FR2473061A1

FR2473061A1 - Dust and flame suppression during slag removal from molten iron - after desulphurisation of crude iron using agent contg. calcium carbide, graphite and polyethylene

Info

Publication number: FR2473061A1
Application number: FR8000242A
Authority: FR
Inventors: Sonnenleite Freissmuth; Werner Gmohling; Heinrich Rock
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1980-01-07
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1981-07-10
Also published as: FR2473061B1

Abstract

The agent contains CaC2, plus cpds. (I) releasing gases and 2-10% CaF2, so dust and flames are eliminated. The pref. mixt. also contains carbon, and possibly metals possessing a reducing effect, plus metal carbides. The pref. compsn. of the desulphurisation agent, by wt., is 30-90%, esp. 50-85% CaC2; 2-10%, esp. 3-8% CaF2; 2-10% carbon or graphite; and 2-70% cpds. (I), which pref. include 5-40% diamide lime. An esp. pref. compsn. (II) is 85% CaC2, 6% CaF2, 6% graphite, and 3% polyethylene. When slag-free iron in a ladle is treated with a mixt. of CaC2 and diamide lime (a mixt. of CaCO3 and carbon), sulphur is removed from the iron and a slag is formed which is tipped out on the ladle into slag buckets, but this slag creates excessive dust and flames. The invention eliminates this highly undesirable feature.

Description

L'invention concerne un procédé pour réduire le dégagement de poussières et de flammes lors de la manipulation de scories provenant de la désulfuration de la fonte, avec des mélanges à base de carbure de calcium et de composés libérant des gaz. The invention relates to a method for reducing the generation of dust and flames when handling slag from the desulphurization of pig iron, with mixtures based on calcium carbide and gas-releasing compounds.

Selon la technologie actuelle des aciéries, on considère comme état de la technique, la désulfuration des métaux liquides effectuée à lteStdrieur des haut-fourneaux, soit dans une poche de transfert, appelée poche torpédo, soit dans une poche ouverte qui sert par exemple pour le transfert de la fonte de la poche torpédo au mélangeur ou directement au convertisseur, ou bien pour le transfert du mélangeur au convertisseur. According to current steelworks technology, the state of the art is considered to be the desulfurization of liquid metals carried out in blast furnaces, either in a transfer pocket, called torpedo pocket, or in an open pocket which is used for example for transfer of the cast iron from the torpedo pocket to the mixer or directly to the converter, or else for the transfer from the mixer to the converter.

On obtient des résultats de désulfuration satisfai- sants avec du carbonate de sodium, sevEl ou en mélange avec de la chaux finement broyée, avec de la chaux et des fondants, ainsi que des mélanges à base d'autres composés alcalins on alcalinoterreux, L'inconvénient, ctest lt6rission en proportions considérables d'oxydes alcalins polluant l'atmosphère.eaviron- nante. Satisfactory desulphurization results are obtained with sodium carbonate, sevEl or as a mixture with finely ground lime, with lime and fluxes, as well as mixtures based on other alkali or alkaline earth compounds, L ' drawback, it is the emission in considerable proportions of alkaline oxides polluting the surrounding atmosphere.

Un perfectionnement de la technique de désulfuration consiste à ajouter du carbure de calcium qui est amené dans la masse fondue de fer par voie pneumatique. Dans ce cas, des mélanges spéciaux avec additifs libérant des gaz permettent des dépenses moins élevées en quantité, et une émission de pous- sière nettement réduite par rapport au cas of l'on utiliserait des composés alcalins. An improvement in the desulphurisation technique consists in adding calcium carbide which is brought into the iron melt by pneumatic means. In this case, special mixtures with gas-releasing additives allow lower expenditure in quantity, and a much reduced dust emission compared to the case where alkaline compounds are used.

