HU216171B

HU216171B - Eljárás nyersvas olvadék kéntelenítésére

Info

Publication number: HU216171B
Application number: HUP9202762A
Authority: HU
Inventors: Karl-Heinz Abele; Heinz Boom; Alfred Ender; Eckart Hees; Walter Meichsner
Original assignee: Thyssen Stahl Ag.
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1999-04-28
Also published as: PL169938B1; CZ281703B6; ATE118825T1; ES2071393T3; RO115651B1; DE4128499C2; CZ263892A3; RU2096484C1; UA32411C2; PL295696A1; HUT65147A; DE59201454D1; EP0530552A1; US5366539A; HU9202762D0; SK263892A3; ZA926214B; CA2076743A1; SK281718B6; DE4128499A1

Abstract

A találmány tárgya eljárás az őlvadék kéntelenítésére metallűrgiaiedényben, elsősőrban közbenső üstben, ahől az őlvadékőn őxidált,savanyú kiindűló salak van, és ahől az eljárás sőrán az lvadékbafinőmszemcsés szilárd anyagőkat fúvatnak be fúvatólándzsán keresztül,hőrdőzógáz segítségével. A találmány szerint a kezelést hárőm fázisbanvégzik, ahől az első, kezdeti fázisban a kiindűló salakőt szilárddezőxidáló anyagők befúvatásával dezőxidálják és/vagy bázikűsságátmésztartalmú anyagők befúvatásával növelik, és/vagy az őlvadékőtgázképző szilárd anyagők befúvatásával mőzgatják, a másődik vagyközépső fázisban magnéziűmhőrdőzókat és/vagy kalciűmvegyületeket,valamint gázképző szilárd anyagőkat fűvatnak be az őlvadékba őlymódőn, hőgy az időegység alatt befúvatőtt magnéziűmhőrd zó mennyiségéta csökkenő kéntartalőmmal párhűzamősan csökkentik, és/vagy azidőegység alatt befúvatőtt kalciűmvegyületek, valamint hőrdőzógázőkés/vagy gázképző szilárd anyagők mennyiségét növelik, s a harmadikvagy befejező fázisban kalciűmvegyületek befúvatásával kéntelenítéstvégeznek, és gázképző szilárd anyagők befúvatásával az őlvadékőttisztítják. Az eljárás másik váltőzatánál az őlvadék n nincs kiindűlósalak, ekkőr az első fázisban mésztartalmú és/vagy dezőxidáló szilárdanyagők befúvatásával bázikűs dezőxidált, a nyersvas őlvadékőt lefedősalakőt hőznak létre, és/vagy az őlvadékőt gázképző szilárd anyagőkbefúvatásával mőzgatják; a másődik vagy középső fázisbanmagnéziűmhőrdőzókat és/vagy kalciűmvegyületeket, valamint gázképzőszilárd anyagőkat fúvatnak be az őlvadékba őly mód n, hőgy azidőegység alatt befúvatőtt magnéziűmhőrdőzó mennyiségét a csökkenőkéntartalőmmal párhűzamősan csökkentik, és/vagy az időegység alattbefúvatőtt kalciűmvegyületek, valamint hőrdőzógázők és vagy gázképzőszilárd anyagők mennyiségét növelik; a harmadik vagy befejező fázisbanpedig kalciűmvegyületek befúvatásával kéntelenítést végeznek, ésgázképző szilárd anyagők befúvatásával az őlvadék t tisztítják. ŕ

Description

A jelen találmány tárgya eljárás nyersvas oldavék kéntelenítésére metallurgiai edényben, elsősorban közbenső üstben, ahol az olvadékon oxidált, savanyú kiinduló salak van, és az eljárás során az olvadékba finomszemcsés szilárd anyagokat fúvatunk be fuvatólándzsán keresztül, hordozógáz segítségével. A találmány tárgya továbbá az eljárás egy olyan variánsa is, ahol a kiinduló salakot a kezelés előtt eltávolítjuk, és új fedősalakot készítünk.

A nyersvas kéntelenítése során általában két kezelőanyagot külön fluidizálnak, és a fluidizált anyagokat közvetlenül az olvadékba történő bevezetés előtt egyesítik. A két kezelőanyag lehet alkáliföldfém-karbonát, például kalcium-karbonát és egy fémes redukáló közeg, például finomszemcsés magnézium (lásd a DE-OS 2708424, DE-OS 2650113 és US 3998625 számú szabadalmi iratokat). Lehet a kezelőanyag egyik alkotója két anyag, például kalcium-karbid és gázmegkötő szén keveréke, a másik egy további kezelőanyag, például finomszemcsés magnézium (EP 226994 számú szabadalmi leírás). Alkalmazható három különféle kezelőanyag is, például kalcium-karbamid, gázmegkötő szén és finom szemcsés magnézium (US 4 832 739 számú szabadalmi leírás).

Az ilyen kezelőanyagokkal végzett befüvatás a nyersvas olvadékok kéntelenítésének javítását eredményezte a hagyományos megoldásokhoz képest. Az együttes befüvatás továbbfejlesztéseképpen kalcium-karbid és magnézium 3,5:1 arányban történő befűvatása előtt és után kezelést végeztek kalcium-karbiddal (a 73. Acélgyártó Konferencia anyagának 73. kötete, detroiti ülés, 1990. március 25-28. p. 351-355). Hasonló eljárást ismertet a DE 3942405 számú közzétételi irat is. A fenti eljárások azonban a következő hátrányokkal járnak:

A kupolókemencében előállított nyersvas rétegen savanyú, oxidált kiindulási salak van. Ha a fentiek szerint a kezdeti fázisban a kéntelenítést finomszemcsés magnéziummal végezzük, a keletkező magnézium-szulfidokat a salakkal nem lehet eltávolítani.

A kéntelenítő közegek kielégítő diszpergálása és a reakció lefolyásához szükséges fürdőmozgás nem valósítható meg optimálisan.

