ITUD20120158A1

ITUD20120158A1 - APPARATUS AND METHOD FOR THE TREATMENT OF METALLURGICAL SCORES

Info

Publication number: ITUD20120158A1
Application number: IT000158A
Authority: IT
Inventors: Marco Ansoldi; Alessandra Primavera; Laura Soldi
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-03-14
Also published as: KR20150084789A; WO2014041418A3; RU2625352C2; MX2015003236A; RU2015112156A; WO2014041418A2

Description

"APPARATO E METODO PER IL TRATTAMENTO DI SCORIE METALLURGICHE" "APPARATUS AND METHOD FOR THE TREATMENT OF METALLURGIC WASTE"

CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION

Il presente trovato si riferisce ad un apparato e ad un metodo per il trattamento e 1'inertizzazione di scorie metallurgiche, in particolare provenienti da un impianto di produzione di acciaio, ad esempio da un forno fusorio. The present invention relates to an apparatus and a method for treating and inerting metallurgical slag, in particular coming from a steel production plant, for example from a smelting furnace.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Ãˆ noto che la produzione di acciaio tramite fusione di materia prima metallica in un forno fusorio prevede che all'interno di quest'ultimo uno strato di scoria venga generato al di sopra dello strato di metallo fuso, o bagno liquido. It is known that the production of steel by melting metal raw material in a smelting furnace requires that inside the latter a layer of slag is generated above the layer of molten metal, or liquid bath.

La scoria ha sia la funzione di proteggere il bagno liquido da ossidazione o contaminazioni esterne, sia di isolarlo termicamente onde evitare raffreddamenti indesiderati, sia di catturare gli elementi indesiderati nell'acciaio, in particolare metalli ed impurezze quali zolfo e fosforo. The slag has both the function of protecting the liquid bath from oxidation or external contamination, both of thermally isolating it in order to avoid unwanted cooling, and of capturing unwanted elements in the steel, in particular metals and impurities such as sulfur and phosphorus.

La scoria Ã ̈ sostanzialmente una miscela di ossidi ed ha una composizione variabile a seconda del tipo di acciaio che viene prodotto, delle esigenze operative e della gestione del processo fusorio. The slag is basically a mixture of oxides and has a variable composition according to the type of steel that is produced, the operational needs and the management of the smelting process.

Durante un ciclo di lavorazione, la scoria viene periodicamente rimossa dal forno fusorio, tramite un'operazione di scorifica, che consiste nel versamento della scoria stessa da un'apertura appositamente ricavata nel tino del forno fusorio e chiamata porta di scorifica. Ãˆ noto che sabbie, o piÃ¹ in generale materiali contenenti silice (SiO2), ad esempio vari tipi di silicati, quarzi o rocce metamorfiche, vengono utilizzati come additivi da aggiungere alla scoria per ottenere composti stabili meccanicamente e chimicamente, ossia inertizzati . During a processing cycle, the slag is periodically removed from the smelting furnace, by means of a slag operation, which consists in pouring the slag itself from an opening specially made in the vat of the smelting furnace and called the slag door. It is known that sands, or more generally materials containing silica (SiO2), for example various types of silicates, quartz or metamorphic rocks, are used as additives to be added to the slag to obtain mechanically and chemically stable compounds, ie inert.

Gli additivi summenzionati consentono di vetrificare la scoria, inglobando in una matrice vetrosa i cationi metallici presenti nella scoria, limitandone la mobilitÃ e quindi la reattivitÃ chimica. Tali additivi hanno anche la funzione di stabilizzare meccanicamente la scoria, riducendo la quantitÃ di calce libera e quindi limitando la tendenza a modifiche meccaniche nel tempo. The aforementioned additives make it possible to vitrify the slag, incorporating the metal cations present in the slag into a glass matrix, limiting their mobility and therefore their chemical reactivity. These additives also have the function of mechanically stabilizing the slag, reducing the quantity of free lime and therefore limiting the tendency to mechanical changes over time.

Sono noti procedimenti di trattamento di scorie metallurgiche che si prefiggono l'obiettivo di inertizzare la scoria sfruttando l'affinitÃ con ossidi basici quali il CaO e la reattivitÃ dei derivati silicei ad alte temperature nel formare strutture vetrose e/o addizionando la scoria con additivi inertizzanti in grado di inglobare metalli pesanti in strutture cristalline. Procedures for the treatment of metallurgical slag are known which have the objective of inerting the slag by exploiting the affinity with basic oxides such as CaO and the reactivity of siliceous derivatives at high temperatures in forming glassy structures and / or adding the slag with inerting additives. able to incorporate heavy metals in crystalline structures.

Sono noti apparati che aggiungono additivi alla scoria per gravitÃ , dall'alto. Questi apparati concretizzano un procedimento che prevede di aggiungere in modo continuo gli additivi durante la fase di scorifica. Apparatuses are known which add additives to the slag by gravity from above. These apparatuses implement a process that provides for the continuous addition of additives during the slagging phase.

