CS276956B6 - Surovina pro výrobu technického železa a jeho slitin - Google Patents

Abstract

Použití produktu alkalického loužicího procesu obsahujícího alespoň 70 hmot. procent uhlíku, zbytek oxidy železa a jiné inertní nečistoty jako suroviny při výrobě technického železa a jeho slitin.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká použití produktu vznikajícího při zpracování podřadného uhlí s vysokým obsahem pyritu, odpadů z úpravy uhlí a ze zpracování organických odpadních látek, při výrobě technického železa a jeho slitin jako jsou např. surová železa, litiny nebo oceli.

Dosavadní stav techniky

Je známo zpracování organických látek alkalickým loužicím procesem, jehož podstatou je reakce alkalického hydroxidu se vstupními surovinami v tavenině, za teploty v rozsahu 300 až 450 °C za atmosférického tlaku, při které dochází k rozkladu organických látek za současného uvolnění vodíku a k převedení popelovin na látky ve vodě rozpustné. Při následném loužení reakční směsi vodou dochází k extrakci sloučenin křemíku, hliníku, síry aj. do promývacího roztoku.

Zbývající nerozpuštěný zbytek je tvořen v převážné míře uhlíkem s proměnlivým obsahem oxidů železa. Uvedený produkt se po následném odstranění oxidů železa používá jako palivo v elektrárnách, popř. jako absorbční materiál.

Je známo, že při výrobě technického železa a jeho slitin v kyslíkových konvertorech se spodním dmýcháním se používá jako ochranné médium i jako palivo směs uhlovodíků. Při alotermických postupech využívajících větší podíl šrotu ve vsázce se pro zlepšení enthalpické bilance využívají fosilní paliva, případně produkty vyrobené z těchto paliv, např. mletý uhelný koks, smolný koks, odpadní grafit, nebo jemně mleté uhlí, které jsou přidávány do ochranného média.

Nevýhodou použití mletého uhlí a mletého uhelného koksu je vysoký obsah síry a popelovin, které zhoršují vlastnosti vyráběného produktu a nepříznivě ovlivňují podmínky tavení. Tento nedostatek bývá částečně potlačen výběrem surovin, což není ekonomicky ani technicky optimální.

Nevýhodou použití mletého koksu, a to jak vyrobeného z dehtu, tak koksu vyrobeného z tříděného uhlí je nesnadná pneumatická transportovatelnost způsobená tím, že jednotlivé částice jsou ostrohranné a vytvářejí tudíž s nosným plynem směs o vysoké kinematické viskozitě.

Nevýhodou použití grafitu je jeho nízká sypná hmotnost, která činí potíže při skladování a manipulaci. Částice grafitu se snadno rozptylují ve vzduchu a výrazně zhoršují pracovní prostředí.

Společnou nevýhodou výše uvedených materiálů je jejich vysoká cena.

Výše uvedené nevýhody se projevují i při jiných metalurCS 276956 B6 gických procesech, např. při legování oceli v pánvi nebo při dmýchání prachového uhlí do vysoké pece.

Nyní bylo nově zjištěno, že produkt alkalického loužicího procesu má výhodnou kombinaci fyzikálních a chemických vlastností. Při velmi příznivém chemickém složení daném vysokým obsahem uhlíku a vítaných příměsí jako jsou kysličníky železa, obsahuje velmi málo látek škodlivých pro výrobu technického železa a jeho slitin, to je zejména kysličníků křemičitého, hlinitého a sloučenin síry, arzénu a kadmia. Současně má uvedený produkt fyzikální vlastnosti potřebné při výrobě technického železa a jeho slitin. Je to zejména optimální tvar zrn a optimální sypná hmotnost umožňující snadnou pneumatickou transportovatelnost, při současně vysokém specifickém povrchu nutném pro urychlení reakční kinetiky.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je použití produktu reakce alkalického hydroxidu s organickými látkami při teplotě 300 °C až 1 000 °C, který byl následně loužen vodou a oddělen od matečního louhu, a který obsahuje alespoň 70 % hmotnostních uhlíku a nejvýše 0,15 % hmotnostních síry a má sypnou hmotnost od 0,4 g/cm³ do 1 g/cm³, jako suroviny při výrobě technického železa a jeho slitin.

Výhodou použití produktu alkalického loužicího procesu je, že jeho částice mají při výhodném chemickém složení schopnost vytvářet směs s nosným plynem, která má v důsledku tvaru částic nízkou kinematickou viskozitu a je tudíž snadno pneumaticky transportovatelná a nevytváří úsady v pneumatickém systému.

Příklad 1

K bližšímu osvětlení je dále uvedeno příkladné použití produktu alkalického loužicího procesu při výrobě oceli v kyslíkovém konvertoru. 40 kg produktu alkalického loužicího procesu s obsahem uhlíku 78 hmot, procent, 0,2 hmot, procent síry a 20 hmot, procent oxidů železa, zbytek jiné inertní nečistoty, bylo postupně vháněno s ochranným médiem do poloprovozního 5-ti tunového kyslíkového konvertoru pro výrobu oceli. Ocel byla vyrobena se sníženou energetickou náročností a nižší spotřebou vápna ve srovnání s dříve používanými postupy. Obsah oxidu siřičitého ve spalných plynech byl pod mezí detekce použitého analytického postupu.

Příklad 2

Dle druhého příkladu bylo produktu alkalického loužicího procesu použito k úpravě obsahu uhlíku v oceli;, a to dávkováním do pánve. Během odpichu oceli vyrobené v elektrické peci bylo do 50-ti tunové pánve vneseno 50 kg produktu alkalického loužicího procesu. Během dávkování nedocházelo k víření částic vzduchem, přičemž reakce byla dostatečně rychlá, takže částice nevyplavaly na povrch oceli.

Průmyslová využitelnost

I »

Produkt alkalického loužicího procesu lze dále využít při výrobě aglomerátu, surového železa a jako redukovadla při výrobě feroslitin.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Použití produktu reakce alkalického hydroxidu s organickými látkami při teplotě 300 °C až 1 000 °C, který byl následně loužen vodou a oddělen od matečního louhu, a který obsahuje alespoň 70 % hmotnostních uhlíku a nejvýše 0,15 % hmotnostních síry a má sypnou hmotnost od 0,4 g/cm³ do 1 g/cm³, jako suroviny při výrobě technického železa a jeho slitin.

   Konec dokumentu