FI130393B - Method for using sidestreams containing metal oxides in ferrochrome smelting processes - Google Patents
Method for using sidestreams containing metal oxides in ferrochrome smelting processes Download PDFInfo
- Publication number
- FI130393B FI130393B FI20185805A FI20185805A FI130393B FI 130393 B FI130393 B FI 130393B FI 20185805 A FI20185805 A FI 20185805A FI 20185805 A FI20185805 A FI 20185805A FI 130393 B FI130393 B FI 130393B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- metal oxides
- briquettes
- ferrochrome
- containing metal
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/068—Decarburising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/54—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0087—Treatment of slags covering the steel bath, e.g. for separating slag from the molten metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
- C21B13/125—By using plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0006—Adding metallic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
- C22B1/243—Binding; Briquetting ; Granulating with binders inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
- C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
- C21B3/06—Treatment of liquid slag
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Keksintö kohdistuu metallioksidisten pölyjen ja hienojakoisten aineksien briketoimiseen käyttämällä sementtipohjaisia sitomisaineita. Tämän jälkeen briketit voidaan syöttää FeCr-tuotannon valokaariuuneihin nykyisiä syöttöjärjestelmiä hyödyntäen.The invention is directed to the briquetting of metal oxide dusts and finely divided materials using cement-based binders. After this, the briquettes can be fed into the electric arc furnaces of FeCr production using the current feeding systems.
Description
MENETELMA METALLIOKSIDEJA SISALTAVIEN SIVUVIRTOJENMETHOD OF SIDE FLOWS CONTAINING METALLIC OXIDES
HYÖDYNTÄMISEKSI FERROKROMIN SULATUSPROSESSEISSAFOR UTILIZATION IN FERROCHROME Smelting PROCESSES
Tekniikan alueTechnology area
Keksintö liittyy metallioksidien kierrättämiseen ferrokromituotannon uppovalokaariuuniin sementtipohjaisen briketin avulla metallien talteen saamiseksi. Menetelmässä ferrokromi- ja jaloterästuotannon sivuvirrat briketoidaan sementin avulla briketiksi jotka voidaan syöttää ferrokromituotannon uppovalokaariuuniin normaalin annostelujärjestelmän ja esikuumennusuunin läpi. Uppovalokaariunissa metallioksidit pelkistyvät metalleiksi pääasiallisesti hiilen avulla ja metallit saadaan talteen ferrokromituotteessa.The invention is related to the recycling of metal oxides in the submerged arc furnace of ferrochrome production using a cement-based briquette to recover the metals. In the method, the side streams of ferrochrome and stainless steel production are briquetted with the help of cement into briquettes that can be fed into the immersion arc furnace of ferrochrome production through a normal dosing system and a preheating furnace. In the submerged arc furnace, metal oxides are reduced to metals mainly with the help of carbon, and the metals are recovered in the ferrochrome product.
Tekniikan tasoThe level of technology
Ferrokromiuunissa ei pystytä käsittelemään materiaaleja, joiden partikkelikoko on pieni, koska ne eivät pääse uppovalokaariuunissa reaktiovyöhykkeelle asti syötepatjassa olevan kaasuvirtauksen vuoksi. Ferrokromi- ja jaloterästuotannossa syntyvät metallioksidipölyt ovat tyypillisesti hienojakoisia ja näin niitä ei pystytä syöttämään suoraan uppovalokaariuuniin. Lisäksi hienojakoiset metallioksidit lisäävät syötepatjan sähkönjohtavuutta uppovalokaariuunissa, mikä heikentää tuotantokapasiteettia. Edellä mainituista syistä kaikki hienoaines on agglomeroitava ennen sen syöttämistä ferrokromituotannon uppovalokaariuuniin.Materials with a small particle size cannot be processed in the ferrochrome furnace because they cannot reach the reaction zone in the immersion arc furnace due to the gas flow in the feed bed. The metal oxide dusts generated in ferrochrome and stainless steel production are typically fine-grained and thus cannot be fed directly into the submerged arc furnace. In addition, finely divided metal oxides increase the electrical conductivity of the feed mat in the submerged arc furnace, which weakens the production capacity. For the reasons mentioned above, all fines must be agglomerated before being fed into the submerged arc furnace for ferrochrome production.
NOF
IN Briketoitavat materiaalit sekoitetaan tyypillisesti betonisekoittimessa yhdessä sementin 2 ja veden kanssa. Seos briketoidaan brikettikoneella halutun kokoisiksi briketeiksi ja e 25 brikettien annetaan kovettua haluttu aika halutun loppulujuuden saavuttamiseksi.IN Briquetting materials are typically mixed in a concrete mixer together with cement 2 and water. The mixture is briquetted with a briquetting machine into briquettes of the desired size and the e 25 briquettes are allowed to harden for the desired time to achieve the desired final strength.