A nyersvas olvadék mindenkori kéntartalmához igazított finomszemcsés magnéziummennyiség befűvatása nem végezhető kifogástalanul.

A végsalak megfelelő kondicionálása, azaz a vasfelvétel csökkentése ugyancsak nem végezhető optimálisan. Ezen túlmenően az olvadékban lebegő magnézium-szulfidok eltávolítása és az oldott magnézium reagáltatása az olvadékban lévő kénnel ugyancsak nem kielégítő.

A jelen találmánnyal ezért olyan megoldás kialakítása a célunk, amellyel a kezdeti salak úgy módosítható, hogy a magnézium-szulfidok felvételére alkalmassá válik, és lehetővé teszi a kéntelenítő közegnek az olvadékban történő optimális diszpergálását, a reakció lefolyásával optimálisan összehangolt furdőmozgás segítségével. Célunk továbbá a találmánnyal az olyan zavaró hatások kiküszöbölése, amelyek szabályozhatatlan visszakéneződés következményei, a finomszemcsés magnézium beadagolásának az olvadék kéntartalmával történő összehangolása és a salak olyan módon történő kondicionálása, hogy vasfelvétele csökkenjen, továbbá a magnézium-szulfidoknak az olvadékból történő hatékonyabb eltávolítása.

A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, ahol az első, kezdeti fázisban a kiinduló salakot szilárd dezoxidáló anyagok befúvatásával dezoxidáljuk, és/vagy bázikusságát mésztartalmú anyagok befúvatásával növeljük, és/vagy az olvadékot gázképző szilárd anyagok befúvatásával mozgatjuk; a második vagy középső fázisban magnéziumhordozókat és/vagy kalciumvegyületeket, valamint gázképző szilárd anyagokat hivatunk be az olvadékba oly módon, hogy az időegység alatt befúvatott magnéziumhordozó mennyiségét a csökkenő kéntartalommal párhuzamosan csökkentjük, és/vagy az időegység alatt befúvatott kalciumvegyületek, valamint hordozógázok és/vagy gázképző szilárd anyagok mennyiségét növeljük; a harmadik vagy befejező fázisban pedig kalciumvegyületek befúvatásával kéntelenítést végzünk, és gázképző szilárd anyagok befüvatásával az olvadékot tisztítjuk.

Az eljárás egy változata szerint az olvadékon lévő oxidált, savanyú kiinduló salak eltávolítása után az első, kezdeti fázisban mésztartalmú és/vagy dezoxidáló szilárd anyagok befúvatásával bázikus dezoxidált, a nyersvas olvadékot lefedő salakot hozunk létre, és/vagy az olvadékot gázképző szilárd anyagok befúvatásával mozgatjuk; a második és harmadik fázist a fentiekben ismertetett eljárás azonos fázisai szerint folytatjuk le.

A hagyományos kéntelenítési eljárásoktól eltérően, ahol is a kezelés kezdetén a kéntelenítő közeget befuvatják a nyersvas olvadékba, a találmány szerint a tulajdonképpeni kéntelenítési fázishoz egy kezdeti fázist, továbbá egy befejező fázist kapcsolunk. Ily módon a korábbiakban ismertetett hátrányok kiküszöbölhetők, és a nyersvas olvadék kéntelenítése lényegesen hatékonyabban elvégezhető.

A mésztartalmú szilárd anyagok között lehet mészkő és dolomit. A gázképző szilárd anyagok a kezdeti fázisban lehetnek lángkőszén, gázkőszén, barnaszén, mészkő vagy dolomit, a második és befejező fázisban pedig lángkőszén, gázkőszén, barnaszén vagy diamid mész (kalcium-karbonát és szén keveréke).

Az első fázisban a nyersvas olvadékba befuvatott dezoxidáló szilárd anyagok tartalmazhatnak alumíniumot és polietilént. A polietilén közvetlenül a salaktartományban fejti ki hatását, és csökkenti az oxigénaktivitást. Általában a kezdeti salak szulfidfelvevő képessége ilyenkor növekszik.

A középső és befejező fázisban kéntelenítő közegként befúvatott kalciumvegyületek tartalmazhatnak folyasztható finom mészport és technikai kalcium-karbidot. A magnéziumhordozók, amelyeket a kezelés középső fázisában fúvatunk be a nyersvas olvadékba, lehetnek fémmagnézium önállóan vagy mésszel, CaC₂-dal, illetve kalcium-alumináttal keverve, alumíniumtartalmú golyósmalompor (az alumíniumraffinálás döntően timföldtartalmú mellékterméke), agyag vagy magnézium-oxid. A felhasznált magnézium adott esetben lehet bevonattal, például sóbevonattal ellátott granulátum, ahol a bevonat megakadályozza a magnézium idő előtti oxidálódását a szabad levegőn.

HU216 171 Β

A kezelés befejező fázisában bevezetett folyasztóközeg lehet folypát vagy szóda (nátrium-karbonát).

Az eljárás során alkalmazott mésztartalmú szilárd anyagok keverhetők valamilyen alumíniumot tartalmazó másik anyaggal. Ugyanez vonatkozik a kalcium-karbid hordozókra is. Az alumíniumtartalmú szilárd anyagok között lehet alumínium, kohóalumínium vagy alumíniumtartalmú golyósmalompor.

A találmány szerinti eljárás során célszerű a kezelés első fázisában mésztartalmú és gázképző szilárd anyagokat befuvatni az olvadékba annak érdekében, hogy a kiinduló salakot dezoxidáljuk, és megfelelő olvadékmozgást biztosítsunk. A mésztartalmú szilárd anyagok befóvatásával a salak bázikusságát növeljük, és ily módon semlegesítő hatást biztosítunk. A gázképző szilárd anyagok a hordozógázzal együtt kerülnek az olvadékba, és azt mozgásba hozzák.

