CZ19613U1 - Metalurgická přísada - Google Patents

Description

Metalurgická přísada

Oblast techniky

Technické řešení se týká metalurgické přísady ve formě briket či pelet z doposud odpadových kovových materiálů, která je určena pro využití ve vsázce do vysokých pecí, ocelářských pecí, kuploven či jiných hutních agregátů nebo při aglomeraci.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známá řada řešení, umožňující opětovné využití velké části odpadových zejména kovových materiálů ve vsázce do různých hutních agregátů, a to jejich lisováním do briket či zpracováním do pelet.

to Například ze zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV 1990-4215 je známý suchý způsob briketování hutních prachů za studená, při němž se hutní prach, např. ocelový prach, vzniklý pri dmýchání kyslíku, ve směsi s alespoň s jednou z látek, jako je vápno, dolomit, magnezit, dunit, olivín a bauxit, lisuje pri teplotě 20 °C tlakem nad 1000 MPa na přepravy schopné bezprašné brikety.

Rovněž je známý způsob výroby za studená lisovaných briket z hutních odpadů, obsahujících železo, např. okuje, jejich mícháním s pojivém, např. s vápenným hydrátem a melasou dle přihlášky vynálezu CZ PV 1994 - 1523, při němž se okuje míchají s hematitickou jemnou látkou.

Z patentu CZ 297694 je pak známá přísadová briketa vč. způsobu její výroby, vytvořená na bázi hutních odpadů a pojiv, nicméně cílem tohoto řešení je zejména zpracování a následné využití chemicky nestabilních hutních kalů. Z přihlášky vynálezu CZ PV 2006-215 je pak známá obdob2o ná přísadová briketa, obsahující kromě chemicky stabilizovaných hutních kalů dále až 80 % hmotn. feritického podílu, tvořeného např. okujemi, ocelovými či litinovými třískami, drobnými částicemi kovového Šrotu nebo jehlicemi, broky či jejich směsí.

Řešení dle patentového spisu EP 1329524 se zabývá výrobou křehkých výlisků z hutních odpadů s určitým obsahem oleje, ke kterým se přidává 2 až 30 % hmotn. ztužovadla a příp. 5 až 50 % hmotn. koksu a 10 až 30 % hmotn. odprašků. Tyto křehké výlisky se drtí a následně zpracovávají do ocelárenských briket.

Tato známá řešení jsou však v mnoha případech nepoužitelná pro takové prachové a drobné podíly, jako je například prach z odsávání, vznikající pri broušení, vrtání a dalších způsobech mechanického opracovávání, drobné broky z tryskání, či některé druhy okují včetně zaolejovaných, protože tyto nejsou natolik soudržné, aby mohly být cestou lisování či vibrolisování pomocí vysokého tlaku zkusověny a vráceny zpět do hutních agregátů a zde plnohodnotně využity, neboť tyto brikety jsou fyzikálně nestabilní a rozpadají se ať již v podstatě ihned po vyrobení či pri následné manipulaci s nimi v průběhu jejich skladování nebo transportu nebo pri jejich přidávání do vsázky.

V současné době se proto značná část těchto materiálů v prachové formě nebo o drobné kusovosti deponuje na skládkách, popřípadě se i vrací do hutních agregátů, obvykle však bez jakéhokoliv většího využití, neboť buď okamžitě shoří, nebo se vznesou a zachytí bez užitku na filtrech. Úkolem předkládaného technického řešení je proto rozšířit možnosti zpracovávaných odpadů i na do formy zpevněných a do briket či pelet zkusověných drobných až prachových frakcí, obsa40 hujících metalické a/nebo oxidické podíly železa a/nebo oceli, litiny, hliníku a barevných či jiných kovů, vznikající jako odpady nebo vedlejší produkty při opracovávání kovových materiálů, které jsou určeny pro využití ve vsázce do vysokých pecí, ocelářských pecí, kuploven či jiných hutních agregátů nebo pro aglomeraci a které mají i dostatečnou kusovost, otěru vzdomost a pevnost, aby byly dobře tavitelné a nerozpadaly se během manipulace a následného tavení znovu do drobných a prachových komponent.