T Valmistusmenetelmä on sama kuin sementtipohjaisilla pihakivillä. 2T The production method is the same as for cement-based paving stones. 2
LO Briketin raaka-aineeksi soveltuvat metallioksidit, jotka pelkistyvät ferrokromituotannon 2 uppovalokaariuunissa vallitsevissa olosuhteissa Jaloterästuotannossa syntyviä jakeita ovat esimerkiksi suodatinlaitosten pölyt, valukoneiden ja valssaustoimintojen hilseet, vedenkäsittelyiden = alitteet, kylmävalssaamoiden kuulapuhalluspölyt ja hehkutus- peittaus -linjojen happokäsittelyiden metallisakat. Ferrokromituotannossa syntyviä jakeita ovat esim. pelletoinnissa ja uppovalokaariuunien annosteluissa muodostuvat hienojakeiset syötemateriaalit. Metallisaannin parantamiseksi brikettiin voidaan lisätä sopivaa pelkistintä, kuten hiiltä, reaktiokinetiikan nopeuttamiseksi.The metal oxides suitable as raw materials for LO Briquette are those that are reduced under the prevailing conditions in the 2 submerged arc furnaces of ferrochrome production. Fractions generated in stainless steel production are, for example, dust from filter plants, scale from casting machines and rolling operations, waste from water treatments, ball-blowing dust from cold rolling mills, and metal deposits from acid treatments from annealing-pickling lines. Fractions produced in ferrochrome production include, for example, fine-grained feed materials formed during pelleting and dosing of submerged arc furnaces. To improve the metal supply, a suitable reducing agent, such as carbon, can be added to the briquette to speed up the reaction kinetics.
Keksinnön potentiaali on siis esimerkiksi FeCr-tuotannon puolella kromisaannin parantaminen, jätteiden määrän vähentäminen, raaka-aineiden tarkempi käyttö ja kaatopaikkaverolta välttyminen. Ferrokromituotteen koostumusta voidaan muokata briketin koostumusta muuttamalla asiakkaalle sopivaksi. Terastuotannon puolella hyödyt olisivat nykyisen sivuvirtojen kierrätyksen tehostuminen ja halpeneminen.The potential of the invention is, for example, in FeCr production, improving chromium supply, reducing the amount of waste, more accurate use of raw materials and avoiding landfill tax. The composition of the ferrochrome product can be modified by changing the composition of the briquette to suit the customer. On the side of steel production, the benefits would be the improvement and cheaper recycling of current side streams.
Aikaisemmat yritykset ratkaista sivuvirtojen kierrätykseen liittyvät ongelmat ovat perustuneet erillisiin pölysulattoihin, orgaanisilla sideaineilla tehtyihin briketteihin ja suorapelkistysprosesseihin. Pölysulaton ja suorapelkistysprossien haasteina ovat tarvittavat suurehkot investoinnit ja mahdolliset korkeat käyttökustannukset. Orgaanista sideainetta, esim. melassi, sisältävien brikettien käytön ongelmana ferrokromituotannon uppovalokaariuuneissa on briketin — hajoaminen = ennen € reaktiovyöhykettä.Previous attempts to solve the problems related to the recycling of side streams have been based on separate dust melts, briquettes made with organic binders and direct reduction processes. The challenges of dust smelters and direct reduction processes are the necessary large investments and possible high operating costs. The problem of using briquettes containing an organic binder, e.g. molasses, in submerged arc furnaces for ferrochrome production is the briquette's — decomposition = before the € reaction zone.
Jaloterästuotannon — valokaariuuneissa — brikettien — käyttö — heikentää — uunin energiantehokkuutta ja näin pienentää tuotantoa.The use of briquettes in stainless steel production — arc furnaces — weakens — the energy efficiency of the furnace and thus reduces production.
Yhdysvaltalaisesta patenttijulkaisusta US8409320 B2 tunnetaan terästeollisuuden oksidisten sivuvirtojen materiaalien briketointia melassilla ja syöttämistä terässulaton valokaariuuniin, jossa briketin oksidiset metallit pelkistyvät ja kuona saadaanThe US patent publication US8409320 B2 is known for briquetting materials from the steel industry's oxidic side streams with molasses and feeding them to the electric arc furnace of a steel smelter, where the oxidic metals in the briquette are reduced and slag is obtained
N kuohumaan. Patentti ei käsittele oksidisten materiaalien briketointia sementillä jaN to effervescence. The patent does not deal with the briquetting of oxidic materials with cement and
N syöttöä ferrokromin tuotannossa käytettävään uppovalokaariuuniin tai terästuotannossaN feed into the submerged arc furnace used in the production of ferrochrome or in steel production
S 25 käytettävään valokaariuuniin. ©S 25 for the arc furnace used. ©
E Yhdysvaltalaisissa patenttijulkaisuista US 2014/0352496 ja US 2013192422 tunnetaan 2 metallioksideja sisältävien sementti- ja melassi -pohjaisten brikettien valmistusta ja 3 käyttöä jaloterästuotannon valokaariuunissa. Patentti keskittyy kuonan kuohutukseen brikettien avulla valokaariuunissa. Patentissa ei käsitellä brikettien käyttöä ferrokromin tuotantoon käytettävissä uppovalokaariuuneissa.E In the US patent publications US 2014/0352496 and US 2013192422, 2 the production of cement- and molasses-based briquettes containing metal oxides and 3 their use in arc furnaces for stainless steel production are known. The patent focuses on evaporating slag using briquettes in an electric arc furnace. The patent does not deal with the use of briquettes in submerged arc furnaces used for the production of ferrochrome.