Après le traitement de ddsulfuration, dans tous les cas, la scorie formée par le produit de réaction de 11 agent de désulfuration et du soufre dissout dans la fonte, recouvre la surface de la fonte dans la poche. Cette scorie doit être 8tée avant l'introduction de la fonde désulfurée dans l'installation de production de l'acier, car elle contient, sous une forme combinée, la totalité du soufre éliminée du fer par le traitement. Le soutirage des scories de poches ouvertes steffec- tue à la main avec des instruments appropriés, ou bien à l'aide d'un dispositif mécanique. Souvent, les scories sont rassemblées par effet de balayage des bulles de gaz mouvantes, à un endroit particulièrement approprié au soutirage. After the desulfurization treatment, in all cases, the slag formed by the reaction product of the desulfurization agent and the sulfur dissolved in the cast iron covers the surface of the cast iron in the ladle. This slag must be removed before the desulphurized bottom is introduced into the steel production installation, since it contains, in a combined form, all of the sulfur removed from the iron by the treatment. The removal of slag from open pockets is carried out by hand with suitable instruments, or using a mechanical device. Often, the slag is collected by the sweeping effect of the moving gas bubbles, in a location particularly suitable for racking.

Lors de l'emploi de mélanges de désulfuration contenant du carbure de calcium, les scories produites contiennent dans tous les cas, du carbone libre, qui se forme conformément à la réaction ci-dessous s

When using desulfurization mixtures containing calcium carbide, the slag produced in all cases contains free carbon, which is formed in accordance with the reaction below.

De plus, les.scories peuvent contenir, dans les traitements de fontes saturées en carbone, du carbone supplémentaire sous la forme de graphite-écume de fonte. Ce dernier se sépare lors du refroidissement de la fonte durant le traitement de désulfuration, par suite de l'abaissement de la solubilité du carbone dans le fer. In addition, the scores may contain, in carbon saturated cast iron treatments, additional carbon in the form of graphite-foam scum. The latter separates during the cooling of the cast iron during the desulfurization treatment, due to the lowering of the solubility of carbon in iron.

Enfin, les scories de désulfuration peuvent encore contenir du carbone provenant d'additifs ayant une teneur en carbone ou des composés de l'agent de désulfuration (par exemple graphite, charbon, coke, diamide calcique). Finally, the desulfurization slag may also contain carbon from additives having a carbon content or compounds of the desulfurization agent (for example graphite, carbon, coke, calcium diamide).

Comme les scories de désulfuration présentent, par suite de l'emploi d'agents de désulfuration,contenant du carbure de calcium, une consistance solide, grumeleuse et en partie poussiéreuse, le carbone contenu dans les scories s'échappe à laide de l'air chaud s'élevant pendant le décrassage, et forme un nuage de poussière noir polluant l'environnement. As the desulfurization slag presents, as a result of the use of desulfurization agents, containing calcium carbide, a solid, lumpy and partly dusty consistency, the carbon contained in the slag escapes with the aid of air hot rising during scrubbing, and forms a cloud of black dust polluting the environment.

Par suite de la température élevée et de la fine division des matières carbonées, la poussière de charbon peut prendre feu et brûler avec des flammes de la hauteur d'un mètre. Due to the high temperature and the fine division of carbonaceous materials, coal dust can catch fire and burn with flames as high as one meter.

Ce processus s'avère particulièrement gênant et indésirable lorsque le décrassage 51 effectue dans la salle de production de l'acier. Pour aspirer et précipiter d'aussi grandes quantités d'air chargé de poussière, les frais d'équipement nécessaires sont considérables, ce qui augmente d'autant le codt du procédé de désulfuration. Les scories ainsi ôtées ne peuvent pas rester dans la salle, mais doivent être déchargées sur un terril. Aussi bien lors du ramassage de ces produits encore in candescents, qu'au moment de la décharge et de l'arrivée d'air frais, ces déchets poussiéreux contenant du charbon s'enflamment de nouveau, et forment souvent des champignons de fumée et de feu ayant la hauteur d'un immeuble.This process is particularly troublesome and undesirable when the scouring 51 is carried out in the steel production room. To suck up and precipitate such large amounts of dust-laden air, the necessary equipment costs are considerable, which increases the codt of the desulfurization process all the more. The slag thus removed cannot remain in the room, but must be discharged on a slag heap. Both during the collection of these products still in candescents, and at the time of the discharge and the arrival of fresh air, this dusty waste containing coal ignites again, and often form mushrooms of smoke and fire the height of a building.