Tali procedimenti noti hanno tuttavia l'inconveniente di non essere efficienti, in quanto vi Ã ̈ una perdita consistente di additivi durante il loro versamento. CiÃ² avviene perchÃ© in prossimitÃ della scoria si instaurano moti convettivi dovuti alle elevate temperature, che ostacolano il contatto sabbia-scoria. Un ulteriore fonte di perdita di additivi inertizzanti Ã ̈ l'azione aspirante che si concretizza in prossimitÃ della porta di scorifica e che impedisce a parte degli additivi di raggiungere la scoria. However, these known processes have the drawback of not being efficient, as there is a substantial loss of additives during their pouring. This happens because convective motions are established in proximity to the slag due to the high temperatures, which hinder the sand-slag contact. A further source of loss of inerting additives is the suction action which takes place near the slag door and prevents part of the additives from reaching the slag.

Un ulteriore inconveniente Ã ̈ dovuto al fatto che gli additivi si distribuiscono in modo disuniforme nella scoria, interessando soltanto superficialmente il flusso di scoria e non penetrando sufficientemente all'interno, sÃ¬ che alcune zone di scoria non subiscono le volute trasformazioni. A further drawback is due to the fact that the additives are distributed unevenly in the slag, affecting the slag flow only superficially and not penetrating sufficiently inside, so that some slag areas do not undergo the desired transformations.

Un altro procedimento noto di stabilizzazione o inertizzazione , della scoria comprende una fase di aggiunta di additivi inertizzanti, sempre per gravitÃ , ma in modo discontinuo e in una fase immediatamente successiva alla fase di scorifica. Tale procedimento prevede anche successive operazioni di trattamento mediante somministrazione di gas e carbone all'interno di un recipiente contenente la scoria e mantenuto ad una temperatura media di circa 1.400°C. Another known process of stabilization or inertization of the slag comprises a step of adding inerting additives, again by gravity, but in a discontinuous manner and in a step immediately following the slag step. This process also provides for subsequent treatment operations by administering gas and coal into a container containing the slag and maintained at an average temperature of about 1,400 ° C.

Un inconveniente di tale procedimento noto risiede nel fatto che l'aggiunta di additivi inertizzanti puÃ² avvenire quando la scoria si Ã ̈ giÃ parzialmente raffreddata, e quindi piÃ¹ densa, ciÃ² causando una miscelazione incompleta tra additivi e scoria. Inoltre, l'apparato utilizzato per effettuare il trattamento di cui sopra Ã ̈ ingombrante, costoso e complesso e richiede una notevole quantitÃ di energia. A drawback of this known process lies in the fact that the addition of inerting additives can occur when the slag has already partially cooled, and therefore denser, causing incomplete mixing between additives and slag. Furthermore, the apparatus used to carry out the above treatment is bulky, expensive and complex and requires a considerable amount of energy.

Uno scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un apparato, e mettere a punto un metodo, per il trattamento della scoria proveniente da un forno fusorio che sia efficiente nell'inertizzare la scoria stessa e che consenta di limitare il piÃ¹ possibile le perdite di additivi. An object of the present invention is to provide an apparatus, and to develop a method, for the treatment of the slag coming from a melting furnace which is efficient in inertising the slag itself and which allows to limit as much as possible the losses of additives.

Un ulteriore scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un apparato ed un metodo che consentano di ottenere, dopo il trattamento della scoria, un prodotto uniformemente stabilizzato ed omogeneo. A further object of the present invention is to provide an apparatus and a method which allow to obtain, after the treatment of the slag, a uniformly stabilized and homogeneous product.

Ãˆ pure uno scopo del presente trovato il realizzare un metodo ed un apparato che siano versatili ed efficaci indipendentemente dalla tipologia o dalle condizioni della scoria trattata. It is also an object of the present invention to provide a method and an apparatus which are versatile and effective regardless of the type or conditions of the treated slag.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. In order to obviate the drawbacks of the known art and to obtain these and further objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND

Il presente trovato Ã ̈ espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale. The present invention is expressed and characterized in the independent claims. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the main solution idea.

In accordo con i suddetti scopi, un apparato ed un metodo per il trattamento di scorie metallurgiche secondo il presente trovato sono utilizzabili per inertizzare la scoria proveniente da un impianto di produzione dell'acciaio, quale un forno fusorio, ad esempio un forno elettrico o un forno ad induzione. Quest'ultimo ha almeno una camera di fusione e un'apertura di scorifica dalla quale un flusso di scoria esce da detta camera di fusione verso un punto di raccolta sottostante. In accordance with the aforementioned purposes, an apparatus and a method for treating metallurgical slag according to the present invention can be used to inert the slag coming from a steel production plant, such as a smelting furnace, for example an electric furnace or a induction oven. The latter has at least one melting chamber and a slag opening from which a stream of slag leaves said melting chamber towards an underlying collection point.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, l'apparato comprende mezzi pneumatici di alimentazione, cooperanti con almeno un serbatoio contenente additivi inertizzanti . Tali mezzi pneumatici di alimentazione cooperano con un elemento tubolare e con il suddetto almeno un serbatoio per trasferire gli additivi inertizzanti dal serbatoio stesso verso l'esterno di un'estremitÃ d'uscita dell'elemento tubolare, ove sono presenti uno o piÃ¹ ugelli d'uscita, proiettandoli nel flusso di scoria con una voluta energia cinetica. According to a characteristic aspect of the present invention, the apparatus comprises pneumatic feeding means, cooperating with at least one tank containing inertising additives. These pneumatic feeding means cooperate with a tubular element and with the aforesaid at least one tank to transfer the inertising additives from the tank itself towards the outside of an outlet end of the tubular element, where one or more nozzles are present. exit, projecting them into the slag stream with a desired kinetic energy.