A kezelés középső fázisában célszerű kéntelenítő közegként magnéziumot és kalcium-karbidot befóvatni, amikor is az említett módon előkezelt salak a keletkező magnézium-szulfídot fel tudja venni. Ebben a fázisban a gázképző szilárd anyagok befóvatása ugyancsak előnyös.

A kezelés befejező fázisában célszerű kalcium-karbid hordozókat és gázképző szilárd anyagokat füvatni az olvadékba. Ekkor a leválasztott gázok a hordozógázzal együtt kiöblítik az olvadékban lebegő magnéziumszulfidokat, és az oldott magnéziumot a kénnel reagáltatják. A salak kondicionálásához adott esetben még folyasztószert is be lehet füvatni. A képződött kéntelenítő salakot ezek az anyagok úgy módosítják, hogy a vasdaratartalom rendkívül csekély marad.

A találmány szerinti eljárás során ily módon - eltérően az eddig alkalmazott kéntelenítési eljárásoktól rendkívül sok szilárd anyagot: bázishordozót, dezoxidáló közeget, kéntelenítő közeget, gázképzőt, salakkondicionálót alkalmazunk egymástól függetlenül, időben optimális adagolással, a nyersvas olvadékba befóvatva. így a szilárd adalékanyagok az egyes kezelési fázisokban egyidejűleg vagy egymást követően kerülnek az olvadékba, és időegységre vonatkoztatott mennyiségüket pontosan a kéntartalomhoz lehet igazítani.

A találmány szerinti eljárás egy további kedvező foganatosítási módjánál a finomszemcsés szilárd anyagokat egyenként, külön edényekből, közös vezetéken juttatjuk a befüvatólándzsába, ahonnan az olvadékba kerülnek. Ilyen módon a különböző szilárd anyagok optimális adagolása valósítható meg.

Megvalósítható a találmány szerinti eljárás oly módon is, hogy mindig két vagy három fmomszemcsés szilárd anyagfajtát keverékként vagy egyenként külön edényekből szállítunk közös vezetéken a befóvatólándzsához, és azon keresztül a vasolvadékba. Ezzel a megoldással szükségtelenné válik minden egyes szilárd anyaghoz külön tartály alkalmazása, amivel az eljárás foganatosításának költségei csökkenthetők.

A találmány szerinti eljárás során a felhasználandó hordozógáz mennyiségét a befüvatandó szilárd anyagok és a keveréshez szükséges összes gáz mennyiségének függvényében úgy választjuk meg, hogy az olvadékban rendelkezésre álló keverési energia legalább 100 watt/t nyersvasmennyiségben legyen jelen. Az olvadékban rendelkezésre álló keverési energia mennyiségét az alábbi képlettel számoljuk ki:

ahol ^olv

Vg - a befuvatott teljes gázmennyiség, a gázképzés során az olvadékban felszabaduló gázmennyiség és a magnéziumhordozókból elgőzölgő fémmagnézium által létrehozott gázmennyiség együttesen,

T, - az olvadék hőmérséklete (K), g - a gravitációs gyorsulás (m/s²),

Pi - az olvadék sűrűsége (kg/m³),

H_b - az olvadék magassága, amelyen a befuvatott gáz átáramlik (m),

P_o - az olvadék nyomása (bar) és G_o]v - a kezelt olvadék súlya (t).

Általában célszerű az olvadék energiatartalmát

200-1000 watt/t nyersvasértékre beállítani.

Ezen belül a kezelés első fázisában a célszerű energiatartalom 600-1000 watt/t nyersvas, míg a középső és utolsó fázisban 200-700 watt/t nyersvas.

Az eljárás során befuvatott magnéziumhordozók mennyiségét a kéntartalom csökkenésével arányosan csökkentjük, a kalciumvegyületek, valamint a gázképző szilárd anyagok és/vagy a befiivatott hordozógáz mennyiségét pedig növeljük.

A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a bevezetőben ismertetett problémák kiküszöbölésére alkalmas, továbbá a három fázisban végzett kezelés eredményeképpen jobb kéntelenítő hatás érthető el: a találmány szerinti eljárás technikai eszközei jól összehangolhatok a metallurgiai folyamatokkal és az eljárási lépésekhez igazított kéntelenítő komponensek beadagolásával.

A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi drága kéntelenítő anyagok kisebb mennyiségben történő felhasználását anélkül, hogy az eljárás hatékonysága csökkenne. Ezenkívül az alkalmazott kéntelenítő közegek felhasználását nemcsak azáltal tesszük gazdaságosabbá, hogy elkerüljük az oxidációt és a visszakéneződést, hanem azáltal is optimalizáljuk, hogy a kinetikai szempontból jelentős paramétereket, nevezetesen a turbulenciát és az időegységenként rendelkezésre álló kéntelenítő közeg mennyiségét szabályozzuk, és ily módon mindig az optimális körülményeket biztosítjuk.

A kéntelenítéshez felhasznált anyagok mennyiségének jelentős csökkenése önmagában, valamint a csekély vasveszteséggel, a kis mennyiségű salakkal, továbbá a rövid kezelési idővel és a csekély hőveszteséggel együtt nagymértékben csökkenti a kéntelenítési eljárás költségeit.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra egy vasolvadék kéntelenítésének folyamatát mutatja öt különböző és külön beadagolt anyag esetében, a

2. ábra egy másik nyersvas olvadék kéntelenítésének folyamatábrája két keverék és két külön

HU 216 171 Β anyag, azaz összesen négy komponens alkalmazásával és a

3. ábra ugyancsak egy kéntelenítési folyamatot mutat be, ahol két keveréket és egy további anyagot, azaz összesen három komponenst hivatunk az olvadékba.