Yhdysvaltalaisissa patenttijulkaisuista US 5654976 A tunnetaan prosessi, joka syöttää metalliromun, kromiitin, sulatemateriaalin, hiilipitoisen materiaalin ja puulastun seosta upotettuun kaariuuniin, jotta saadaan rauta- ja teräskäyttöön sopiva perusrauta. Seos sisältää noin 1-60 % kromiittia, noin 1-20 % juoksuteaineita, noin 5-35 % hiilipitoista materiaalia, noin 0-10 % haketta, kaikki perustuen seoksen romun painoon.From US patent publications US 5654976 A, a process is known which feeds a mixture of scrap metal, chromite, melt material, carbonaceous material and wood shavings into a submerged arc furnace in order to obtain base iron suitable for iron and steel use. The mixture contains about 1-60% chromite, about 1-20% fluxes, about 5-35% carbonaceous material, about 0-10% wood chips, all based on the weight of the mixture scrap.
Säilyttämällä panos uunissa saavutetaan hyvä energiatehokkuus.By keeping the charge in the oven, good energy efficiency is achieved.
Japanilaisessa patenttijulkaisuista JP 2010202942 A tunnetaan teräksen sivutuotteiden kalsinoinnin = pelkistyslaitteisto, joka = sisältää: briketointivälineet jauhemaisten terässivutuotteiden briketoimiseksi briketteiksi; hihnakuljettimen, joka kuljettaa brikettejä; ensimmäiset jauheenpoistovälineet, jotka on järjestetty hihnakuljettimen keskelle = syntyneen jauheen = poistamiseksi; = kuljetussäiliön — hihnakuljettimelta kuljetettavien brikettien vastaanottamiseksi; kuivausvälineet säiliössä pidettyjen brikettien kuivaamiseksi siirtoa varten; toisen jauheenpoistovälineen, joka poistaa jauheen, joka syntyy, kun briketit ladataan hihnakuljettimesta säiliöön siirtämistä varten; kalsinointivälineen brikettien kalsinointiin; ja kaarityyppinen sähköuuni kalsinoitujen brikettien sulattamiseen-pelkistykseen.In the Japanese patent publications JP 2010202942 A, the calcining = reduction equipment for steel by-products is known, which = includes: briquetting means for briquetting powdered steel by-products into briquettes; a belt conveyor that transports briquettes; first powder removal means arranged in the center of the belt conveyor to remove the generated powder; = transport tank — for receiving briquettes transported from the belt conveyor; drying means for drying the briquettes held in the tank for transfer; a second dedusting means which removes the dust generated when the briquettes are loaded from the belt conveyor to the hopper for transfer; calcining medium for calcining briquettes; and an arc-type electric furnace for melting-reducing calcined briquettes.
Korealaisessa patenttijulkaisuista KR 20120075322 A tunnetaan keksintö, joka koskee pH-neutraalia sideainekoostumusta, joka on eräänlainen epäorgaaninen sideaine, joka liittyy olemassa olevaan sementtiteollisuuteen, ja sen valmistusmenetelmää. pH- neutraali sideainekoostumus sisältää: 40-48 paino-% alkalikomponenttimateriaalia; 40-In Korean patent publications KR 20120075322 A, an invention is known concerning a pH-neutral binder composition, which is a kind of inorganic binder related to the existing cement industry, and its manufacturing method. The pH-neutral binder composition contains: 40-48% by weight alkali component material; 40-
N 45 paino-% neutraalia komponenttimateriaalia; 7-20 paino-% happamaaN 45% by weight neutral component material; 7-20% by weight acid soil
N komponenttimateriaalia; jolloin alkalikomponenttimateriaalissa käytetään 3 25 paasideaineena kuonajauhetta tai lentotuhkaa; ja lujuutta parantava stimulantti koostuu 2 epäorgaanisesta kalsiumsulfoaluminaattisementistä (CSA) tai alkaliaktivaattorista.N component materials; where 3 25 slag powder or fly ash is used as a binder in the alkali component material; and the strength-improving stimulant consists of 2 inorganic calcium sulfoaluminate (CSA) cements or alkali activators.
E Alkaliaktivaattorina käytetään sitä, joka valitaan Na2S04:stä tai nestemäisestä lasista; 2 neutraalina komponenttimateriaalina käytetään yhtä komponenttia, joka on valittu 3 vedettömästä kipsistä, dihydraattikipsistä ja alumiinioksidijauheesta. Happamassa komponenttimateriaalissa käytetään piihappoa ja orgaanista happoa alkalikomponentin pääsideaineen pH-pitoisuuden alentamiseen ja orgaaninen happo koostuu yhdestä yhdisteestä, joka valitaan omenahaposta, sitruunahaposta, oksaalihaposta, isositrihaposta ja meripihkahaposta.E As an alkali activator, one chosen from Na2SO4 or liquid glass is used; 2 as a neutral component material, one component selected from 3 anhydrous gypsum, dihydrate gypsum and aluminum oxide powder is used. In the acidic component material, silicic acid and organic acid are used to lower the pH concentration of the main binder of the alkaline component, and the organic acid consists of one compound selected from malic acid, citric acid, oxalic acid, isocitric acid and succinic acid.