-1 CZ 19613 Ul

Podstata technického řešení

Tento úkol je řešen metalurgickou přísadou ve formě briket či pelet z odpadových kovových materiálů, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 10 až 98 % hmotn. zpevněných a do briket Či pelet zkusověných drobných až prachových frakcí, obsahují5 cích metalické a/nebo oxidické podíly železa a/nebo oceli, litiny, hliníku, barevných či jiných kovů, vznikající jako odpady nebo vedlejší produkty při třískovém obrábění kovových materiálů, jako např. při broušení, tryskám' a podobně, a 0,5 až 40 % hmotn. redukčního činidla.

Redukční činidlo je přitom tvořeno nejméně jedním materiálem ze skupiny redukčních materiálů, kterou tvoří koks, antracit, grafit, petrolejový koks, uhlí a podobně, a to včetně jejich podsítných io a prachových frakcí.

Podstata technického řešení spočívá dále v tom, že metalurgická přísada může obsahovat 0,5 až 25 % hmotn. pojivá, případně 5 až 40 % hmotn. dalších metalurgicky zpracovatelných materiálů podle požadavků odběratele jako jsou feroslitiny, např. FeSi, FeSi Mn, bauxit, vápenec, dolomit, různé druhy strusek a podobně.

Podstata technického řešení dále spočívá v tom, že metalurgická přísada obsahuje max. 10 % hmotn. vody.

Základním principem technického řešení je přídavek redukčního činidla, kterým bude redukován podíl již vzniklých oxidů, což umožňuje zvýšit využití obsahu kovů v nich obsažených. Zpracovávaná směs drobných feritických a oxidických podílů za případného přidání pojivá je již stan20 dardním způsobem následně lisována, pěchována Či dusána, s výhodou za pomoci vibrací, do briket a/nebo pelet o potřebné velikosti. Rovněž je možné tuto směs zkusovět pomocí nabalování jednotlivých vrstev, jak je tomu v případě zpracování v peletizační míse.

V jiné alternativě je možno jako v podstatě základní materiál použít například drobné podíly koksu, antracitu, uhlí a k těmto podílům pak přidat 1 až 40 % podílu Fe v jakékoliv podobě.

Výhodou takovéhoto zkusovění drobných feritických a oxidických podílů podle technického řešení s ohledem na dosavadní stav techniky je zejména fakt, že takto vyrobená briketa je schopna „samoredukce“ oxidů v nich obsažených na kusové Fe a následně se celá briketa nataví a plynule přejde do tekutého Fe. Z laboratorních zkoušek provedených u těchto briket vyplývá, že při tomto způsobu zkusovění lze dostat do tekuté fáze přes 90 % Fe v briketě či peletě obsaže30 ných, a to včetně železa v oxidech resp. jak železa v metalické tak i oxidické formě.

Rovněž lze takto zpracovat materiály o různé velikosti, tvaru, či chemickém složení včetně například směsi kuliček z otrysků, prachových podílů z filtrů a okují. Jedná se jak o suché, tak o mokré podíly.

Množství pojivá je přímo úměrné tlaku při lisování jakož i charakteru zpracovávaných materiálů.

Při použití vysokých tlaků, jako např. při tlaku 510 MPa je možno u některých materiálů přidat pouze redukční činidlo, u jiných je zapotřebí přidat i malé množství pojivá.

Pokud se však jedná o způsob výroby nabalováním v peletizační míse, je zde nutné přidat k redukčnímu činidlu pojivo vždy, přičemž typ a množství pojivá závisí na požadavcích odběratele a množství zpracovávaného materiálu, jakož i na konečném použití ve vsázce. Je však nutné, aby bylo pojivo přidáváno v co nej menším možném množství při zachování potřebných fyzikáíněmechanických vlastností pelety, aby nebyl do hutního agregátu nadměrně přidáván balast a naopak v maximální možné míře aby docházelo k redukci a natavování.