Az 1. ábrán látható foganatosítási módnál a kezelés első fázisában a nyersvas olvadékot, amely például egy közbenső üstben van, a gázkőszénből leválasztott gázzal erőteljesen keverjük, a salakot pedig dezoxidáljuk a gázkőszén elbomlásából származó anyagokkal. Az olvadékban lévő szilícium és vas-oxid a létrejött mozgás hatására reakcióba lép, és SiO₂, valamint vas keletkezik. A bázicitás növelésére rövid ideig meszet (CaO) füvatunk be.

A kezelés középső fázisában leállítjuk a mészbefüvatást, és finomszemcsés magnézium intenzív befuvatását végezzük viszonylag kis mennyiségű kalcium-karbiddal. A gázkőszén bevezetését kissé mérsékeljük, hogy az olvadék turbulenciáját fékezzük. A magnéziumbevezetést az olvadék kéntartalmának függvényében lecsökkentjük, ugyanakkor a kalcium-karbid és gázkőszén befüvatását fokozzuk.

A befejező fázis elején, a magnéziumbefüvatás leállítása után a kalcium-karbid befüvatását növeljük vagy csökkentjük (szaggatott vonallal jelölve), és az olvadékot erőteljesen keveijük. A keverést egyrészt a hordozógázzal, másrészt a gázkőszénből leváló gázokkal végezzük. Ily módon a magnézium-szulfid az olvadékból jól kiöblíthető. A salak kondicionálása érdekében a befejező fázisban folyasztószert adagolunk az olvadékba.

Ennél a foganatosítási módnál a felhasznált ötféle adalékanyagot (mész, gázkőszén, kalcium-karbid, magnézium és folyasztószer) egyenként, külön edényből vezetjük közös vezetéken a befüvatólándzsához, majd az olvadékba. A nyomás alatti edények ismert módon szabályozható adagolószelepekkel vannak ellátva, amelyek lehetővé teszik, hogy a szilárd anyagokat egyidejűleg vagy egymást követően füvassuk be az olvadékba a kívánt mennyiségben.

A 2. ábrán látható foganatosítási módnál a kezelés első fázisában meszet és gázkőszenet együtt füvatunk a vasolvadékba, míg a középső fázisban kalcium-karbid és gázkőszén együttes befüvatását végezzük. Ez utóbbi keveréket a befejező fázisban is az olvadékba fuvatjuk. A szilárd anyag keverékeket, amelyeket együtt füvatunk a nyersvas olvadékba, közös tartályban tartjuk, és együtt vezetjük a füvatólándzsához. Ezáltal csökkenthető az eljárás foganatosításához szükséges berendezés mérete és költsége. Megjegyezzük azonban, hogy ebben az esetben, amikor két keveréket is behívatunk az eljárás során, a hatékonyság valamivel kisebb, mint az 1. ábrán bemutatott esetben.

A 3. ábrán bemutatott foganatosítási módnál a nyersvas olvadékba egyrészről a meszet, gázkőszenet és a folyasztószert, másrészt a kalcium-karbidot és a gázkőszenet keverékként, a magnéziumot egyedi anyagként füvatjuk be, és ennek megfelelően három külön tartályt alkalmazunk. Az eljárási költségek így tovább csökkenthetők, azonban ebben az esetben is igaz, hogy a nyersvas olvadék és a kiinduló salak összetétele nem szabályozható olyan jól, mint az 1. ábrán bemutatott megoldásnál.

A találmányt a továbbiakban kiviteli példák segítsé30 gével ismertetjük, ahol az 1-14. példák összehasonlító példák a hagyományos kéntelenítés szemléltetésére, a 15-25. példák pedig a találmány szerinti eljárást mutatjuk be. Az összehasonlító példákat az 1. táblázatban foglaljuk össze. (A táblázatokban és a leírásban a %-ér35 tékek mindenhol tömegszázalékot jelentenek.)

1. táblázat

Kéntelenítő közeg	Példa	Befúva- tott mennyiség, kg	Üstűr- tarta- lom, t	Fajlagos mennyi- ség, kg/t	Befüva- tási sebes- ség kg/perc	Hordo- zó-gáz- mennyi- ség, Nl/perc	Kéntartalom t%-ban	Nettó felhasználás, kg/t
Kezdet	Befejezés	Techn. karbid	Mg	Mg*
a) CaD 7525	1	1316	255	5,85	56	340	0,041	0,0083	4,39	-	0,66
(75% technikai	2	1818	231	7,87	62	380	0,054	0,0021	5,90	-	0,89
kalcium-karbid	3	1565	222	7,05	55	340	0,036	0,0013	5,30		0,80
és 25% diamid mész)	4	698	228	3,06	58	350	0,038	0,0120	2,30	-	0,35
5	1410	235	6,00	61	370	0,040	0,0031	4,50	-	0,68
b) Mg 50 KMS	6	368	347	1,06	28	850	0,038	0,0101	-	0,53	0,53
(50% Mg, 50%	7	632	355	1,78	22	830	0,043	0,0032	-	0,89	0,89
golyósmalom	8	398	337	1,18	24	860	0,040	0,0081	-	0,59	0,59
por)	9	466	353	1,32	20	880	0,035	0,0060	-	0,66	0,66
c) CAM 20 (75%	10	294	223	1,32	34	760	0,044	0,0120	1,00	0,26	0,41
technikai kai-	11	367	228	1,61	38	820	0,038	0,0060	1,22	0,32	0,50
cium-karbid,	12	530	221	2,40	35	800	0,045	0,0020	1,82	0,48	0,75
20% Mg, 5%	13	320	230	1,39	33	780	0,037	0,0060	1,06	0,28	0,44
lángkőszén)	14	653	225	2,90	36	810	0,043	0,0010	2,20	0,58	0,91

Mg*=Mg-egyenérték

HU 216 171 Β

Az 1. táblázatban szereplő 1-5. példákban hordozógázként száraz levegőt alkalmaztunk. A 6-14. példákban a hordozógáz argon volt. Bár az üsttérfogat a különböző példákban eltérő volt, a kezelés során a fuvatólándzsák merülése lényegében azonos volt. A megadott szilárd anyag és hordozógáz bevezetési adatok a kezelés során állandóak voltak. A nyersvas olvadék hőmérséklete valamennyi kezelésnél 1300 °C és 1380 °C között volt. A kéntelenítő közeg felhasználás összehasonlíthatósága érdekében a kalcium-karbid részt magnéziumegyenértékre számoltuk át. Ezt az egyenértéket az utolsó oszlopban adtuk meg.