EP — patenttijulkaisuista EP 958385 tunnetaan menetelmä Öljyä sisältävän terästehdasjätteen agglomeroimiseksi — sisältää vaiheen, jossa ensimmäinen terästehdasjätekomponentti yhdistetään toisen terästehdasjätekomponentin kanssa seoksen muodostamiseksi. Ensimmäinen jätekomponentti sisältää oleellisesti kuivaaEP — known from patent publications EP 958385, method for agglomeration of steel mill waste containing oil — includes a step in which a first steel mill waste component is combined with a second steel mill waste component to form a mixture. The first waste component contains essentially dry matter
Öljytöntä terästehdasjätettä ja toinen jätekomponentti sisältää öljyä sisältävän terästehdasjätteen. Ensimmäinen jatekomponentti ja toinen jätekomponentti agglomeroidaan.Oil-free steel mill waste and the second waste component contains steel mill waste containing oil. The first waste component and the second waste component are agglomerated.
Yhdysvaltalaisissa patenttijulkaisuista US 3276859 A tunnetaan menetelmä metallien pelkistämiseksi oksidista.In US patent publications US 3276859 A, a method for reducing metals from oxide is known.
WO patenttijulkaisuista WO 2010103343 A1 tunnetaan menetelmä korkeahiilisen ferrokromin (HCFeCr) ja panoskromin tuotantoprosessin parantamiseksi, joka menetelmä — käsittää: kuivatun kromitiivisteen ja hienojakoisen kromijauheen sekoittamisen kaikissa mahdollisissa suhteissa raakasyöttömalmin muodostamiseksi; saatetaan raaka syöttömalmi vaiheeseen, jossa sekoitetaan hydratoitua kalkkia, melassia ja bentoniittia sideaineina mainittuun seokseen hriketointiseossyötön muodostamiseksi; brikettien muodostaminen mainitusta seoksesta tiivistämällä.From WO patent publications WO 2010103343 A1, a method for improving the production process of high-carbon ferrochrome (HCFeCr) and charge chrome is known, which method — comprises: mixing dried chromium concentrate and finely divided chromium powder in all possible proportions to form raw feed ore; bringing the raw feed ore to a stage where hydrated lime, molasses and bentonite are mixed as binders into said mixture to form a hriketting mixture feed; forming briquettes from said mixture by compaction.
NOF
N Keksinnön kuvaus 3 25 Esille tulleissa tekniikan tason julkaisussa on myös esitelty FeCr tuotannossa 2 käytettävää uppovalokaariuunin hyödyntämistä. Uppovalokaariuuniin ei pystytäN Description of the invention 3 25 The published state-of-the-art publications have also presented the utilization of the submerged electric arc furnace used in FeCr production 2. It is not possible to use a submerged electric arc furnace
E luomaan kuonan kuohumisen edellytyksiä ja se ei muutoinkaan sovellu kuohuvia 2 kuonia muodostavien materiaalien pelkistämiseen pelkistysvyöhykkeen reaktioiden ja 3 kaasuvirtausten häiriintymisen vuoksi. & 30E to create the conditions for slag effervescence and it is otherwise not suitable for the reduction of effervescent 2 slag-forming materials due to the reactions in the reduction zone and the disruption of 3 gas flows. & 30
Esillä olevan keksinnön mukainen ratkaisu perustuu siihen, että FeCr-uuneihin syötetään FeCr- ja jaloterästuotannossa syntyviä sivuvirtoja, jotka ovat muilla teknologioilla — vaikeasti — hyödynnettäviä — materiaaleja. Taman | lisäksi FeCr- valokaariuuniin voidaan syöttää järkevästi myös muita metalli- ja kaivosteollisuuden sivuvirtoja, jotka sisältävät hiilellä pelkistettävissä olevia oksidisia metalleja. 5 Syötemateriaalien pääkomponenttien kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1.The solution according to the present invention is based on the fact that the FeCr furnaces are fed with side streams generated in the production of FeCr and stainless steel, which are materials difficult to utilize with other technologies. Taman | in addition, other by-streams from the metal and mining industry, which contain oxidic metals that can be reduced with carbon, can also be sensibly fed into the FeCr electric arc furnace. 5 The chemical composition of the main components of the feed materials is shown in Table 1.
