobu zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu podle vynálezu.

Příklad

Technologie oxidačního odfosfoření a odsíření surového železa se zvýšeným obsahem chrómu a niklu se provedlo ve dvou stupních a to tak, že nejdříve se oxidoval pomocí plyn ného kyslíku křemík a po stažení vzniklé strusky se provedlo odfosfoření a to opět dmýchá • ním kyslíku do tekutého kovu, přičemž na hladinu kovu se přidávala struskotvorná směs z okují, vápna a kazivce. V následující tabulce je uvedena ověřená potřeba okují a kyslíku v závislosti na obsahu křemíku v surovém železe.

CS 272362 Bl

Obsah Si v surovém železe (% hmot.)	Celkové množství kyslíku (m³)	Intenzita dmýchání kyslíku (m³.min^-1)	Množství vzniklého oxidu SiO₂(kg)	Množství přidaných okují (kg)
0,7	560	80,0	1 500	3 286
0,8	640 ’	. 91,4	1 714	3 754
0,9	720	' 102,85	1 928	4 223
1,0	800	114,30	2 143	4 694
1,1	880	125,70	2 357	5 163
1,2	960	, 137,14	2 571	5 632

Optimální odfosfoření surového železa vyžadovalo jeho okřemičení s následným odfosfořením. Pro výpočet potřebných médií bylo uvažováno následující chemické složení surového železa v % hmot.: 4,1 % uhlíku, 0,7 % manganu, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2 % křemíku, 0,13 % fosforu, 0,02 % síry a 0,1.4 % chrómu. V případě nalití 100 t surového železa do pánve bylo pro oxidaci křemíku nutno přivést následující množství kyslíku pro reakci, S'i + Oj ~SiOg, tedy 28 kg + 22,4 m³ —> 60 kg. Předpokládaná doba dmýchání kyslíku překročila 7 minut, této době odpovídají i příslušné intenzity dmýchání. Množství vzniklého . -1 oxidu křemičitého S1O2 se pohybovalo v rozmezí 15,0 až 25,7 kg.t surového železa. Vzniklý oxid křemičitý SiOj při oxidaci křemíku se vázal na oxid železnatý FeO, případně oxid vápenatý Cap. Aby se předešlo ztrátám železa, bylo třeba do pánve přidávat suché okuje, nezbytné pro reakci (SÍO2) + 2(Fe0) —> SiOjCFeOjj. Při výpočtu potřebného množství okují bylo uvažováno následující chemické složení: 65 % oxidu železnatého FeO, 33 % oxidu železitého Fe₂0j, zbytek oxid křemičitý Si0₂, oxid manganatý MnO, síra, oxid fosforečný P₂0₅a Fe_kov> Oxid železitý FejOj byl uvažován na oxid železnatý FeO pomocí koeficientu 1,35. Vypočtené množství je uvedeno ve výše uvedené tabulce.

Aby se dosáhlo maximální intenzity míchání surového železa v pánvi, bylo nutno přivádět dnem pánve argon v množství více než 0,006 m^.ť^.min”^·. Místo argonu lze použít dusík. Jakmile se ubsah křemíku snížil na hodnotu pod 0,1 % hmot., přerušilo se dmýchání kyslíku na lázeň a stáhla se struska. Potom ve druhém stupni se přidávala na lázeň odfosfořovací směs, složená z 60 % okují, 10 % kazivce a 30 % vápna. Lze použít také směs, která obsahuje menší podíl okují a větší podíl vápna. Za předpokladu, že obsah fosforu poklesne z 0,13 na 0,026 %, potom na jeho oxidaci a převod do strusky bude v souladu s následující rovnicí 2(P) + 5(FeO) + 4(CaO) —(CaO)^ . P₂0₅ + 5Fe třeba 62 kg + 360 kg + + 224 kg --->366 kg + 280 kg, je tedy zapotřebí 603,8 kg oxidu železnatého FeO a 375,7 kg oxidu vápenatého CaO, což při uvažování 10 % volného CaO ve strusce představuje 403,2 kg vápna na 100 t surového železa při 93 % CaO. Tomuto množství vápna odpovídá v odfosfořovací směsi 551 kg okují a 103 kg kazivce.

Po takto provedeném odfosfoření a odsíření surového železa se dosáhlo poklesu obsahu fosforu o 87 % a obsahu síry o 34 %. Zároveň došlo ke snížení obsahu chrómu a uhlíku do výše 15 %. Výsledný produkt se využil při výrobě legovaných chromniklových ocelí pochodem VOD, Vakuvit nebo ADD.

Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu podle vynálezu je využitelný v hutnictví při zpracování surového železa.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu, zejména s 2 ž hmot, chrómu, 0,4 % hmot, niklu a 0,13 % hmot, fosforu, prováděly ve dvou stupních, vyznačující se tím, že v prvním stupni se do surového železa, přivádí kyslík a okuje za současného promíchávání lázně, například argonem, načež po stažení strusky se ve druhém stupni do lázně přivádí kyslík a struskotvorná směs tvořená okujemi, vápnem a kazivcem za opětovného současného promíchávání lázně, například argonem.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že surové železo se před zpracováním obohatí chromém a niklem.