A találmány szerint végzett kezeléseket a 15-25. példákkal mutatjuk be. Ezeknél a kezeléseknél hordozógázként argont vagy nitrogént alkalmaztunk. A példák adatait a 2-5. táblázatok mutatják.

2. táblázat

Példa	15	16	17
Olvadéksúly (t)	232	227	226
Kezdeti kéntartalom (%)	0,042	0,036	0,038
Kezdeti fázis
1. közeg	90% CaO, 10% lángkőszén	75% golyósmalompor, 25% mészkő	75% golyósmalompor, 25% mészkő
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	83/450	63/520	59/510
Szállított mennyiség (kg)	348	200	201
Időtartam (perc)	4,2	3,2	3,4
Középső fázis 2. közeg	CaM 20	CaC5	CaC5
	20% Mg, 76% kalciumkarbid, 4% lángkőszén	95% kalcium-karbid, 5% lángkőszén	95% kalcium-karbid, 5% lángkőszén
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	36/800	38/780	24-48/680-800
Szállított mennyiség (kg)	328	258	255
Időtartam (perc)	9,1	6,8	6,6
3. közeg		Mg50 golyósmalompor	Mg50 golyósmalompor
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)		19	27-12
Szállított mennyiség (kg)		128	127
Időtartam (perc)		6,8	6,6
Befejező fázis 4. közeg	80% CaF₂,20% lángkőszén	CaC5	CaC5
Szállitóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	31/500	32/1200	33/1200
Szállított mennyiség (kg)	80	120	126
Időtartam (perc)	2,6	3,8	3,8
5. közeg		kalcium-aluminát	kalcium-aluminát
Szállitóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)		21	21
Szállított mennyiség (kg)		80	78
Időtartam (perc)		3,8	3,8
Végső kéntartalom (%)	0,0048	0,0034	0,0022
Teljes felhasznált mennyiség (kg/t) 1. közeg	1,50	0,88	0,89
2. közeg	1,41	1,67	1,69

HU 216 171 Β

2. táblázat (folytatás)

Példa	15	16	17
Olvadéksúly (t)	232	227	226
Kezdeti kéntartalom (%)	0,042	0,036	0,038
Teljes felhasznált mennyiség (kg/t)
3. közeg		0,56	0,56
4. közeg	0,34
5. közét		0,35	0,35
Mg-egyenérték (kg/t)	0,44	0,52	0,52

3. táblázat

Példa	18	19	20
Olvadéksúly (t)	233	230	234
Kezdeti kéntartalom (%)	0,047	0,036	0,040
Kezdeti fázis
1. közeg	90% dolomit,	80% mész,	85% mészkő,
	10% Al	20% CaF₂	10%CaF₂, 5% Al
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	72/480	83/330	83/400
Szállított mennyiség (kg)	250	300	350
Időtartam (perc)	3,5	3,6	4,2
5. közeg		lángkőszén
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve		Q
Nl/perc)
Szállított mennyiség (kg)		32
Időtartam (perc)		3,6
Középső fázis 2. közeg	CaC5	kalcium-karbid	CaM20
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	28-62/650-850	22-56/780	37/800
Szállított mennyiség (kg)	244	276	408
Időtartam (perc)	5,4	7,7	11,0
3. közeg	Mg60 golyósmalompor	Mg/94% Mg*
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	23-12	14-5
Szállított mennyiség (kg)	92	69
Időtartam (perc)	5,4	7,7
Befejező fázis 2. közeg	CaC5	kalcium-karbid
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	45/750	43/780
Szállított mennyiség (kg)	96	68
Időtartam (perc)	2,1	1,6
4. közeg	CaF₂	CaF₂	kalcium-aluminát
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	36	36	31/1600
Szállított mennyiség (kg)	77	58	120
Időtartam (perc)	2,1	1,6	3,9

HU 216 171 Β

3. táblázat (folytatás)

Példa	18	19	20
Olvadéksúly (t)	233	230	234
Kezdeti kéntartalom (%)	0,047	0,036	0,040
5. közeg		lángkőszén
Szállítóteljesitmény (kg/perc, illetve		9,5
Nl/perc)
Szállított mennyiség (kg)		15
Időtartam (perc)		1,6
Végső kéntartalom (%)	0,0051	0,0038	0,0036
Teljes felhasznált mennyiség (kg/t)
1. közeg	1,07	1,30	1,49
2. közeg	1,46	1,50	1,74
3. közeg	0,39	0,30
4. közeg	0,33	0,25	0,51
5. közeg		0,41
Mg-egyenérték (kg/t)	0,44	0,51	0,55

Mg*=sóval bevont magnézium

4. táblázat

Példa	21	22	23
Olvadéksúly (t)	229	236	225
Kezdeti kéntartalom (%)	0,042	0,036	0,046
Kezdeti fázis
1.közeg	CaO	CaC5	CaO, 5% Al
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	82/380	25/420	-/1800
Szállított mennyiség (kg)	230	82	200
Időtartam (perc)	2,8	3,3	2,5
2. közeg	lángkőszén	mészkő
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	9,6	22
Szállított mennyiség (kg)	27	73
Időtartam (perc)	2,8	3,3
Középső fázis 1. közeg	CaO	CaC5	CaO
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	38/650	27/650	38/720
Szállított mennyiség (kg)	485	273	521
Időtartam (perc)	12,6	10,1	13,7
3. közeg	94% Mg*	94% Mg*	94% Mg*
Szállítóteljesitmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	11,0	8,2	16-5,5
Szállított mennyiség (kg)	139	83	144
Időtartam (perc)	12,6	10,1	13,7