Ce dégagement de flammes et de poussière est par ticulièrement contraignant lorsqu'avant le traitement de désulfuration, on libère totalement la surface du métal liquide des scories de haut fourneau, ce qui est la condition de l'effica- cité du, traitement de désulfuration. This release of flames and dust is particularly restrictive when, before the desulfurization treatment, the surface of the liquid metal is completely freed from blast furnace slag, which is the condition for the effectiveness of the desulfurization treatment.

I1 était donc nécessaire de trouver un procédé pour réduire le dégagement de flammes et de poussière lors de la manipulation des scories après la désulfuration de la fonte et un agent approprié ayant en même temps une action satisfaisante de désulfuration, se laissant intégrer sans difficulté dans le processus existant de la technique de désulfuration et contribuant de façon importante à réduire le dégagement de poussière lors de la désulfuration de la fonte avec des mélanges à base de carbure de calcium. It was therefore necessary to find a method for reducing the release of flames and dust during the handling of the slag after the desulphurization of the pig iron and an appropriate agent having at the same time a satisfactory desulphurization action, allowing itself to be integrated without difficulty into the existing process of the desulphurisation technique and which contributes significantly to reducing the generation of dust during the desulphurization of cast iron with mixtures based on calcium carbide.

A cet effet, l'invention propose d'ajouter au mélange dé sulfurant à base de carbure de calcium et de composés libérant des gaz, du spath-fluor en proportion de 2 - 10 % en poids. To this end, the invention proposes adding to the desulfurizing mixture based on calcium carbide and gas-releasing compounds, fluorspar in a proportion of 2 - 10% by weight.

Les mélanges désulfurants à base de carbure de calcium et de composés libérant des gaz, avec addition de spathfluor, n'étaient pas connus jusquà présent. On ajoutait ce dernier uniquement à des mélanges à base de chaux ou de calcaire, ainsi qu'à des mélanges contenant des composés alcalins et de l'acide silicique, afin d'augmenter l'efficacité de la chaux ou du composé alcalin comme agent désulfurant.De cette action du spath-fluor on ne pouvait cependant pas déduire que déjà l'addition d'une quantité relativement faible de spath flBor- à des mélanges désulfurants contenant du carbure de calcium aura pour effet d'empocher les scories de désulfuration contenant du carbure de calcium, obtenues à partir de ces agents, de dégager de la poussière et de brûler, sans pour autant influencer de quelque façon que ce soit, la manipulation simple souhaitée des scories grumeleuses, aisément ruisselantes. Desulfurizing mixtures based on calcium carbide and gas-releasing compounds, with the addition of spathfluor, have not been known until now. The latter was added only to mixtures based on lime or limestone, as well as mixtures containing alkaline compounds and silicic acid, in order to increase the effectiveness of lime or of the alkaline compound as desulfurizing agent. From this action of fluorspar it could not, however, be deduced that already the addition of a relatively small quantity of fluorsparBor- to desulfurizing mixtures containing calcium carbide will have the effect of pocketing the desulfurization slag containing calcium carbide, obtained from these agents, to give off dust and to burn, without however influencing in any way whatsoever, the desired simple handling of lumpy slag, easily dripping.

Les mélanges proposés pour le procédé selon lin- vent ion ne contribuent pas seulement à rendre économiquement rentable la manipulation de scories provenant de la désuli: tion de la fonte et assurer ainsi la rentabilité du procédé dans son ensemble, mais lwinvention permet aussi dtentrevolr la possibilité d'éviter dans une large mesure le dégagement de fumée et de flammes polluantes à partir des scories provenant de mélanges dé sulfurants connus. The mixtures proposed for the process according to the invention not only contribute to making it economically profitable to handle slag from the desuli: tion of the cast iron and thus ensure the profitability of the process as a whole, but the invention also makes it possible to explore the possibility to a large extent avoid the emission of smoke and polluting flames from slag from known sulfur dioxide mixtures.

Arien d'atteindre par l'addition de spath-iluor l'efficacité indiquée, il suffit d'une quantité de 2 à 10 % en poids calculée sur le poids total du mélange désulfurant. Arien to reach by the addition of spar-iluor the indicated efficiency, it suffices an amount of 2 to 10% by weight calculated on the total weight of the desulfurizing mixture.