Taulukko 1. Briketin koostumuksen tyypilliset vaihtelurajat 0-30% [20-70% 10 -|0-5% |0-20% |0-15% |0-20% [je TT brTable 1. Typical variation limits of briquette composition 0-30% [20-70% 10 -|0-5% |0-20% |0-15% |0-20% [je TT br
Yllä olevan taulukon 1 mukaisista materiaaleista tehdään seos sekoittimessa yhdessä sementin ja veden kanssa. Sementin lisäksi lujitteena voidaan haluttaessa käyttää esim. masuunikuonaa. Seos valetaan muottiin briketiksi, joka on esimerkiksi 6 - kulmainen 60 x 60 x 60 mm kokoinen briketti. Valmis briketti sisältää tyypillisesti sementtiä 2 — 30% ja josta osa (10 - 70%) voidaan korvata esim. masuunikuonalla.The materials according to table 1 above are mixed together with cement and water in a mixer. In addition to cement, e.g. blast furnace slag can be used as reinforcement if desired. The mixture is cast into a mold into a briquette, which is, for example, a 6-cornered 60 x 60 x 60 mm sized briquette. The finished briquette typically contains 2 to 30% cement, of which a part (10 to 70%) can be replaced with e.g. blast furnace slag.
Kokoon vaikuttaa käytettävän uppovalokaariuunin annostelujärjestelmä. Brikettien annetaan kovettua esimerkiksi noin 4 viikkoa ulko-olosuhteissa lopullisen lujuuden saavuttamiseksi ennen uunin syöttämistä. Myös erilaisten kiihdyttimien käyttö tai lämmittäminen kovettumisen lisäämiseksi on mahdollista. Brikettiin voidaan halutessa lisätä pelkistintä 0 — 25 % (koksi, ferropii, alumiini, piikarbidi), jolloin briketti pelkistyyThe size is affected by the dosing system of the submerged arc furnace used. The briquettes are allowed to harden, for example, for about 4 weeks in outdoor conditions to achieve final strength before feeding the furnace. The use of various accelerators or heating to increase the hardening is also possible. If desired, a reducing agent 0 — 25% (coke, ferrosilicon, aluminum, silicon carbide) can be added to the briquette, in which case the briquette is reduced
S 20 paremmin, koska itse pelkistin on fyysisesti lähempänä metallioksidia. aS 20 better because the reducer itself is physically closer to the metal oxide. a
S Briketit annostellaan edullisesti ferrokromituotannon uppovalokaariuuniin = esikuumennusuunin läpi, jossa briketti kuivuu ja lämpiää arviolta 500 *C lämpötilaanS The briquettes are preferably dosed to the immersion arc furnace of ferrochrome production = through a preheating furnace, where the briquette dries and heats up to a temperature of approximately 500 *C
E CO2 -atmosfäärissä. Tällöin briketin silikaattisidokset hajoavat ja korvautuvat 3 25 karbonaattisidoksilla ja itse briketti säilyttää lujuusominaisuutensa. Briketti virtaa 3 tulppavirtauksena syöttöputkien läpi uppovalokaariuunin pataan ja alkaa samalla i lämmetä uunikaasujen vaikutuksesta. Kun briketti saavuttaa sulavyöhykkeen, alkavat sen sisältämät metallioksidit pelkistyä, jolloin ensimmäisenä pelkistyy rautaoksidi jo osin uunikaasujen vaikutuksesta ja viimeisenä pelkistyy kromioksidi. Ferrokromituotannon uppovalokaariuunissa briketin sementti nostaa kuonan pH -arvoa ja vähentää näin kuonan kromin määrää arviolta 0,5 — 5%. Pelkistyneet metallit sulavat ja liukenevat metalliksi uunissa ja sulanlaskussa uunista saadaan valettavaksi metalliseos, jonka koostumus riippuu syötteiden sisältämistä metallimääristä. Käytännössä esimerkiksi kaikki syötteiden sisältämät Ni, Mo ja Fe -jakeet pelkistyvät metalliin. Saatavan metallin ja kuonan koostumus on esitetty taulukossa 2.E in a CO2 atmosphere. In this case, the silicate bonds of the briquette break down and are replaced by 3 25 carbonate bonds, and the briquette itself retains its strength properties. The briquette flows as a plug flow 3 through the supply pipes into the cauldron of the submerged electric arc furnace and at the same time begins to heat up due to the effect of the furnace gases. When the briquette reaches the melting zone, the metal oxides in it begin to be reduced, so that iron oxide is the first to be reduced, partly due to the influence of the furnace gases, and chromium oxide is the last to be reduced. In ferrochrome production, the cement in the briquette increases the pH value of the slag and thus reduces the amount of chromium in the slag by an estimated 0.5 to 5%. The reduced metals melt and dissolve into metal in the furnace, and during melting, a metal alloy is obtained from the furnace to be cast, the composition of which depends on the amount of metal contained in the inputs. In practice, for example, all the Ni, Mo and Fe fractions contained in the feed are reduced to metal. The composition of the obtained metal and slag is shown in Table 2.
