NO142087B - Anvendelse av avfallstoev som avsvovlingsmiddel for fjerning av svovel fra smeltet jern - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder fjerning av svovel fra

smeltet jern.

For dette formål har det hittil vært anvendt alkalimetall-forbindelser som kalsinert soda eller natriumhydroksyd og jord-alkalimetaller, f.eks. magnesium, eller deres forbindelse som f.eks. kalsiumcyanamid eller kalsiumkarbid. Anvendelser av så-danne avsvovlingsmidler omfatter f.eks. en metode som går ut på at avsvovlingsmidlet på forhånd plasseres i en støpeøse og det smeltede jern deretter helles i øsen. Det kan herunder anvendes en vibrerende støpeøse for å fremme blandingsprosessen eller et skovlhjul for omrøring. En injeksjonsmetode kan også anvendes for å blåse avsvovlingsmidlet inn i det smeltede jern sammen med en inert gass.

På grunn"av sin lave pris og enkle anvendelse har kalsinert soda vært ansett som det mest anvendbare avsvovlingsmiddel og har faktisk vært brukt i størst utstrekning, men avsvovlingsvirk-

ningen av kalsinert soda varierer og dette middel er tare i liten grad i stand til å fjerne svovel når smeltet jern med forholds-

vis lavt svovelinnhold helles i en støpeøse.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det imidlertid funnet

at minst like god og mer ensartet avsvovling kan oppnås ved anvendelse av avfallstøv som fremkommer ved smelting av manganmalm eller krommalm, så sant støvets innhold av visse bestand-

deler ligger innenfor bestemte grenser. Denne betingelse opp-fylles imidlertid vanligvis uten videre av støv av denne art,

og oppfinnelsen gjør det således mulig å effektivt utnytte avfall

som ellers bare ville belaste omgivelsene samtidig som produk-sjonsomkostningene ved fremstilling av avsvovlet jern nedsettes.

Oppfinnelsen gjelder således anvendelse av støv som utskilles som avfall ved smelting av manganmalm og som inneholder, angitt 1 vekt%, 2 til 20% Na20, 5 til 50% K20, 20 til 40% MnO, 5 til 30% CaO, 3 til 20% Si02, 3 til 10% C, samt ikke mer enn 5% av hver av komponentene A^O^, Fe2°3°9 CaF^ og/eller støv som utskilles som avfall ved smelting av krommalm og som inneholder, angitt i vekt%, 3 til 25% Na20, 4 til 40% K20, 4 til 15% CaO, 5 til 30% Si02, høyst 5% Cr-jO^ samt ikke mer enn 5% av hver av komponentene C, A^O^, Fe,^^ og CaF2, eventuelt sammen med kalsinert soda, som avsvbvlingsmiddel for fjerning av svovel fra smeltet jern.

Det nevnte støv som er fremkommet ved smelting av mangan og/ eller krom kan således anvendes alene eller i blanding med kommer-sielt tilgjengelig kalsinert soda med innhold av natriumkarbonat som en komponent for alkalisk tilsats. Omvendt kan det frembragte støv, som kan ha et relativt lavt alkali-innhold, tilsettes som et ekstra avsvovlingsmiddel til kalsinert soda med det formål å stabilisere avsvovlingsvirkningen for sistnevnte komponent og å gjøre det smeltede jernslagg flytbart. Når det er nødvendig å hindre at støvet sprer seg, f.eks. ved nevnte forplasserings-metode, anvendes støvet fortrinnsvis i form av et kompakt avsvovlingsmiddel som således ytterligere inneholder en sement med CaO som dominerende komponent samt også vann for herding av sementen.

Den ovenfor•nevnte sement kan f.eks. være Portland-sement og inneholde CaO som dominerende komponent. I dette tilfellet gjør sementen ikke bare tjeneste som et bindemiddel, men dens innhold av CaO bevirker at det Na2S som dannes ved avsvovlingen omvandles til CaS og således fører til en stabilisering som forhindrer gjeninnføring av svovel. Sementen vil herde under påvirkning av det vann som samtidig tilsettes. En passende sement-andel er 2 til 25 vekt%. Hvis sementandelen ligger under omkring 2 vekt% vil sementen ha en svak virkning som bindemiddel og vil ikke være effektiv. Hvis,på den annen side sementandelen overskrider omkring 25 vekt%, vil sementen virke hemmende på slaggets flytbarhet og bevirke dårlig kontakt mellom avsvovlingsmidlet og det smeltede jern, hvilket i sin tur resulterer i nedsatt avsvovlingsvirkning.