L'utilizzo di mezzi di alimentazione pneumatici ha il vantaggio di limitare notevolmente la perdita di additivi inertizzanti rispetto alle tecniche note. Infatti, l'energia cinetica che viene conferita agli additivi inertizzanti consente di ottenere un getto piÃ¹ compatto e meno disperso. The use of pneumatic feeding means has the advantage of considerably limiting the loss of inerting additives with respect to known techniques. In fact, the kinetic energy that is given to the inerting additives allows to obtain a more compact and less dispersed jet.

Inoltre, l'energia cinetica che viene conferita agli additivi inertizzanti Ã ̈ tale per cui essi riescono a penetrare all'interno del flusso di scoria transitante e pertanto consentono un'azione piÃ¹ ampia ed estesa rispetto a quanto possibile nella tecnica nota. Furthermore, the kinetic energy which is given to the inerting additives is such that they are able to penetrate into the flowing slag flow and therefore allow a wider and more extensive action than is possible in the known art.

Secondo un aspetto del trovato, l'ugello d'uscita Ã ̈ vantaggiosamente inclinato, rispetto alla direzione orizzontale, di un determinato angolo compreso tra -45° e 45°, ciÃ² permettendo di ridurre la polverositÃ della miscelazione tra gli additivi e la scoria. According to one aspect of the invention, the outlet nozzle is advantageously inclined, with respect to the horizontal direction, by a determined angle between -45 ° and 45 °, thus allowing to reduce the dustiness of the mixing between the additives and the slag.

Un ulteriore vantaggiosa riduzione di detta polverositÃ deriva dal fatto che il trovato prevede che i mezzi pneumatici di alimentazione e l'elemento tubolare siano opportunamente configurati e posizionati per proiettare gli additivi inertizzanti nel flusso di scoria in un punto di impatto avente distanza verticale minore o uguale a 3 m, preferibilmente 1,5 m, rispetto ad un livello di riferimento definito dall'estremitÃ inferiore, o soglia, della suddetta apertura di scorifica. A further advantageous reduction of said dustiness derives from the fact that the invention provides that the pneumatic feeding means and the tubular element are suitably configured and positioned to project the inerting additives into the slag flow at an impact point having a vertical distance less than or equal at 3 m, preferably 1.5 m, with respect to a reference level defined by the lower end, or threshold, of the aforementioned slagging opening.

Ãˆ pure nello spirito del presente trovato prevedere che i mezzi pneumatici di alimentazione proiettino gli additivi inertizzanti nella scoria ad una velocitÃ compresa tra 3 m/s e 50 m/s, e ad una pressione compresa tra 0,3 bar e 6 bar. It is also in the spirit of the present invention to provide that the pneumatic feeding means project the inertising additives into the slag at a speed of between 3 m / s and 50 m / s, and at a pressure of between 0.3 bar and 6 bar.

I mezzi pneumatici di alimentazione, secondo un aspetto del trovato, proiettano nella scoria una quantitÃ di additivi inertizzanti compresa tra circa il 5% e circa il 50% in peso della scoria stessa, preferibilmente tra circa il 10% e circa il 30%. The pneumatic feeding means, according to one aspect of the invention, project into the slag a quantity of inerting additives comprised between about 5% and about 50% by weight of the slag itself, preferably between about 10% and about 30%.

II presente trovato consente quindi vantaggiosamente di modulare, per mezzo dei mezzi pneumatici di alimentazione, le caratteristiche del flusso di additivi inertizzanti e di calibrare tale flusso in base alle esigenze correlate allo specifico flusso di scoria. The present invention therefore advantageously allows to modulate, by means of the pneumatic feeding means, the characteristics of the flow of inerting additives and to calibrate this flow according to the requirements related to the specific slag flow.

A tal fine, secondo un aspetto del presente trovato un'unitÃ di controllo e comando coopera con i mezzi pneumatici di alimentazione per regolare la pressione e/o la velocitÃ di uscita dai suddetti uno o piÃ¹ ugelli d'uscita degli additivi inertizzanti . To this end, according to an aspect of the present invention, a control and command unit cooperates with the pneumatic feeding means to regulate the pressure and / or the output speed of the aforesaid one or more outlet nozzles of the inerting additives.

L'unitÃ di controllo e comando Ã ̈ anche in grado di regolare la quantitÃ di additivi inertizzanti proiettati nel flusso di scoria. The control and command unit is also able to regulate the quantity of inerting additives projected into the slag stream.

Nel caso in cui i mezzi pneumatici di alimentazione sono collegati a piÃ¹ di un serbatoio, l'unitÃ di controllo e comando permette anche di variare la tipologia di additivi inertizzanti proiettati nella scoria. If the pneumatic feeding means are connected to more than one tank, the control and command unit also allows to vary the type of inerting additives projected into the slag.

In alcune varianti del trovato, le regolazioni di cui sopra sono effettuate manualmente da un operatore. In some variants of the invention, the above adjustments are made manually by an operator.