Taulukko 2. Uppovalokaariuunista saatavan metallin ja kuonan koostumusTable 2. Composition of metal and slag from the submerged arc furnace
Metallin tyypillinen analyysi e ls [Ww [we | <]A typical analysis of metal e ls [Ww [we | <]
Kuonan tyypillinen analyysi 0,5—10 % 25-30% | 22-28% | 20-25%Typical analysis of slag 0.5—10% 25-30% | 22-28% | 20-25%
Keksinnön eräänä sovellusmuotona on erilaisten sekundaaristen raaka-aineiden, kutenOne application form of the invention is the use of various secondary raw materials, such as
N katalyyttien, käyttö briketin raaka-aineena, jolloin metallioksidien metallit saadaanThe use of N catalysts as a raw material for briquettes, in which case the metals of metal oxides are obtained
NOF
S talteen ferrokromiin. Raaka-aineiksi voidaan valita metallioksideja jotka sisältävät esim. 2 15 nikkeliä, molybdeeniä, titaania, kuparia, mangaania tai kobolttia.S for ferrochrome. Metal oxides containing e.g. 2 15 nickel, molybdenum, titanium, copper, manganese or cobalt can be chosen as raw materials.
OO
= Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joista a= The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings, of which a
EE
> 9 Kuvio 1 esittaa Ellingham-diagrammia joka kuvaa metallioksidien pelkistymisjarjestysta,> 9 Figure 1 shows an Ellingham diagram that describes the reduction order of metal oxides,
S 20 kuvio 2 esittää, kuinka = ferrokromituotteen nikkeli- ja mangaanitasot muuttuvat syöttökokeen aikana,S 20 figure 2 shows how the nickel and manganese levels of the = ferrochrome product change during the feed test,
kuvio 3 esittää ferrokromituotteen kromipitoisuuden muutosta kokeen aikana, ja kuvio 4 esittää ferrokromituotteen hiili- ja piipitoisuuksia kokeen aikana.Figure 3 shows the change in the chromium content of the ferrochrome product during the test, and Figure 4 shows the carbon and silicon contents of the ferrochrome product during the test.
Metallioksidien pelkistymisjärjestyksen määrää Ellinghamin -diagrammi, kuvio 1.The order of reduction of metal oxides is determined by the Ellingham diagram, Figure 1.
Nähdään eri metallit, jotka pystytään pelkistämään hiilellä valokaariuunissa vallitsevissa olosuhteissa. Hiili pystyy pelkistämään metallit, jotka ovat hiilen reaktiota kuvaavan suoran yläpuolella. Tämä pelkistysreaktio riippuu itsessään lämpötilasta ja paineesta.Let's see the different metals that can be reduced with carbon in the arc furnace under the prevailing conditions. Carbon can reduce metals that are above the line that describes the reaction of carbon. This reduction reaction itself depends on temperature and pressure.
Käytännössä ensin pelkistyvät jalommat alkuaineet eli pelkistymisjärjestys on Ni, Mo,In practice, the more noble elements are reduced first, i.e. the order of reduction is Ni, Mo,
Fe, Cr. Diagrammista selviää myös pelkistymisen reaktioyhtälöt, jotka ovat erilaisia metallien erilaisille hapetusasteille, esim. raudalle hapetusasteen mukaisesti omat yhtälöt.Fe, Cr. The diagram also shows the reaction equations for reduction, which are different for different oxidation states of metals, e.g. iron has its own equations according to the oxidation state.
Keksinnön mukaisesti briketointiaineena käytetty sementti on sideaineista ainoa, joka pitää briketin koossa etukuumennusuunin lämpötilassa 400 — 600 °C. Lisäksi se antaa riitävän mekaanisen lujuuden = briketille, jotta se voidaan syöttää uuniin annostelujärjestelmän kautta. Sementin sidokset korvautuvat etukuumennusuunin lämpötilassa karbonaattisidoksilla, jolloin briketin lujuus säilyy lähes alkuperäisenä.According to the invention, the cement used as a briquetting agent is the only binder that holds the briquette together at a temperature of 400 — 600 °C in the front heating furnace. In addition, it provides sufficient mechanical strength = to the briquette so that it can be fed into the furnace through the dosing system. The cement bonds are replaced by carbonate bonds at the temperature of the preheating furnace, so that the strength of the briquette remains almost original.
Sementtipohjaisen briketin käyttö tuo myös kalkkia uppovalokaariuuniin, jolla saadaan kuonan pH-arvo emäksisemmäksi ja näin itse kromin saanto paranee pelkistysasteen kasvaessa.The use of cement-based briquettes also brings lime to the submerged electric arc furnace, which makes the pH value of the slag more basic, and thus the yield of chromium itself improves as the degree of reduction increases.
NOF
N Briketin — sisältämien raaka-aineiden partikkelikojakauma = riippuu — briketoitavasta 3 25 materiaalista ja se tulisi sovittaa mahdollisimman lähelle Fullerin -käyrää, koska silloin 2 sementin määrä voidaan minimoida ja tätä kautta syntyy säästöjä raaka-N The particle size distribution of the raw materials contained in the briquette = depends on the material to be briquetted 3 25 and it should be adjusted as close as possible to the Fuller curve, because then the amount of 2 cement can be minimized and this creates savings in raw materials
E ainekustannuksissa. 2 Brikettejä voidaan lisätä jopa 20 paino-%, edullisimmin 3 - 10 paino-% co kokonaissyötteestä, aina kulloisen saadun kuona-aineanalyysin perusteella.E in material costs. 2 Briquettes can be added up to 20% by weight, preferably 3 to 10% by weight of the total feed, always based on the waste material analysis obtained at the time.