Řešením dle technického řešení tak dochází ke snížení nákladů na skladování těchto odpadů na depóniích, a to včetně drahých legovaných materiálů, úsporám z využití oxidických a feritických podílů, k úsporám z využití redukčního činidla a k snížení podílu nakupovaných kovonosných surovin.

-2CZ 19613 Ul

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

V prvním příkladném provedení dle technického řešení je základní složka tvořena opotřebovanými tryskacími kuličkami, používanými při čištění a tryskání. Jedná se přitom o tryskací kuličky do průměru zhruba 3 mm včetně v podstatě jejich až na prach rozdrcených zbytků, které dosud nemohly být efektivně využity. Tyto drobné tryskací kuličky jsou ještě smíchány s prachovými částicemi tryskaného materiálu. K těmto tryskacím kuličkám se přidá redukční činidlo ve výši 2 % hmotn. a také pojivo. V tomto případě se jedná o cement, kterého se přidá 6 % hmotn. Celá tato směs se následně promíchá, v případě potřeby se přidá voda a následně se směs dopraví do io lisovacího zařízení, kde se pod tlakem 15 MPa vylisují briketky.

Příklad 2

Ve druhém příkladném provedení jsou základní složkou zaolejované okuje, litinová tříska, prach z odsáváni. V tomto příkladném provedení se tyto materiály smísí v hmotnostním poměru zaolejované okuje 35 %, litinová tříska 40 %, prach z odsávání 15 % a redukční činidlo 10 %. Ná15 sledně se celá směs promíchá, aby byla dostatečně homogenní a poté se bez přidání jakéhokoliv pojivá za tlaku 490 MPa lisuje do briket či pelet.

Příklad 3

Ve třetím příkladném provedení se materiály o tomto hmotn. složení, litinová tříska 20 %, kuličky z tryskání 15 %, okuje 25 %, prach z odsávání 25 %, redukční činidlo 8 % , a pojivo 7 % vzájemně promísí v peletizační míse a následně se vyrobí peletky o potřebné kusovosti. Pojivém se v tomto případě rozumí tmel, lepidlo např. na bázi sulfitového výluhu, melasy, ligninu, vodního skla či jiné látky jenž zajistí vyrobeným peletám takovou pevnost, aby bylo možné s nimi následně manipulovat bez toho, aby došlo k jejich destrukci.

Průmyslová využitelnost

Řešení dle technického řešeni je využitelné ke zpracování v podstatě všech druhů materiálů vznikajících jako vedlejší produkty, popřípadě odpady při obrábění, opracování, čištění atd. polotovarů, či hotových výrobků, nebo při dokončovacích pracích. Tyto materiály, vedlejší produkty či odpady mohou být díky tomuto řešení opět plnohodnotně využity a recyklovány.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   30 1. Metalurgická přísada ve formě briket či pelet z odpadových kovových materiálů, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 98 % hmotn. zpevněných a do briket či pelet zkusověných drobných až prachových frakcí obsahujících metalické a/nebo oxidické podíly železa a/nebo oceli, litiny, hliníku, barevných či jiných kovů, vznikající jako odpady nebo vedlejší produkty při třískovém obrábění kovových materiálů, a 0,5 až 40 % hmotn. redukčního Činidla.

   35
2. 2, Metalurgická přísada podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,5 až 25 % hmotn. pojivá.
3. 3. Metalurgická přísada podle nároků la2, vyznačující se tím, že dále obsahuje 5 až 40 % hmotn. alespoň jednoho z dalších materiálů ze skupiny metalurgicky zpracovatelných materiálů jako jsou feroslitiny, bauxit, vápenec, dolomit a podobně.

   -3CZ 19613 Ul
4. 4. Metalurgická přísada podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že redukční činidlo je tvořeno nejméně jedním materiálem ze skupiny redukčních materiálů, kterou tvoří koks, antracit, grafit, petrolejový koks, uhlí a podobně, a to včetně jejich podsítných a prachových frakcí.
5. 5 5. Metalurgická přísada podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje max. 10 % hmotn, vody