Altre soluzioni di variante prevedono che tali regolazioni siano gestite automaticamente, ad esempio in base a programmi preimpostati nella stessa unitÃ di controllo e comando. Other variant solutions provide that these adjustments are managed automatically, for example on the basis of pre-set programs in the same control and command unit.

Fa parte del presente trovato anche un metodo per il trattamento di scorie metallurgiche mediante un apparato associato ad un forno fusorio, che comprende una fase di scorifica in cui un flusso di scoria viene fatto uscire da una camera di fusione del forno fusorio verso un punto di raccolta sottostante. The present invention also includes a method for treating metallurgical slag by means of an apparatus associated with a melting furnace, which comprises a slag step in which a stream of slag is made to exit from a melting chamber of the melting furnace towards a point of underlying collection.

Tale metodo comprende, inoltre, contemporaneamente alla fase di scorifica, una fase di proiezione di additivi inertizzanti nel flusso di scoria. Durante questa fase, mezzi pneumatici di alimentazione, cooperanti con almeno un serbatoio contenente gli additivi inertizzanti, e con un elemento tubolare avente, ad un'estremitÃ , uno o piÃ¹ ugelli d'uscita, trasferiscono gli additivi inertizzanti dal serbatoio verso l'esterno dei suddetti uno o piÃ¹ ugelli d'uscita, e li proiettano nel suddetto flusso di scoria con una voluta energia cinetica. This method also includes, simultaneously with the slagging step, a step of projection of inertising additives into the slag stream. During this phase, pneumatic feeding means, cooperating with at least one tank containing the inerting additives, and with a tubular element having, at one end, one or more outlet nozzles, transfer the inerting additives from the tank towards the outside of the said one or more outlet nozzles, and project them into the aforementioned slag flow with a desired kinetic energy.

Secondo un aspetto del trovato, la suddetta proiezione di additivi inertizzanti Ã ̈ effettuata in continuo durante almeno la maggior parte della fase di scorifica. According to one aspect of the invention, the aforementioned projection of inerting additives is carried out continuously during at least most of the slagging phase.

Secondo un ulteriore aspetto del trovato, la suddetta proiezione di additivi inertizzanti Ã ̈ effettuata in modo discontinuo durante almeno la maggior parte della fase di scorifica. According to a further aspect of the invention, the aforesaid projection of inerting additives is carried out discontinuously during at least most of the slagging phase.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di alcune forme preferenziali di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of some preferential embodiments, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:

- la fig. 1 Ã ̈ una vista schematica di un apparato secondo il presente trovato; - fig. 1 is a schematic view of an apparatus according to the present invention;

- le figg. 2, 3 e 4 illustrano varianti di fig. 1; - figs. 2, 3 and 4 show variants of fig. 1;

- le figg. 5, 6 e 7 illustrano varianti di un particolare di fig. 1. - figs. 5, 6 and 7 show variants of a detail of fig. 1.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE DESCRIPTION OF SOME FORMS OF IMPLEMENTATION

Con riferimento alle figure allegate, un apparato 10 secondo il presente trovato Ã ̈ associato ad un forno fusorio 11, ad esempio un forno elettrico o un forno a induzione, e coopera con quest'ultimo per il trattamento della scoria. Il forno fusorio 11 comprende una camera di fusione 13, all'interno della quale un bagno liquido 14 di acciaio Ã ̈ coperto da uno strato di scoria 12. With reference to the attached figures, an apparatus 10 according to the present invention is associated with a melting furnace 11, for example an electric furnace or an induction furnace, and cooperates with the latter for the treatment of the slag. The smelting furnace 11 comprises a melting chamber 13, inside which a liquid steel bath 14 is covered by a layer of slag 12.

Da un lato del forno fusorio 11, la camera di fusione 13 comunica con l'esterno attraverso un'apertura di scorifica 15, che Ã ̈ normalmente chiusa durante il processo di fusione da una porta di scorifica 16. On one side of the melting furnace 11, the melting chamber 13 communicates with the outside through a slagging opening 15, which is normally closed during the melting process by a slagging door 16.

In una prima fase del metodo oggetto del presente trovato, tale porta di scorifica 16 viene aperta ed il forno fusorio 11 inclinato in modo da versare la scoria 12 al di fuori della camera di fusione 13 attraverso l'apertura di scorifica 15. In a first step of the method according to the present invention, this slag door 16 is opened and the melting furnace 11 inclined so as to pour the slag 12 out of the melting chamber 13 through the slag opening 15.

Ãˆ una variante alla realizzazione del trovato il prevedere che il forno fusorio 11 integri, o sia associato a, mezzi di evacuazione della scoria 12 che permettono la fuoriuscita della stessa scoria 12 dalla camera di fusione 13 senza inclinare il forno 11. A variant of the embodiment of the invention is provided that the melting furnace 11 integrates, or is associated with, means for evacuating the slag 12 which allow the slag 12 to come out of the melting chamber 13 without tilting the furnace 11.