S 30S 30
Keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyihin raaka-aineisiin. Menetelmän avulla voidaan hyödyntää myös muita teollisuuden metallioksideja sisältäviä sivuvirtoja taloudellisesti.The invention is not limited to the raw materials presented above. With the help of the method, other side streams containing industrial metal oxides can also be used economically.
Esimerkiksi nikkeliteollisuuden oksidit seostaisivat ferrokromiin nikkeliä ja syntyvä nikkeliä sisältävä ferrokromi soveltuisi paremmin ruostumattomien austeniittisten teräslajien valmistukseen.For example, oxides from the nickel industry would mix nickel with ferrochrome, and the resulting nickel-containing ferrochrome would be more suitable for the production of stainless austenitic steel types.
Kuvioissa 2-4 on esitetty koetuloksia kokeesta, jossa syötettiin sementtipohjaisia jaloterästuotannon hilseitä sisältäviä brikettejä ferrokromituotannossa käytettävään uppovalokaariuuniin.Figures 2-4 show test results from an experiment in which cement-based briquettes containing scales from stainless steel production were fed into the submerged arc furnace used in ferrochrome production.
Kuviosta 2 nähdään ferrokromituotteen nikkeli- ja mangaanitason muutos syöttökokeen aikana, eli oksidiset metallit pelkistyvät lopputuotteeseen.Figure 2 shows the change in the nickel and manganese levels of the ferrochrome product during the feed test, i.e. the oxide metals are reduced to the final product.
Kuviosta 3 nähdään ferrokromituotteen kromipitoisuuden muutos lopputuotteessa kokeen aikana. Kromipitoisuus laski odotetusti muiden metallien osuuksien kasvaessa.Figure 3 shows the change in the chromium content of the ferrochrome product in the final product during the experiment. As expected, the chromium content decreased as the proportions of other metals increased.
Kuviosta 4 nähdään metallin hiili- ja piipitoisuuden pysyvän normaalilla tasolla brikettikokeen aikana lopputuotteessa.Figure 4 shows that the carbon and silicon content of the metal remains at a normal level during the briquette test in the final product.
NOF
NOF
OO
N o <QN o <Q
OO
II
Ao aAo a
LOLO
OO
0000
LOLO
0000
OO
NOF
Claims (4)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20185805A FI130393B (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Method for using sidestreams containing metal oxides in ferrochrome smelting processes |
JP2021514333A JP7322141B2 (en) | 2018-09-26 | 2019-09-25 | Method for utilizing a side stream containing metal oxides in a ferrochromium smelting process |
KR1020217007937A KR102689605B1 (en) | 2018-09-26 | 2019-09-25 | How to utilize metal oxide-containing side streams in the ferrochrome smelting process |
SE2150308A SE545037C2 (en) | 2018-09-26 | 2019-09-25 | A method for utilizing metal oxide containing side streams in ferrochrome smelting processes |
PCT/FI2019/050687 WO2020065134A1 (en) | 2018-09-26 | 2019-09-25 | A method for utilizing metal oxide containing side streams in ferrochrome smelting processes |
CN201980060083.4A CN112689683A (en) | 2018-09-26 | 2019-09-25 | Method for utilizing a side stream containing metal oxides in a ferrochrome smelting process |
TW108134908A TWI820222B (en) | 2018-09-26 | 2019-09-26 | A method for utilizing metal oxide containing side streams in ferrochrome smelting processes |
ZA2021/01409A ZA202101409B (en) | 2018-09-26 | 2021-03-01 | A method for utilizing metal oxide containing side streams in ferrochrome smelting processes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20185805A FI130393B (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Method for using sidestreams containing metal oxides in ferrochrome smelting processes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20185805A1 FI20185805A1 (en) | 2020-03-27 |
FI130393B true FI130393B (en) | 2023-08-09 |
Family
ID=69952936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20185805A FI130393B (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Method for using sidestreams containing metal oxides in ferrochrome smelting processes |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7322141B2 (en) |
KR (1) | KR102689605B1 (en) |
CN (1) | CN112689683A (en) |
FI (1) | FI130393B (en) |
SE (1) | SE545037C2 (en) |
TW (1) | TWI820222B (en) |
WO (1) | WO2020065134A1 (en) |
ZA (1) | ZA202101409B (en) |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3947267A (en) * | 1973-07-23 | 1976-03-30 | Armco Steel Corporation | Process for making stainless steel |
JPS5753421B2 (en) * | 1974-04-02 | 1982-11-12 | ||
JPS5288520A (en) * | 1976-01-21 | 1977-07-25 | Nisshin Steel Co Ltd | Treatment of waste generated in manufacturing alloy steel |
JPS531103A (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-07 | Nisshin Steel Co Ltd | Treatment of plating sludge |