On utilisera de préférence, 3 à 8 % en poids de spath-îluor de qualité technique.Preferably, 3 to 8% by weight of technical grade fluorspar will be used.

L'additif spath-fluor développe son action au sein de tout mélange désulfurant qui contient du carbone sous une forme quelconque, ou dans lequel il se forme du carbone au cours de la réaction de désulfuration, comme c'est le cas, par exemple, des mélanges désulfurants contenant du carbure de calcium. The spath-fluorine additive develops its action within any desulfurizing mixture which contains carbon in any form, or in which carbon is formed during the desulfurization reaction, as is the case, for example, desulfurizing mixtures containing calcium carbide.

Ces mélanges se composent de carbure de calcium, de composés libérant des gaz et de spath-fluor, ainsi qu'éventuellement, de carbone additionnel, de métaux et de carbures métalliques réducteurs. These mixtures consist of calcium carbide, gas-releasing compounds and fluorspar, as well as, optionally, additional carbon, metals and reducing metal carbides.

L'addition de spath-fluor est particulièrement intéressante dans les mélanges ayant la composition suivante : 30 - 90 ffi en poids de carbure de calcium, 2 - 70 ffi en poids de composé libérant des gaz, 2 o 10 ffi en poids de carbone, et 2 - 10 ffi en poids de spath-fluor. Comme carbure de calcium, on prendra du carbure de calcium technique à environ 80 %en poids. The addition of fluorspar is particularly advantageous in mixtures having the following composition: 30 - 90 ffi by weight of calcium carbide, 2 - 70 ffi by weight of gas-releasing compound, 2 o 10 ffi by weight of carbon, and 2 - 10 ffi by weight of fluorspar. As calcium carbide, we will take technical calcium carbide at about 80% by weight.

Comme composé libérant des gaz, conviennent par exemple les composés libérant de l'eali, tels que l'hydrate de calcium, les borates contenant de l'eau, l'hydroxyde d'aluminium, la perlite, l'argile, les hydrates de carbone, des composés oxygénés solides organiques, monomères ou polymères, qui libèrent de l'eau par décomposition thermique, comme les polyesters, al cools'polyvinyliques, acides phtalique et glycolique. On peut utiliser, en outre, des composés libérant de lthydrogène, comme les hydrures de métaux alcalins ou alcalino-terreux, des polymères organiques contenant de l'hydrogène, par exemple les poly olifures, polyamides, polystyrènes, polyacrylonitriles et autres composés appropriés, même des monomères organiques.Suitable gas-releasing compounds are, for example, ali-releasing compounds, such as calcium hydrate, water-containing borates, aluminum hydroxide, perlite, clay, hydrates of carbon, organic solid oxygenated compounds, monomers or polymers, which release water by thermal decomposition, such as polyesters, polyvinyl alcohols, phthalic and glycolic acids. It is also possible to use hydrogen-releasing compounds, such as hydrides of alkali or alkaline earth metals, organic polymers containing hydrogen, for example poly olides, polyamides, polystyrenes, polyacrylonitriles and other suitable compounds, even organic monomers.

On emploiera de préférence, comme composé libérant des gaz, dans des mélanges désulfurants contenant du carbure de calcium, de la diamide calcique, un mélange de carbonate de calcium finement divisé et de carbone sous forme de graphite, ou des polyéthylènes. On peut encore utiliser des mélanges synthétiques de carbonate de calcium finement broyé ou précipité et du carbone. Preferably used as a gas-releasing compound in desulfurizing mixtures containing calcium carbide, calcium diamide, a mixture of finely divided calcium carbonate and carbon in the form of graphite, or polyethylenes. Synthetic mixtures of finely ground or precipitated calcium carbonate and carbon can also be used.

Lorsqu'on emploie de la diamide calcique comme composé libérant des gaz, on prendra, de préférence, des mélanges ayant la composition suivante t 50 - 85 % en poids de carbure de calcium, 5 - 40 % en poids de diamide calcique, 3 - 8 P en poids de spath-fluor et 2 - 10 % en poids de graphite. Des agents de ce type allient une grande efficacité de désulfuration à une aptitude exceptionnelle à être fluidités et ne forment pas de scories polluant l'environnement d'une manière ou d'une autre. When calcium diamide is used as the gas-releasing compound, mixtures with the following composition will preferably be taken: 50 - 85% by weight of calcium carbide, 5 - 40% by weight of calcium diamide, 3 - 8 P by weight of fluorspar and 2 - 10% by weight of graphite. Agents of this type combine high desulphurization efficiency with an exceptional ability to be fluid and do not form slag polluting the environment in one way or another.