La scoria 12 cade per gravitÃ fino ad un punto di raccolta sottostante (fig. 1), che puÃ² essere ad esempio un contenitore 17, e che dista alcuni metri, generalmente tra 5 m e 10 m, da un livello di riferimento L definito dall'estremitÃ inferiore, o soglia, dell'apertura di scorifica 15 dalla quale fuoriesce la scoria 12. The slag 12 falls by gravity to an underlying collection point (fig. 1), which can be for example a container 17, and which is a few meters away, generally between 5 m and 10 m, from a reference level L defined by the lower end, or threshold, of the slag opening 15 from which the slag 12 emerges.

L'apparato 10 comprende un elemento tubolare allungato, o lancia, 18, che puÃ² avere una qualsiasi sezione trasversale e avente, ad un'estremitÃ , almeno un ugello d'uscita 19. The apparatus 10 comprises an elongated tubular element, or lance, 18, which can have any cross section and having, at one end, at least one outlet nozzle 19.

Mezzi pneumatici di alimentazione 20 cooperano con un serbatoio 21 contenente additivi inertizzanti 22 e con la lancia 18, per trasferire gli additivi inertizzanti 22 dal serbatoio 21 fino all'esterno dell'ugello d'uscita 19. Pneumatic feeding means 20 cooperate with a tank 21 containing inerting additives 22 and with the lance 18, to transfer the inerting additives 22 from the tank 21 to the outside of the outlet nozzle 19.

Gli additivi inertizzanti 22, che hanno la funzione di stabilizzare, o inertizzare, la scoria 12, sono contenuti nel serbatoio 21 sotto forma di sabbia o polvere. The inerting additives 22, which have the function of stabilizing or inerting the slag 12, are contained in the tank 21 in the form of sand or powder.

Tra gli additivi inertizzanti 22 sono comprese sabbie geologiche, ossidi puri (SiO2, MgO, Al2O3, FeOn, K2O, Na2O), sabbie fosfatiche, solfati, ciascun componente essendo utilizzabile in sÃ© o miscelabile con uno o piÃ¹ degli altri componenti citati. Sali la cui decomposizione porti a materiali tra quelli citati possono essere altresÃ¬ utilizzati come additivi inertizzanti 22. The inerting additives 22 include geological sands, pure oxides (SiO2, MgO, Al2O3, FeOn, K2O, Na2O), phosphate sands, sulphates, each component being usable on its own or miscible with one or more of the other components mentioned. Salts whose decomposition leads to materials among those mentioned can also be used as inerting additives 22.

I mezzi pneumatici di alimentazione 20 sono configurati per prelevare gli additivi inertizzanti 22 dal serbatoio 21 e conferire loro un'energia cinetica sufficiente per uscire dall'ugello d'uscita 19 ed impattare sulla scoria 12 con una voluta velocitÃ , dipendente dalla conformazione del flusso di scoria 12 The pneumatic feeding means 20 are configured to take the inerting additives 22 from the tank 21 and give them a kinetic energy sufficient to exit the outlet nozzle 19 and impact on the slag 12 with a desired speed, depending on the conformation of the flow of slag 12

L'energia cinetica fornita agli additivi inertizzanti 22 funge anche da acceleratore per le reazioni chimiche che si instaurano dopo il contatto tra gli additivi e la scoria 12 e la loro reciproca miscelazione. The kinetic energy supplied to the inerting additives 22 also acts as an accelerator for the chemical reactions which take place after the contact between the additives and the slag 12 and their mutual mixing.

I mezzi pneumatici di alimentazione 20 sono in grado di conferire agli additivi inertizzanti 22 una velocitÃ d'uscita compresa tra 3 m/s e 50 m/s, ad una pressione compresa tra 0,3 bar e 6 bar, in modo che gli stessi additivi inertizzanti 22 riescano a penetrare nel flusso di scoria 12. The pneumatic feeding means 20 are capable of giving the inerting additives 22 an output speed of between 3 m / s and 50 m / s, at a pressure of between 0.3 bar and 6 bar, so that the same additives inerting agents 22 are able to penetrate the slag stream 12.

In questo modo, vantaggiosamente si instaurano reazioni chimiche anche in profonditÃ nella scoria 12, consentendo di ottenere un trattamento efficace non solo in superficie, ma che coinvolga sostanzialmente l'intero flusso di scoria 12. In this way, chemical reactions are advantageously established also in depth in the slag 12, allowing to obtain an effective treatment not only on the surface, but which substantially involves the entire stream of slag 12.

II posizionamento della lancia 18 prevede che la distanza H, misurata verticalmente, tra il punto di impatto P degli additivi inertizzanti 22 sulla scoria 12 ed il livello di riferimento L della soglia dell'apertura di scorifica 15 sia minore o uguale a 3 m, preferibilmente minore o uguale a circa 1,5 m. The positioning of the lance 18 provides that the distance H, measured vertically, between the point of impact P of the inertising additives 22 on the slag 12 and the reference level L of the threshold of the slagging opening 15 is less than or equal to 3 m, preferably less than or equal to about 1.5 m.

Secondo il metodo di cui si discute, l'apparato 10 proietta contro la scoria 12, in modo selettivamente continuo o discontinuo, gli additivi inertizzanti 22 in una fase di proiezione contemporanea all'intera fase di scorifica. According to the method under discussion, the apparatus 10 projects against the slag 12, in a selectively continuous or discontinuous way, the inerting additives 22 in a projection step simultaneous to the entire slag step.