HU 216 171 Β

4. táblázat (folytatás)

Példa	21	22	23
Olvadéksúly (t)	229	236	225
Kezdeti kéntartalom (%)	0,042	0,036	0,046
2. közeg	lángkőszén
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	4,7
Szállított mennyiség (kg)	59
Időtartam (perc)	12,6
Befejező fázis 1. közeg	CaO	CaC5	CaO
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	59/420	38/900	38/1400
Szállított mennyiség (kg)	130	72	76
Időtartam (perc)	2,2	1,9	2,0
2. közeg	lángkőszén
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	13/
Szállított mennyiség (kg)	29
Időtartam (perc)	2,2
4. közeg	CaF₂	kalcium-aluminát	CaF₂
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	27,3	54	36
Szállított mennyiség (kg)	60	103	72
Időtartam (perc)	2,2	1,9	2,0
Végső kéntartalom (%)	0,0043	0,0038	0,0022
Teljes felhasznált mennyiség (kg/t) 1. közeg	3,69	1,81	3,54
2. közeg	0,50	0,31
3. közeg	0,61	0,35	0,64
4. közeg	0,26	0,44	0,32
Mg-egyenérték (kg/t)	0,57	0,59	0,60

Mg*=sóval bevont magnézium

5. táblázat

Példa	24	25
Olvadéksúly (t)	227	233
Kezdeti kéntartalom (%)	0,038	0,041
Kezdeti fázis
1. közeg	golyósmalompor	50% golyósmalompor, 50% mészkő
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	36/900	32/360
Szállított mennyiség (kg)	126	120
Időtartam (perc)	3,5	3,7

HU216 171 Β

5. táblázat (folytatás)

Példa	24	25
Olvadéksúly (t)	227	233
Kezdeti kéntartalom (%)	0,038	0,041
2. közeg	mészkő
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	25
Szállított mennyiség (kg)	88
Időtartam (perc)	3,5
Középső fázis
1. közeg	golyósmalompor
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	42/720
Szállított mennyiség (kg)	590
Időtartam (perc)	14,0
3. közeg	94% Mg*	CaD 7525
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	17-5	61/380
Szállított mennyiség (kg)	155	1110
Időtartam (perc)	14,0	18,7
Befejező fázis
1. közeg	golyósmalompor
Szállítótelj esítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)	32/1400
Szállított mennyiség (kg)	100
Időtartam (perc)	3,1
3. közeg		CaD 7525
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)		61/360
Szállított mennyiség (kg)		195
Időtartam (perc)		3,2
4. közeg		CaF₂
Szállítóteljesítmény (kg/perc, illetve Nl/perc)		20,3
Szállított mennyiség (kg)		65
Időtartam (perc)		3,2
Végső kéntartalom (%)	0,0018	0,0021
Teljes felhasznált mennyiség (kg/t)
1.közeg	3,59	0,51
2. közeg	0,39
3. közeg	0,68	5,60
4. közeg		0,28
Mg-egyenérték (kg/t)	0,64	0,63

Mg* = sóval bevont magnézium

15. példa

A kezelt nyersvas mennyisége 232 t volt, a kezelés előtt az olvadékon körülbelül 1,2 t üstsalak volt, és az olvadék kéntartalma a kezelés előtt 0,042% volt.

Az első fázisban 1,5 kg/t, azaz 348 kg kezelőanyag keveréket juttattunk az olvadékba. A keverék 90% finom meszet és 10% lángkőszenet (amelynek szemcsenagysága 0,1 mm-nél kisebb volt) tartalmazott, a befüvatás ideje 4,2 perc volt, és a befüvatáshoz 450 Nl/perc nitrogént használtunk.

A kezelés középső fázisában 328 kg kezelőanyagot hivattunk be. A keverék 76% technikai kalcium-karbidot, 20% magnéziumot és 4% lángkőszenet tartalmazott. A bevezetett kezelőanyag 1,41 kg/t fajlagos mennyiségnek felelt meg, a befüvatást 9,1 percen át végeztük, ami

36 kg/perc bevezetési sebességet jelentett. Hordozógáz9

HU 216 171 Β ként argont alkalmazunk 800 Nl/perc mennyiségben. A beadagolást állandó sebességgel végeztük.

A befejező fázisban 80% folypátból és 20% lángkőszénből álló keveréket Hivattunk be 80 kg mennyiségben 2,6 perc alatt, 500 Nl/perc hordozógázzal. A rendkívül csekély vastartalmú könnyű salak morzsalékos és igen könnyen lehúzható volt.

A kezelés után a vasolvadék kéntartalma 0,0048% volt, a felhasznált anyagok magnézium-egyenértéke 0,44 kg/t.

16. példa

227 t nyersvas olvadékot kezeltünk, amelynek kéntartalma 0,036% volt. A kezdeti fázisban 200 kg finomszemcsés keveréket Hivattunk be az olvadékba 3,2 percen át, 520 Nl/perc mennyiségben. A keverék 75% golyósmalomporból és 25% mészkő őrleményből állt.

A középső fázisban két különböző tartályból vezettünk adalékanyagot az olvadékba. Az egyik keverék 258 kg, a másik 128 kg volt. Az első keverék 95% technikai kalcium-karbidból és 5% lángkőszénből állt, a befuvatási sebességet pedig 38 kg/perc állandó értéken tartottuk. A második keverék 50% magnéziumot és 50% golyósmalomport tartalmazott, a befuvatási sebesség pedig 19 kg/perc volt. Hordozógázként argont alkalmaztunk 780 Nl/perc mennyiségben.