Det vann som tilsettes vil bevirke herdning av sementen. Videre vil damp utvikles under avsvovlingsprosessen ved at vannet opp-varmes av det smeltede jern, og denne damp spaltes i hydrogen og oksygen ved kontakt med jernsmelten. Ved eksplosiv reaksjon mellom disse gasser, vil det finne sted en adrupt omrøring av det smeltede jern, og kontakten mellom avsvovlingmidlet og det smeltede jern vil bli fremmet som en følge av dette. Virkningen av avsvovlingsmidlet vil således øke. En passende tilsats av vann er 3 til 30 vekt%. Hvis andelen av vann er mindre enn omkring 3 vekt%, vil dampen forsvinne nesten full-stendig i støpeøsen før det smeltede jern kommer ordentlig i kontakt med avsvovlingsmidlet, og ingen omrøring vil bli oppnådd Hvis på den annen side vannmengden overskrider omkring 30 vekt% vil vannet utøve en kraftigere virkning enn bare en vanlig om-røring av det smeltede jern, og fare for eksplosjon og sprut av smeltet jern vil foreligge. Tilsats av vannmengder utenfor det ovenfor angitte område vil således ikke være hensiktsmessig.

Det ovenfor angitt støv fremkommer ved oppsamling av utfelte bestanddeler og spredte støv- eller røkpartikler som frembringes i smelteovner under tilvirkning av metallisk mangan, ferromangan, silisiummangan, ferrokrom eller lignende produkter, eller eventuelt ved tørrsmelting av malm eller slagg av mangan eller krom under anvendelse av en støvoppsamler som feller ut, absorberer og samler sådant støv. Støvet fremkommer ved fri-gjøring og utfelling av en del av de alkalier (I^O, Na20) som forekommer i råmalmen, idet disse avsettes i kondensert form i avtrekkskanaler, støvoppsamlere og lignende. Da støv av begge foreliggende typer danner lavtsmeltende slagg med et smeltepunkt på mindre enn 1000°C og inneholder alkalier, vil de være uvirksomme ved avsvovling av smeltet jern. Når alkali-innholdet er lavt, vil slike komponenter som CaO, MnO, SiO.,, FeO, Al-jO^ og CaF2 danne et ganske lettflytende slagg som kan stabilisere av avsvovlingsvirkningen av kalsinert soda og fremme kontakten mellom avsvovlende slagg og smeltet jern. Hvis støv-komponentene er basiske, kan vedkommende støv anvendes alene som avsvovlingsmiddel. Fortrinnsvis anvendes herunder et støv hvis komponenter har et sådant innbyrdes forhold at

Hvis denne verdi ligger vesentlig under 2,0 bør støvet fortrinnsvis anvendes i blanding med kalsinert soda.

Et passende blandingsforhold mellom det frembragte støv og kalsinert soda vil være 5 til 99% støv og 95 til 1% kalsinert soda. Hvis andelen av kalsinert soda er mindre enn omkring 1% vil denne komponent ikke bidra vesentlig til alkali-innholdet, og når det frembragte støv inngår i mengder mindre enn omkring 5 vekt% i blanding med kalsinert soda vil dette resultere i dårlig flytbarhet for slagget. De angitte nedre grenser for komponent-andelene vil være de samme når avsvovlingsmidlet foreligger i granulær form, hvilket vil si sammen med sement som angitt ovenfor. I betraktning at det forhold at andelene av sement og vann for å oppnå granulering vil være henholdsvis 2 til 25 vekt% og 3 til 30 vekt%, vil andelen av støv i granulatet være fra 4 5 til 9 5 vekt%, og når vedkommende støv blandes med kalsinert soda, vil den foreliggende mengde av støv ligge i området 5 til 94 vekt%, mens andelen av kalsinert soda vil ligge i området 90 til 1 vekt%.

Det avsvovlingsmiddel som anvendes i henhold til oppfinnelsen

for fjerning av svovel, kan anvendes såvel i forplasserings-metoden som i omrøringsmetoden og gjennomblåsningsmetoden. De beste resultater oppnås imidlertid ved anvendelse av pulver-formet støv i forbindelse med utblåsningsmetoden eller om-røringsmetoden, og et granulert støv ved anvendelse av forplasserings-metoden.

Det avsvovlingsmiddel som anvendes i henhold til oppfinnelsen

ved fjerning av svovel i henhold til oppfinnelsen kan videre være tilsatt et svellingsmiddel som f.eks. glødeskall, rødt jernoksyd, jernmalmpulver eller andre jernoksyder, samt eventuelt et smeltemiddel som en ytterligere avsvovlingstilsats,

f.eks. i form av kalsiumfluorid, magnesiumfluorid, litiumfluorid eller natriumfluorid.

De følgende anvendelse-eksempler er anført for nærmere for-

klaring av foreliggende oppfinnelse. Hvis ikke annet er anført,

er alle andeler, prosentangivelser, forhold og lignende angitt i vekt.