JPS5848642A (en) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Manufacture of unfired agglomerated ore |
JPH0660359B2 (en) * | 1985-01-14 | 1994-08-10 | 新日本製鐵株式会社 | Method for producing unfired agglomerated ore |
US5654976A (en) * | 1995-04-18 | 1997-08-05 | Elkem Technology A/S | Method for melting ferrous scrap metal and chromite in a submerged arc furnace to produce a chromium containing iron |
CN1158903A (en) * | 1996-12-03 | 1997-09-10 | 吕美竺 | Industrial production method of cold-cured pellet used directly for iron and steel smelting |
US7896963B2 (en) | 2003-09-23 | 2011-03-01 | Hanqing Liu | Self-reducing, cold-bonded pellets |
CN102301016B (en) * | 2009-03-10 | 2013-11-06 | 塔塔钢铁有限公司 | An improved process for production of high carbon ferrochrome (hcfecr) and charge chrome with the use of a new type of chromite ore agglomerates |
KR101368541B1 (en) * | 2010-12-28 | 2014-02-27 | 주식회사 포스코 | Smelting reductant for the use of molten stainless steel and a smelting reduction method using the same |
CN103436694A (en) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 宁夏天元锰业有限公司 | Method for preparing chrome ore pellets |
CN104962763B (en) * | 2015-05-25 | 2016-11-30 | 北京科技大学 | A kind of crystalline silicon cutting waste material produces the method for chromium system ferroalloy |
-
2018
- 2018-09-26 FI FI20185805A patent/FI130393B/en active
-
2019
- 2019-09-25 WO PCT/FI2019/050687 patent/WO2020065134A1/en active Application Filing
- 2019-09-25 SE SE2150308A patent/SE545037C2/en unknown
- 2019-09-25 JP JP2021514333A patent/JP7322141B2/en active Active
- 2019-09-25 KR KR1020217007937A patent/KR102689605B1/en active IP Right Grant
- 2019-09-25 CN CN201980060083.4A patent/CN112689683A/en active Pending
- 2019-09-26 TW TW108134908A patent/TWI820222B/en active
-
2021
- 2021-03-01 ZA ZA2021/01409A patent/ZA202101409B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI820222B (en) | 2023-11-01 |
CN112689683A (en) | 2021-04-20 |
SE2150308A1 (en) | 2021-03-18 |
JP7322141B2 (en) | 2023-08-07 |
ZA202101409B (en) | 2023-10-25 |
WO2020065134A1 (en) | 2020-04-02 |
KR102689605B1 (en) | 2024-07-30 |
FI20185805A1 (en) | 2020-03-27 |
SE545037C2 (en) | 2023-03-07 |
KR20210065943A (en) | 2021-06-04 |
JP2022501497A (en) | 2022-01-06 |
TW202024343A (en) | 2020-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105695735B (en) | The autoreduction of a kind of steel rolling oily sludge and blast furnace dust utilizes technique | |
CN100507013C (en) | Method for directly producing ferrochromium from chrome ore powder and coal | |
CN104278190B (en) | The method for manufacturing nickeliferous ferroalloy | |
RU2349647C2 (en) | Method and plant for receiving alloyed metal melt | |
CN101942571A (en) | Method for innocently treating and recycling chromium residues and metallurgical waste material | |
RU2226220C2 (en) | Steelmaking slag reprocessing method | |
CN110317951A (en) | A method of nichrome is produced using dedusting ash of stainless steel and pickling sludge | |
TWI392742B (en) | Verfahren zur rostfreistahlerzeugung mit direktreduktionsoefen fuer ferrochrom und ferronickel auf der primaerseite eines konverters | |
CN108070714A (en) | It is a kind of to utilize metallurgy sintered process sludge and the method for Ferrous Metallurgy dedusting ash | |
CN101905950A (en) | Novel chromium slag innocent treatment method | |
CN103031401B (en) | Method for converter steelmaking by LF (Ladle Furnace) refining furnace reducing slag | |
CN115679097A (en) | Method for recycling iron-making gas ash by using converter slag and refined dedusting ash | |
CN111139332A (en) | Slag former and light and thin scrap steel mixed processing furnace entering process | |
CN102605140A (en) | Manufacturing method of molybdenum or vanadium oxide briquetting for steelmaking alloying | |
KR101189182B1 (en) | Method for separating vanadium from vanadium-containing melt | |
CN111926192A (en) | Method for treating stainless steel dedusting ash by submerged arc furnace process | |
FI130393B (en) | Method for using sidestreams containing metal oxides in ferrochrome smelting processes | |
CN101818264B (en) | Method for treating zinc-containing and iron-containing dust and mud | |
CZ297694B6 (en) | Ingredient scrap briquette and process for producing thereof | |
RU2094478C1 (en) | Composition blend for conversion | |
CN115287395B (en) | Method for producing high-strength building steel HRB500 by using deactivated residual oil hydrogenation catalyst | |
RU2352645C1 (en) | Method of steel smelting in arc electric steel-making furnace | |
CN106995868B (en) | A method of using agent for purifying molten steel refining liquid steel | |
RU2330898C2 (en) | Preform for steel production | |
CN117867267A (en) | Premelted pellet for reducing free calcium oxide in steel slag and preparation method |