In questo modo, il contatto e la miscelazione tra additivi inertizzanti 22 e scoria 12 coinvolge la maggior parte di quest'ultima. In this way, the contact and mixing between inerting additives 22 and slag 12 involves most of the latter.

La quantitÃ di additivi inertizzanti 22 che viene proiettata nella scoria 12 Ã ̈ regolabile in funzione del tipo e del flusso di scoria 12 ed Ã ̈ gestita da un'unitÃ di controllo e comando 23. Quest'ultima coopera con i mezzi pneumatici di alimentazione 20 e consente di ottenere un flusso di additivi inertizzanti 22 compreso tra il 5% ed il 50% in peso, o tra circa il 10% e circa il 30% in peso, del flusso di scoria 12 in uscita dal forno fusorio 11. The quantity of inerting additives 22 that is projected into the slag 12 is adjustable according to the type and flow of slag 12 and is managed by a control and command unit 23. The latter cooperates with the pneumatic feeding means 20 and allows to obtain a flow of inerting additives 22 comprised between 5% and 50% by weight, or between about 10% and about 30% by weight, of the slag flow 12 leaving the melting furnace 11.

L'unitÃ di controllo e comando 23 Ã ̈ anche in grado di regolare le sopraccitate pressione e velocitÃ d'uscita conferite agli additivi inertizzanti 22, sÃ¬ da rendere flessibile il metodo di inertizzazione oggetto del trovato. The control and command unit 23 is also capable of regulating the aforementioned outlet pressure and speed given to the inerting additives 22, so as to make the inertization method object of the invention flexible.

Infatti, variando e modulando la velocitÃ d'uscita e/o la pressione degli additivi inertizzanti 22 attraverso l'unitÃ di controllo e comando 23, Ã ̈ possibile variare anche la posizione del punto di impatto P tra gli additivi 22 e la scoria 12. In fact, by varying and modulating the outlet speed and / or the pressure of the inerting additives 22 through the control and command unit 23, it is also possible to vary the position of the impact point P between the additives 22 and the slag 12.

Tali variazioni possono essere gestite manualmente da un operatore, oppure automaticamente, ad esempio da un programma preimpostato nella stessa unitÃ di controllo e comando 23. These variations can be managed manually by an operator, or automatically, for example by a preset program in the same control and command unit 23.

Nella soluzione di variante riportata in fig. 1, durante la fase di proiezione degli additivi inertizzanti 22, l'ugello d'uscita 19 Ã ̈ posto orizzontalmente. In the variant solution shown in fig. 1, during the projection phase of the inerting additives 22, the outlet nozzle 19 is placed horizontally.

Ãˆ previsto un elemento di protezione 24, realizzato in materiale refrattario, associato all'ugello d'uscita 19 e avente la funzione di proteggere l'ugello d'uscita 19 stesso da eventuali schizzi di materiale provenienti dal flusso di scoria 12 che potrebbero danneggiarlo od ostruirlo. A protection element 24 is provided, made of refractory material, associated with the outlet nozzle 19 and having the function of protecting the outlet nozzle 19 itself from any splashes of material coming from the slag flow 12 which could damage it or obstruct it.

La soluzione di variante riportata in fig. 2 differisce dalla precedente perchÃ© l'ugello d'uscita 19 Ã ̈ inclinato, rispetto alla posizione orizzontale, di un angolo a compreso tra -45° e 45°. Il punto di impatto P tra gli additivi inertizzanti 22 e la scoria 12 rimane comunque vantaggiosamente al di sotto della bocca d'uscita dell'ugello d'uscita 19, per ridurre al minimo la polverositÃ della miscelazione. The variant solution shown in fig. 2 differs from the previous one because the outlet nozzle 19 is inclined, with respect to the horizontal position, by an angle a between -45 ° and 45 °. The point of impact P between the inerting additives 22 and the slag 12 remains in any case advantageously below the outlet of the outlet nozzle 19, in order to minimize the dustiness of the mixing.

In un'ulteriore soluzione di variante, riportata in fig. 3, un primo dispositivo di movimentazione, nella fattispecie un manipolatore 25, coopera con la lancia 18 sia per orientare l'ugello d'uscita 19 su un piano orizzontale, prevedendo una traslazione o un movimento angolare, sia per inclinarlo su un piano verticale secondo un angolo Î± variabile selettivamente. Il manipolatore 25, che puÃ² essere manovrato manualmente da un'operatore oppure collegato all'unitÃ di controllo e comando 23 per un controllo in remoto od automatico, consente di spostare il getto di additivi inertizzanti 22 per seguire le variazioni del flusso di scoria 12. In a further variant solution, shown in fig. 3, a first handling device, in this case a manipulator 25, cooperates with the lance 18 both to orient the outlet nozzle 19 on a horizontal plane, providing for a translation or an angular movement, and to tilt it on a vertical plane according to a selectively variable angle Î ±. The manipulator 25, which can be manually maneuvered by an operator or connected to the control and command unit 23 for remote or automatic control, allows the jet of inerting additives 22 to be moved to follow the variations in the slag flow 12.

In un'altra variante realizzativa , illustrata in fig. In another embodiment variant, illustrated in fig.