EKSEMPEL 1

En pulverblanding av 50 vekt% ferromangan-støv (med innhold av

15% Na20, 48% K20, 4% CaO, 10% Si02, 3% Al203, 15% MnO og resten C og F) og 50 vekt% ferrokromstøv (med innhold av 10% Na20, 40%

K20, 8% CaO, 20% Si02, 4% A1203, 8% C, 4% Cr203 samt resten

Fe203 og F) ble blåst gjennom blåserør inn i smeltet jern (med

et svovelinnhold på 0,051%) i en støpeøse, ved anvendelse av nitrogen som blåsegass. Mengden av tilført pulverblanding var 4 kg pr. tonn smeltet jern. Svovelinnholdet i det smeltede jern var etter avsvovlingen redusert til 0,015%, og det ble således oppnådd en avsvovling på 70,4%.

EKSEMPEL 2

En pulverblanding av 40 vekt% ferromanganstøv (med innhold av

5% Na20, 23% K20, 15% Si02, 2%A1203, 3% Fe203, 18% MnO, 5% CaO,

6% C og resten C02 og F) og 60 vekt% kalsinert soda ble blåst inn i smeltet jern (med et svovelinnhold på 0,0 46%) i en støpe-

øse, idet nitrogen ble anvendt som blåsegass og forøvrig samme utstyr ble brukt som i eksempel 1. Den tilførte mengde av pulverblandingen var 4 kg pr. tonn smeltet jern. Svovelinnholdet i det smeltede jern var etter avsvovlingen 0,013%, og det ble således oppnådd en fjerning av 71,7% av den opprinnelige foreliggende svovelmengde.

EKSEMPEL 3

En blanding av 87 vektprosent av den angitte støvblanding i eksempel 1, 6 vekt% Portland sement og 7 vekt% vann ble sammenpresset i en granulator for dannelse av granuler med størrelse på 25 mm • 25 mm • 15 mm. Dette avsvovlingsmiddel ble plassert i en støpeøse i en mengde på 5 kg pr. tonn smeltet jern som ble tilført støpeøsen. Som et resultat ble svovelinnholdet i det smeltede jern nedsatt fra den opprinnelige verdi på 0,055% til 0,028% etter avsvovlingen, og det ble således oppnådd en avsvovling på 49,1%.

EKSEMPEL 4

En blanding av 25 vekt% av det ferrokrom-støv som ble anvendt

i eksempel 2, 55 vekt% kalsinert soda, 10 vekt% Portland sement og 10 <y>ekt% vann ble granulert til samme størrelse som angitt i eksempel 3 og ved anvendelse av den angitt prosess i dette utførelseseksempel. Det ferdig fremstilte avsvovlingsmiddel ble plassert i en støpeøse i en mengde på 5 kg pr. tonn smeltet jern som ble tilført støpeøsen for fjerning av svovel fra jernet. Svovelinnholdet i det smeltede jern avtok derved fra den opprinnelige verdi på 0,051% til 0,025% etter avsvovlingen. Det ble således oppnådd en fjerning av 51,8% av svovelinnholdet.

For sammenlikning ble kalsinert soda blåst sammen med nitrogen inn i det smeltede jern i en mengde tilsvarende 4 kg pr. tonn smeltet jern. Som et resultat av dette, ble svovelinnholdet i det smeltede jern nedsatt fra den opprinnelige verdi på 0,049%

til 0,023% etter avsvovlingen, og det ble således oppnådd en avsvovling på 52,2%.

For ytterligere sammenlikning ble 5 kg støpt kalsinert soda plassert i støpeøsen pr. tonn smeltet jern som ble tilført for fjerning av svovel fra jernet. Svovelinnholdet i det smeltede jern ble derved nedsatt fra den opprinnelige verdi på 0,048% til 0,029% etter avsvovlingen, og det ble således i dette tilfellet oppnådd en avsvovling på 38,5%.

Claims (2)

1. Anvendelse av støv som utskilles som avfall ved smelting av manganmalm og som inneholder, angitt i vekt%, 2 til 20% Na20, 5 til 50% K20, 20 til 40% MnO, 5 til 30% CaO, 3 til 20% Si02, 3 til 10 % C, samt ikke mer enn 5% av hver av komponentene A1203, Fe2°3 og CaF2 og/eller støv som utskilles som avfall ved smelting av krommalm og som inneholder, angitt i vekt%, 3 til 25% Na20, 4 til 40% K20, 4 til 15% CaO, 5 til 30% Si02, høyst 5% Cr,,03 samt. ikke mer enn 5% av hver av komponentene C, A1203, Fe203 og CaF2, eventuelt sammen med kalsinert soda, som avsvovlingsmiddel for fjerning av svovel fra smeltet jern.

2. Anvendelse som angitt i krav 1 av avfallstøv hvis bestanddeler har sådant innbyrdes forhold at minst er lik 2.