L'additif spath-fluor développe en outre, son activité comme agent anti-poussière et anti-flamme dans les mélanges qui contiennent, en plus des composants habituels destinés à soutenir l'action de désulfuration, également des métaux réducteurs comme 1' aluminium, le magnésium, des alliages comme par exemple calcium-silicium, ou des carbures métalliques. The additive fluorspar also develops its activity as an anti-dust and anti-flame agent in mixtures which contain, in addition to the usual components intended to support the desulfurization action, also reducing metals such as aluminum, magnesium, alloys such as for example calcium-silicon, or metallic carbides.

L'efficacité des mélanges désulfurants n1 est pas affectée par l'addition de spath-fluor. Ce dernier améliore et simplifie considérablement les opérations de désulfuration de la fonte avec des mélanges désulfurants contenant du carbure de calcium, en particulier dans les poches de coulée ouvertes,
La manutention des scories produites ne pose plus de problème, car elles ne dégagent plus ni flammes, ni poussière. I1 est aisé de les éliminer de la surface des bains de métaux. L1éva- cuation des scories, ainsi que leur dép8t, s'effectuent également sans problème.The effectiveness of desulfurizing mixtures is not affected by the addition of fluorspar. The latter considerably improves and simplifies the desulfurization operations of cast iron with desulfurizing mixtures containing calcium carbide, in particular in open ladles,
Handling the slag produced is no longer a problem, since it no longer releases flames or dust. It is easy to remove them from the surface of metal baths. The disposal of slag, as well as its dep8t, is also carried out without problem.

L'invention sera mieux comprise à laide des exemples décrits ci-dessous. The invention will be better understood using the examples described below.

EEMPIZ 1
Dans une aciérie, on désulfure de la fonte en poches de coulée ayant une contenance d'environ 210 t, de manière habituelle, en insufflant un mélange finement broyé de 85 % en poids, de carbure technique à 78 fo en poids de CaC2, et de 15 % de diamide calcique, de carbonate de calcium finement divisé et de carbone. La quantité du mélange carbure-diamide calcique est toujours déterminée en fonction du poids de fonte et de sa teneur initiale en soufre. La fonte fournie contenait en moyenne 0,048 % de soufre. On a injecté environ 810 kg de mélange désulfurisant par poche.Cette opération s'effectuait à l'aide d'air séché, avec un taux d'introduction d'environ 100 kg de matière solide par minute, ce qui a occasionné l'utilisation de 5 1 de gaz par kg de matière solide. Après le traitement, la teneur en soufre est abaissée à environ 0,015 % . . EEMPIZ 1
In a steelworks, iron is desulfurized in ladles having a capacity of about 210 t, in the usual way, by blowing a finely ground mixture of 85% by weight, of technical carbide to 78% by weight of CaC2, and 15% calcium diamide, finely divided calcium carbonate and carbon. The quantity of the carbide-calcium diamide mixture is always determined according to the weight of the pig iron and its initial sulfur content. The cast iron supplied contained an average of 0.048% sulfur. About 810 kg of desulphuriser mixture were injected per bag. This operation was carried out using dried air, with an introduction rate of approximately 100 kg of solid material per minute, which resulted in the use 5 l of gas per kg of solid matter. After treatment, the sulfur content is lowered to about 0.015%. .

