NO154672B - Framgangsmaate for aa framstille brikettert materiale. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte for å framstille brikettert materiale i samsvar med det som er angitt i innledningen til krav 1. Nærmere bestemt består den foreliggende oppfinnelse i en forbedring av framgangsmåten ifølge italiensk patentskrift nr. 988.276, som tilsvarer britisk patent nr. 1428320 som vedrører framstilling av brikettert materiale for behandling av smeltede metaller.

Den forbedrede framgangsmåten i samsvar med foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å framstille materiale med langt bedre mekaniske og kjemiske egenskaper. Dette materialet egner seg ikke bare for avsvovling av råjernsbad, men også for desoksidering og avsvovling av stål, samt for å kontrollere typen og størrelsene av inneslutninger i stålet under alle arbeidsoperasjoner i stålverket (eksempelvis ved kontinuerlig støping). Italiensk patentskrift nr. 988.276 tok for seg de problemer som knyttet seg til tilsetningen av svært flyktige og/eller lett oksiderbare og/eller særs reaktive grunnstoffer til metallbadene.

I overensstemmelse med det italienske patentskriftet ble problemet løst ved hjelp av en framgangsmåte som omfattet følgende arbeidsoperasjoner: (I) framstilling av en blanding, som stort sett bestod av et aktivt metallpulver og et pulverisert inert bæremateriale,

(II) homogenisering av blandingen,

(III) tørr-komprimering og brikettering av blandingen ved hjelp av et passende bindemiddel, (IV) oppheting av brikettene for å aktivere binderaidlets størkingsegenskaper, og

(V) brenning av brikettene (hvis nødvendig).

Nærmere bestemt var det forutsatt nedenforstående mengdeforhold (vekt-%) og arbeidsbetingelser (temperatur/tid) ved framgangsmåten ifølge det italienske patentskrift (og som den foreliggende oppfinnelse er en forbedring av):

(I) framstilling av en blanding som i det vesentlige omfattet (vekt-%):

(II) og (III)

homogenisering og brikettering, dvs. forming og komprimering av blandingen ved en temperatur mellom 80 og 130°C, (IV) oppheting av brikettene til en temperatur mellom 150 og 250°C over et tidsintervall ikke kortere enn 15 minutter og ikke lenger enn 90 minutter, (V) brenning av brikettene (hvis nødvendig) ved en temperatur mellom 250 og 900°C.

Ifølge det italienske patentskrift kunne det aktive grunnstoffet ha bestått av et alkalimetall eller et jordalkalimetall, eller mer generelt ethvert metall som måtte tilsettes badet og som var særs flyktig og/eller lett oksiderbart og/eller sterkt reakivt i forhold til badet. Grunnstoffet kunne ha vært et metall i pulverform eller en av dets legeringer i pulverisert tilstand. Kornstørrelsen utgjorde mellom 0,1 og 3 mm.

Det inerte materialet kunne ha bestått av koks, koksgrus, grafitt eller mer generelt ethvert stoff eller stoffblanding som har de nødvendige porøsitets- og mekaniske fasthetsegenskaper. Materialets kornstørreise varierte fra 0,1 til 3 mm.

Bindemidlet kunne ha bestått av kullbek, kullbitumen, petroleumsbek, petroleumsasfalt eller av en blanding av disse stoffer i passende blandingsforhold. I samsvar med italiensk patentskrift nr. 988.276 besto de grunnleggende betingelsene for korrekt realisering av framgangsmåten i at homogeniseringstemperaturen ikke måtte ligge mer enn 50°C over bindemidlets mykningstemperatur.

Det har nå overraskende vist seg at de tekniske resultater som ble oppnådd ved hjelp av den beskrevne framgangsmåten kan forbedres i vesentlig grad ved å ta i bruk foreliggende oppfinnelse.

Ifølge oppfinnelsen foreslås at utgangsblandingen inneholder (vekt-%): (I) fra 50 til 90% aktive stoffer med kornstørrelse på 3-10 mm, (II) fra 5 til 50% karbonholdig bæremateriale med kornstørrelse på 3-20 mm, (III) fra 2 til 10% bindemiddel. Bindemidlet kan også være en harpiks som er flytende ved romtemperatur, eksempelvis en fenol- eller furan-harpiks.

Produktet som oppnås ved homogenisering og komprimering av blandingen kan brennes i en oksiderende, reduserende eller nøytral atmosfære (uavhengig av eller etter briketteringsen ved en temperatur mellom 80 og 250°C) i løpet av mindre enn 24 timer ved en hvilken som helst ønsket temperatur, som ligger mellom 250°C og smeltepunktet for substansene som finnes i blandingen. Som aktive, desoksiderings- og avsvolvlingsstoffer anvendes metalliske elementer fra hovedgruppen i gruppe 1 og 2 i det periodiske systemet og i tillegg forbindelser av disse elementene, som lett kan reduseres med karbonholdige bærematerialer så som f.eks. oksider eller klorider av alkali- eller jordalkalimetaller.