A befejező fázisban a kalcium-karbid és lángkőszén keverék befűvatását folytattuk, a magnéziumot tartalmazó keverék befűvatásának leállításakor pedig egy másik tartályból kalcium-aluminát port Hivattunk be. A por körülbelül 50% kalcium-oxidot, 44% Al₂O₃-at és a maradékban magnézium-oxidot és SiO₂-t tartalmazott, szemcsenagysága 0,3 mm-nél kisebb volt. Összességében 120 kg kalcium-karbidot és lángkőszenet, valamint 80 kg kalcium-aluminátot Hivattunk be ebben a fázisban. Az argonbefuvatás mértékét 1200 Nl/perc értékre növeltük a keverőteljesítmény fokozása érdekében.

A kezelt vasolvadék kéntartalma 0,0034% volt, a kezeléshez felhasznált anyagok magnézium-egyenértéke 0,52 kg/t.

17. példa

226 t, 0,038% kéntartalmú nyersvas olvadékot kezeltünk. A kezelést hasonló módon végeztük a 16. példában bemutatotthoz, a felhasznált mennyiségekben és az alkalmazott időkben csak elhanyagolható eltérések voltak. Különbségnek tekinthető azonban, hogy a középső fázisban a különböző adalékanyagokat időben változó módon adagoltuk be. A kalcium-karbid és lángkőszén keverékét kezdetben 24 kg/perc sebességgel adagoltuk be, majd a fázis során a sebességet lineárisan növelve, a fázis végén 48 kg/perc beadagolási sebességet értünk el. A magnéziumot és golyósmalomport tartalmazó keveréket a fázis elején 22 kg/perc, a végén 12 kg/perc sebességgel adagoltuk.

A fentieknek megfelelően a hordozógáz mennyisége 680 és 800 Nl/perc között változott.

A vasolvadék kéntartalma a kezelés eredményeképpen 0,0022% lett, 0,52 kg/t magnézium-egyenértéknyi anyag beadagolása mellett.

A további kísérletek eredményeit (valamint az eddigi példákban leírtakat is) a táblázatok tartalmazzák, ezért a továbbiakban csak az egyes példákhoz tartozó egyedi paramétereket ismertetjük.

18. példa

A kéntelenítés kezdetén nagy mennyiségű salak volt jelen, ezt részben leválasztottuk, illetve dolomittal és fémalumínium granulátummal dezoxidáltuk. A kéntelenítő közegek bevezetését a középső fázisban a 17. példában leírtakhoz hasonló módon változtattuk.

19. példa

Az oxidált salakot a kezelés előtt eltávolítottuk, és mész-folypát keverék befüvatásával bázikus, dezoxidált salakréteget képeztünk. Az olvadék keverésére és dezoxidálására lángkőszenet alkalmaztunk.

A kezelés során öt tartályt alkalmaztunk, és a középső fázisban három komponenst Hivattunk be, mégpedig oly módon, hogy folyamatosan csökkentett mennyiségű magnéziumot, jelentős mennyiségű karbidot és lángkőszenet pedig egyenletes mennyiségben Hivattunk be. Ezek befűvatását a befejező fázisban is folytattuk.

20. példa

A kezelés előtt a salakot ez esetben is lehúztuk. A befejező fázisban előolvasztott kalcium-aluminátot használtunk az olvadék megtisztítására, a keverési energiát nagy mennyiségű gáz befüvatásával biztosítottuk.

21. példa

Mindhárom fázisban finomszemcsés meszet adtunk be lángkőszénnel (első fázis), magnéziummal és lángkőszénnel (második fázis), valamint folypáttal és lángkőszénnel (befejező fázis). A befuvatási sebességet állandó értéken tartottuk.

22. példa

Mindhárom fázisban megszakítás nélkül kalciumkarbid és lángkőszén keverékét Hivattuk be.

23. példa

Először a savanyú, oxidált salakot eltávolítottuk, és 200 kg, zsákokba csomagolt finom meszet adagoltunk az olvadékba. Ezután bevezettük a füvatólándzsát, és 1800 Nl/perc mennyiségű argont Hivattunk be két és fél percen át. Az olvadék ilyen módon történő megmozgatása után a második és harmadik fázisban finomszemcsés meszet Hivattunk be, sóval kevert magnéziumot és folypátot adagoltunk, és a gázmennyiséget ismét megnöveltük, hogy a keverési hatást fokozzuk. A magnéziumbevezetés sebességét lineárisan csökkentettük, a mészbevezetést állandó sebességgel végeztük.

24. példa

Ezt a kezelést úgy végeztük, hogy kísérőanyagként, valamint salakkondicionáló és dezoxidáló adalékként mindhárom fázisban golyósmalomport Hivattunk be.

Az első fázisban mészkövet, a második fázisban pedig sóval kevert magnéziumot adagoltunk be. A harma10

HU 216 171 Β dik fázisban megnöveltük a beíüvatott gáz mennyiségét.

25. példa

A vasolvadék kéntelenítésére ez esetben nem használtunk magnéziumot, hanem 75% technikai kalciumkarbidból és 25% diamid mészből álló keveréket adagoltunk. Ez a kéntelenítő anyag nem olyan előnyös, mint például a kalcium-karbid és lángszén keveréke a magnéziummal együtt, tekintettel arra, hogy hosszabb kezelési időt igényel, és viszonylag nagy vasveszteség lép fel a salakban, továbbá a salak viszonylag nagy mennyiségű és sok vasszemcsét tartalmaz. A cél ebben az esetben elsősorban az volt, hogy a vasveszteséget elkerüljük.

A folypát ilyen irányú hatása ismert, a kalcium-karbiddal és diamid mésszel együttes alkalmazása általában csökkenti a kéntelenítő hatást. Mindazonáltal jelen esetben ez a hatás nem jelentkezett, a salak pedig könnyű és morzsalékos volt, vasat nem tartalmazott.