Avant le traitement, les poches de coulées étaient exemptes de scories de haut fourneau entrainées. Après le traitement de désulfuration, la surface de la fonte était recouverte des scories obtenues au moyen de l'agent désulfurant0 Par un dispositif situé sur la face arrière de la poche de coulée, on insuffle de l'air dans la fonte. Sous l'action de la colonne d'air montante, les scories sont déplacées de la face arrière de la poche vers le bec. Là, elles sont ôtées de la poche un peu inclinée, de façon courante, au moyen d'une machine à décrasser. En ôtant les scories de la poche, on soulève de grosses quantités de poussière noire. En particulier, lorsque les scories ôtées tombent dans les casiers destinés à les recevoir, elles soulèvent de grands nuages noirs.Cette poussière se rallume toujours et brûle avec des flammes de la hauteur d'un mètre. Lors de l'introduction des scories, par compresseur, dans des auges, il s'est encore dégagé de la poussière des scories. Enfin, on a pu observer des cheimpignons de fumée noirs, hauts de plusieurs mètres, au moment de vider des auges les scories chaudes sur le terril. Before processing, the ladles were free of entrained blast furnace slag. After the desulphurization treatment, the surface of the cast iron was covered with the slag obtained by means of the desulphurizing agent. Air is blown into the cast iron by a device located on the rear face of the ladle. Under the action of the rising air column, the slag is moved from the rear face of the pocket to the spout. There, they are removed from the slightly inclined pocket, in a current manner, by means of a cleaning machine. By removing the slag from the pocket, large amounts of black dust are raised. In particular, when the removed slag falls into the traps intended to receive it, it raises large black clouds. This dust always reignites and burns with flames the height of a meter. During the introduction of the slag, by compressor, into troughs, it was still released from the slag dust. Finally, we were able to observe black smoke chimpignon mushrooms, several meters high, when emptying the hot slag from the troughs.

131n3MPIM 2
Â titre d'essai, on prépare un mélange d'également 85 % en poids de carbure technique, 6 ffi en poids de carbonegraphite, 3 % en poids de polyéthylène et 6 ffi en poids de spathfluor, en une quantité de plusieurs centaines de tonnes, et l'utilise à la désulfuration de la fonte. On peut voir que les quantités utilisées de ce mélange de désulfuration, selon ltin- Invention, rapportées aux mêmes teneurs initiales et finales en soufre, correspondent à quelques % près aux quantités du mélange carbure-diamide calcique. Les scories de désulfuration obtenues avec le mélange selon ltinvention, étaient moins volumineuses que celles obtenues en traitant le fer brut fondu par le mélange utilisé précédemment. Les scories étaient grumeleuses et il était très aisé de les ôter. Ni lors de la chute des scories, ni lors du trahgport et du déversement subséquents, on n'a pu observer de dégagement de poussière ou de flamme. 131n3MPIM 2
As a test, a mixture of 85% by weight of technical carbide, 6% by weight of carbon graphite, 3% by weight of polyethylene and 6% by weight of spathfluor is prepared, in an amount of several hundred tonnes. , and uses it to desulfurize cast iron. It can be seen that the quantities used of this desulfurization mixture, according to the invention, compared to the same initial and final sulfur contents, correspond to a few% to the quantities of the carbide-calcium diamide mixture. The desulphurization slag obtained with the mixture according to the invention was less voluminous than that obtained by treating the raw iron melted by the mixture used previously. The slag was lumpy and it was very easy to remove it. Neither during the fall of the slag, nor during the subsequent transport and dumping, no dust or flame was observed.

Claims

1.- Process for reducing the generation of dust and flame during the handling of slag after desulphurization of the cast iron with a mixture of sulphurizer based on calcium carbide and a component which is free of gases, process ca ractérisé en which is added to the mixture 2 to 10% by weight of fluorspar.

2.- Method according to claim 1, characterized in that the desulfurizing mixture consists of calcium carbide, a gas-releasing component and fluorspar, as well as optionally additional carbon, metals and reducing metal carbides .

3.- Method according to claims 1 and 2, characterized by the following composition of the desulfurizing mixture: 30 - 90% by weight of calcium carbide, 2 - 70 46 by weight of gas-releasing compound, 2 - 10 0 by weight of carbon, 2 - 10% by weight of fluorspar.

4.- Process according to any one of claims 1 to 3, characterized by the following composition of the desulfurizing mixture; 50 - 85% by weight of calcium carbide, 5 - 40% by weight of calcium diamide, 3 - 8% by weight of despath-fluorine and 2 to 10% by weight of graphite.

5.- Method according to any one of claims 1 to 3, characterized by the following approximate composition of the desulfurizing mixture: 85% by weight of calcium carbide, 6% by weight of fluorspar, 6% by weight of carbon and 3% by weight of polyethylene.