4, l'ugello d'uscita 19 Ã ̈ posizionato all'interno del flusso di scoria 12. Alla lancia 18 Ã ̈ associato un secondo dispositivo di movimentazione 26 che la rende mobile in avvicinamento e allontanamento (freccia F) dal flusso di scoria 12. Tale dispositivo di movimentazione 26 coopera con un dispositivo di rilevamento 27 e con l'unitÃ di controllo e comando 23. 4, the outlet nozzle 19 is positioned inside the slag stream 12. A second handling device 26 is associated with the lance 18 which makes it mobile towards and away (arrow F) from the slag stream 12 This movement device 26 cooperates with a detection device 27 and with the control and command unit 23.

Il dispositivo di rilevamento 27, che puÃ² essere ad esempio un sensore di temperatura, ha la funzione di valutare, in tempo reale ed in continuo, di quanto il flusso di scoria 12 si distacca dal forno fusorio 11 e di trasmettere all'unitÃ di controllo e comando 23 un segnale coerente con tale valutazione. L'unitÃ di controllo e comando 23, elaborato il suddetto segnale, comanda il secondo dispositivo di movimentazione 26 per mantenere costantemente l'ugello d'uscita 19 ad una voluta distanza dalla scoria 12, o all'interno del flusso di quest'ultima. The detection device 27, which can be for example a temperature sensor, has the function of evaluating, in real time and continuously, how much the slag flow 12 separates from the melting furnace 11 and transmits to the control unit and command 23 a signal consistent with this evaluation. The control and command unit 23, after processing the aforesaid signal, controls the second movement device 26 to constantly maintain the outlet nozzle 19 at a desired distance from the slag 12, or within the flow of the latter.

In questo caso, oppure nei casi in cui l'ugello d'uscita 19 Ã ̈ piÃ¹ vicino alla scoria 12, esso Ã ̈ realizzato in un materiale avente temperatura di fusione superiore alla temperatura della scoria e resistente all'usura. PuÃ² anche essere utilizzato un altro materiale, ad esempio una lega di rame, purchÃ© opportunamente raffreddato. In this case, or in cases where the outlet nozzle 19 is closer to the slag 12, it is made of a material having a melting temperature higher than the slag temperature and resistant to wear. Another material, for example a copper alloy, can also be used, provided it is suitably cooled.

In tutte le varianti sopra indicate, l'ugello d'uscita 19 Ã ̈ sostituibile, e puÃ² essere sagomato in modo da avere una bocca d'uscita conformata come riportato a titolo d'esempio nelle figg. 5-7. In all the variants indicated above, the outlet nozzle 19 is replaceable, and can be shaped so as to have an outlet outlet shaped as shown by way of example in figs. 5-7.

L'ugello d'uscita 19 a sezione circolare riportato in fig. 5 si presta per le soluzioni a bassa velocitÃ , alta pressione e portate notevoli di additivi inertizzanti 22. L'ugello d'uscita 119 a sezione trasversale appiattita di fig. 6 Ã ̈ utilizzabile per le velocitÃ maggiori e per sfruttare un'estensione laterale maggiore. The circular section outlet nozzle 19 shown in fig. 5 is suitable for low speed, high pressure and high flow rate solutions of inerting additives 22. The flattened cross-section outlet nozzle 119 of fig. 6 can be used for higher speeds and to take advantage of greater lateral extension.

L'ugello d'uscita 219 di fig. 7, ad uscita multipla, consente di direzionare gli additivi inertizzanti 22 sulla scoria 12 secondo piÃ¹ direzioni contemporaneamente. In un'ulteriore variante del presente trovato Ã ̈ prevista la diramazione della lancia 18 e l'alimentazione di piÃ¹ ugelli d'uscita 19, 119, 219, contemporaneamente. Tale pluralitÃ di ugelli d'uscita 19, 119, 219, ad esempio disposti in senso orizzontale, puÃ² favorire una piÃ¹ agevole copertura dell'intera larghezza del flusso di scoria 12. Una pluralitÃ di ugelli d'uscita 19, 119, 219 disposti verticalmente puÃ² invece favorire una regolazione della portata totale attraverso piÃ¹ punti di iniezione . The outlet nozzle 219 of fig. 7, with multiple outlet, allows the inerting additives 22 to be directed onto the slag 12 in several directions at the same time. A further variant of the present invention provides for the branching of the lance 18 and the feeding of several outlet nozzles 19, 119, 219, simultaneously. This plurality of outlet nozzles 19, 119, 219, for example arranged horizontally, can facilitate easier coverage of the entire width of the slag flow 12. A plurality of outlet nozzles 19, 119, 219 arranged vertically on the other hand, it can help regulate the total flow rate through several injection points.

Ãˆ chiaro che all'apparato e al metodo per 1'inertizzazione di scorie metallurgiche fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. It is clear that modifications and / or additions of parts may be made to the apparatus and to the method for the inertization of metallurgical slags described up to now, without thereby departing from the scope of the present invention.