Claims

1. Eljárás nyersvas olvadék kéntelenítésére metallurgiai edényben, elsősorban közbenső üstben, ahol az olvadékon oxidált, savanyú kiinduló salak van, és ahol az eljárás során az olvadékba finomszemcsés szilárd anyagokat füvatunk be füvatólándzsán keresztül, hordozógáz segítségével, azzal jellemezve, hogy a kezelést három fázisban végezzük, ahol

a) az első, kezdeti fázisban a kiinduló salakot szilárd dezoxidáló anyagok befüvatásával dezoxidáljuk, és/vagy bázikusságát mésztartalmú anyagok befüvatásával növeljük, és/vagy az olvadékot gázképző szilárd anyagok befüvatásával mozgatjuk,

b) a második vagy középső fázisban magnéziumhordozókat és/vagy kalciumvegyületeket, valamint gázképző szilárd anyagokat füvatunk be az olvadékba oly módon, hogy az időegység alatt befuvatott magnéziumhordozó mennyiségét a csökkenő kéntartalommal párhuzamosan csökkentjük, és/vagy az időegység alatt befüvatott kalciumvegyületek, valamint hordozógázok és/vagy gázképző szilárd anyagok mennyiségét növeljük, és

c) a harmadik vagy befejező fázisban kalciumvegyületek befüvatásával kéntelenítést végzünk, és gázképző szilárd anyagok befüvatásával az olvadékot tisztítjuk.

2. Eljárás nyersvas olvadék kéntelenítésére metallurgiai edényben, elsősorban közbenső üstben, ahol az eljárás során az olvadékba finomszemcsés szilárd anyagokat, füvatunk be füvatólándzsán keresztül, hordozógáz segítségével, miután az olvadékon lévő oxidált, savanyú kiinduló salakot eltávolítottuk, azzal jellemezve, hogy

a) az első, kezdeti fázisban mésztartalmú és/vagy dezoxidáló szilárd anyagok befüvatásával bázikus dezoxidált, a nyersvas olvadékot lefedő salakot hozunk létre, és/vagy az olvadékot gázképző szilárd anyagok befúvatásával mozgatjuk,

b) a második vagy középső fázisban magnéziumhordozókat és/vagy kalciumvegyületeket, valamint gázképző szilárd anyagokat füvatunk be az olvadékba oly módon, hogy az időegység alatt befuvatott magnéziumhordozó mennyiségét a csökkenő kéntartalommal párhuzamosan csökkentjük, és/vagy az időegység alatt befuvatott kalciumvegyületek, valamint hordozógázok és/vagy gázképző szilárd anyagok mennyiségét növeljük, és

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a finomszemcsés szilárd anyagokat keverékként, illetve egyenként külön tartályokból adagoljuk ki, és a közös vezetéken juttatjuk a füvatólándzsához, majd a fémolvadékba.

4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy két vagy három finomszemcsés szilárd anyagot keverékként, további anyagokat pedig külön tartályból adagolunk közös szállítóvezetékbe, majd a füvatólándzsán keresztül az olvadékba.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a befuvatott hordozógáz mennyiségét a beadagolandó szilárd anyagok és a keveréshez szükséges összes gáz mennyiségének függvényében úgy választjuk meg, hogy az olvadékban rendelkezésre álló keverési energia legalább 100 watt/t nyersvasértékű legyen, és ehhez az olvadékban rendelkezésre álló keverési energia mennyiségét az alábbi képlettel számoljuk ki:

ahol

Vg - a beíüvatott teljes gázmennyiség, a gázképzés során az olvadékban felszabaduló gázmennyiség és a magnéziumhordozókból elgőzölgő fémmagnézium által létrehozott gázmennyiség együttesen,

Τ, - az olvadék hőmérséklete (K), g - a gravitációs gyorsulás (m/s²),

P] - az olvadék sűrűsége (kg/m³),

H_b - az olvadékmagasság, amelyen a beíüvatott gáz átáramlik (m),

P_o - az olvadék nyomása (bar) és

G₀[_v - a kezelt olvadék súlya (t).

6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az olvadék energiatartalmát 200-1000 watt/t nyersvasértéken tartjuk.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keverési energia értékét a kezelés első fázisában 600 és 1000, a második és harmadik fázisban 200 és 700 watt/t nyersvasérték között tartjuk.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy mésztartalmú szilárd anyagként kalcium-oxidot (CaO) és/vagy mészkövet (CaCO₃) és/vagy dolomitot alkalmazunk.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy gázképző anyagként az első fázisban a lángkőszén, gázkőszén, barnaszén, mészkő és

HU 216 171 Β dolomit adalékanyagok közül egyet vagy többet alkalmazunk.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy gázképző anyagként a második és harmadik fázisban a lángkőszén, gázkőszén, barnaszén és diamidmész közül egy vagy több adalékanyagot alkalmazunk.

11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dezoxidáló szilárd anyagként alumíniumot és/vagy polietilént alkalmazunk.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kalciumvegyületként folyasztható finom mészport és/vagy technikai kalciumkarbidot alkalmazunk.

13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy magnéziumhordozóként egy vagy több adalékanyagot alkalmazunk a következők közül: fémmagnézium, bevonatréteggel vagy anélkül, önállóan vagy mésszel, CaC₂-dal vagy kalcium-alumináttal keverve, alumíniumtartalmú golyósmalompor, agyag és magnézium-oxid.

14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a befejező fázisban fo5 lyasztószerként folypátot vagy szódát (nátrium-karbonátot) alkalmazunk.

15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mésztartalmú szilárd anyagot az alumíniumtartalmú szilárd anyaggal keveijük.

10

16. Az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kalcium-karbid hordozót az alumíniumtartalmú szilárd anyaggal keveijük.

17. A 15. és 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alumíniumtartalmú szilárd anyagként

15 alumíniumot és/vagy kohóalumíniumot és/vagy alumíniumtartalmú golyósmalomport alkalmazunk.

18. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a befejező fázisban járulékos folyasztószer beavatásával a salakot kondicionáljuk.