Ãˆ anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrÃ senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di apparato e metodo, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito. It is also clear that, although the present invention has been described with reference to some specific examples, a person skilled in the art will undoubtedly be able to realize many other equivalent forms of apparatus and method, having the characteristics expressed in the claims and therefore all falling within the scope of the scope of protection defined by them.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for the treatment of metallurgical slag, associated with a melting furnace (11) having at least one melting chamber (13) and a slag opening (15) from which a stream of slag (12) exits from said discharge chamber melting (13) towards an underlying collection point, comprising a tubular element (18) having an outlet end, characterized in that it comprises pneumatic feeding means (20), cooperating with at least one tank (21) containing inertising additives (22), said pneumatic feeding means (20) cooperating with said tubular element (18) and with said tank (21) to transfer said inerting additives (22) from said tank (21) towards the outside of said end of outlet of said tubular element (18), where there is at least one outlet nozzle (19, 119, 219), to project said inerting additives (22) into said slag flow (12) with a desired kinetic energy.

2. Apparatus as in claim 1, characterized in that said pneumatic feeding means (20) project said inertising additives (22) into said slag stream (12) with an output speed from said output nozzle (19, 119, 219) between 3 m / s and 50 m / s.

3. Apparatus as in claim 1 or 2, characterized in that said pneumatic feeding means (20) project said inertising additives (22) into said slag stream (12) with a pressure between 0.3 bar and 6 bar.

4. Apparatus as in one or the other of claims 1 to 3, characterized in that said pneumatic feeding means (20) and said tubular element (18) are configured to project said inertising additives (22) into said flow of slag (12) at an impact point (P) between said inerting additives (22) and said slag (12) positioned at a distance (H) less than 3 m, preferably less than or equal to 1.5 m, from a level reference (L) defined by the lower end, or threshold, of the slagging opening (15), said distance (H) being measured vertically.

5. Apparatus as in one or the other of claims 1 to 4, characterized in that said outlet nozzle (19, 119, 219) is inclined, with respect to the horizontal direction, by a determined angle (a) including between -45 ° and 45 °.

6. Apparatus as in one or the other of claims 1 to 5, characterized in that the weight of said inertising additives (22) projected into said slag stream (12) is between about 5% and about 50% of the weight of said slag (12), preferably between about 10% and about 30%.

7. Apparatus as in one or the other of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a control and command unit (23) cooperating with said pneumatic feeding means (20), to regulate the pressure and / or the exit speed from said exit nozzle (19, 119, 219) of said inerting additives (22) to be projected into the slag stream (12).

8. Apparatus as in claim 7, characterized in that said control and command unit (23) cooperates with said pneumatic feeding means (20) to regulate the quantity of inerting additives (22) projected into the slag stream (12).

9. Apparatus as in one or the other of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a protection element (24), associated with said outlet nozzle (19) to protect it from any splashes of material coming from said slag flow (12).

10. Apparatus as in any one of claims 5 to 9, characterized in that it comprises a first movement device (25), cooperating with said tubular element (18) to move the latter and orient said outlet nozzle (19). ) on a horizontal plane and / or positioning said outlet nozzle (19) inclined by said determined angle (a) with respect to the horizontal direction.

11. Apparatus as in one or the other of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a second movement device (26), associated with said tubular element (18) and suitable for moving the latter towards and away from said slag stream (12).

12. Apparatus as in claim 11, characterized in that it comprises at least one detection device (27) for detecting the distance of said slag flow (12) from said melting furnace (11), said at least one detection device (27) cooperating with said control and command unit (23) to actuate said second movement device (26) and keep said tubular element (18) at a desired distance from said slag flow (12).

Method for treating metallurgical slag by means of an apparatus (10) according to one or the other of claims 1 to 12 and associated with a melting furnace (11), comprising a slag step in which a slag stream (12 ) is made to exit from a melting chamber (13) of said melting furnace (11) towards an underlying collection point, characterized in that it comprises, simultaneously with said slagging step, a step of projection of inertising additives (22) into said slag flow (12), in which pneumatic feeding means (20), connected to at least one tank (21) containing said inerting additives (22), and cooperating with a tubular element (18) having, at one end, at least one outlet nozzle (19, 119, 219), transfer said inertising additives (22) from said tank (21) towards the outside of said outlet nozzle (19, 119, 219), and project them onto said slag flow (12) with a desired kinetic energy.

14. Method as in claim 13, characterized in that it provides that said projection of inerting additives (22) is carried out continuously during said slagging step.

15. Method as in claim 14, characterized in that it provides that said projection of inerting additives (22) is carried out discontinuously during said slagging step.

16. Method as in one or the other of claims 13 to 15, characterized in that it provides that during said step of projection of inerting additives (22), they are carried out constantly, by means of a control and command unit (23) cooperating with said pneumatic feeding means (20) and with said tubular element (18), operations for managing the quantity, output speed and pressure of said inerting additives (22) projected.

17. Method as in claim 16, characterized in that it provides that during said step of projection of inertising additives (22), they are constantly carried out, through said control and command unit (23), cooperating with at least a first movement device ( 25), operations for controlling and managing the horizontal position and / or the downward inclination of said tubular element (18) and of said outlet nozzle (19, 119, 219), with respect to said slag flow (12 ).

18. Method as in claim 16 or 17 characterized in that it provides that during said step of projection of inertising additives (22), through said control and command unit (23), cooperating with at least one second movement device (26), operations for controlling and managing the distance of said tubular element (18) and of said outlet nozzle (19, 119, 219) from said stream of slag (12).