For å gjøre det lettere for alkali- og/eller jordalkalimetallene å frigjøre seg fra sine forbindelser i utgangangsblandingen, kan de tilføres visse grunnstoffer med høy affinitet i forhold til oksygen, eksempelvis aluminium og silisium, i mengder som ikke overstiger 20 vekt-%.

Samtlige utførelsesformer for den foreliggende framgangsmåten bidrar til å øke det briketterte materialets fasthetsegenskaper med hensyn på å motvirke at det spalter eller oppløser seg under innvirkningen fra den statiske belastning, representert ved det overliggende lag av smeltet metall. Dette gjør rammeverksbæreren (the skeleton support) tilbøyelig til å kunne trekkes ut av badet uten dimensjonsforandringer etter at de aktive grunnstoffene er frigjort, selv om det overliggende, smeltede metallaget er 5 cm.

Ved å gå fram i samsvar med oppfinnelsen vil dessuten de aktive grunnstoffene frigjøres meget langsomt fra det briketterte materialet, med en motsvarende stigning i de aktive grunnstoffenes effektivitet.

Tegningsfiguren illustrerer i blokkskjemaform de arbeidsoperasjoner utgangsblandingen gjennomløper under framstillingen av det briketterte materialet.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til framstilling av briketterte avsvovlingsmaterialer, men omfatter også framstilling av andre materialer som skal holde seg stabile og som kan trenge varmebehandling ved temperatur over 80°C.

En rekke eksempler, basert på praktiske eksperimenter, vil illustrere oppfinnelsens formål, særtrekk og fordeler.

Eksempel 1.

En blanding, som bestod av (vekt-%) 9% bek, 66% koksgrus (kornstørrelse 0-5mm) og 40 % magnesiumpulver, ble opphetet til 90°C i samsvar med oppfinnelsen samt deretter komprimert satsvis ved et trykk på 500 kg/cm 2.

De framstilte materialene ble deretter dykket ned i et råjernsbad i en torpedoøse eller -vogn, i et blandingsforhold av 0,5 kg per tonn råjern. Materialene frigjorde hele Mg-innholdet i løpet av 5 minutter, dvs. på nøyaktig den tid det tar for å spalte og løse opp det briketterte materialet fullstendig. Råjernbadets svovelinnhold ble redusert fra 0,024 til 0,010 %. Magnesiumutbyttet var 50 %.

Eksempel 2.

Blandingen fra eksempel 1 ble behandlet ved 350°C og deretter benyttet i en torpedoøse eller -vogn som angitt i eksempel 1. S-innholdet i badet ble redusert fra 0,032 til 0,014 %. Mg-utbyttet var 50 %.

Eksempel 3.

Blandingen fra eksempel 1 ble behandlet ved 3B0°C og deretter benyttet på samme måte og i samme blandingsforhold pr. tonn råjern som beskrevet i eksempel 1. Frigjøringstiden var 40 minutter og de briketterte materialene oppløses ikke. Badets S-innhold ble redusert fra 0,022 til 0,002 %, og Mg-utbyttet var 60 %.

Eksempel 4.

Blanding som inneholdt (vekt-%) 9% bek, 66 % koksgrus, 20 % Ca og 20 % Mg, ble nyttet på samme måte som i eksempel 1. De oppnådde resultatene tilsvarte med hensyn på avsvovling og mangesiumutbytte, de foregående resultater. Eksempel 5.

Det briketterte materialet ifølge eksempel 4 ble forbehandlet ved 3B0°C og benyttet i et blandingsforhold av 500 g avsvovlingsmiddel til hvert tonn smeltet stål, for avsvovling av et stålbad i øsen. Svovelinnholdet ble redusert fra 0,020 til 0,010 %. Mg- og Ca-utbyttet var 50 %. Eksempel 6.

En blanding, som bestod av (vekt-%) 5 % bek, 60 % koksgrus, 15 % NaCl og 20 % Mg, ble anvendt på samme måte som i eksempel 5. Stålets S-innhold ble redusert fra 0,025 til 0,012 %. Utbyttet av NaCl-Mg var 70 %.

Claims (5)

1. Framgangsmåte for å framstille brikettert materiale, som tillater styrt tilsetning til metallbad, av aktive stoffer som er svært flyktige og/eller lett oksiderbare og/eller er særs reaktive overfor badet, så som alkali- og jordalkalimetaller, hvilken framgangsmåte omfatter framstilling av en blanding som hovedsaklig består av de aktive stoffene, karbonholdig bæremateriale og bindemiddel, homogenisering og brikettering av blandingen ved en temperatur på 80-250°C og oppvarming av brikettene til en temperatur på 150-900°C, karakterisert ved at det anvendes en utgangsblanding som inneholder de aktive stoffene med en kornstørrelse på 3-10 mm i en andel på 50-90 vekt%, det karbonholdige bæremateriale med en kornstørrelse på 3-20 mm i en andel på 5-50 vekt% og bindemidlet i en andel på 2-10 vekt%.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det som bindemiddel anvendes en harpiks som er flytende ved romtemperatur, eksempelvis en fenol- eller furanharpiks.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at produktet som oppnås ved homogensiering og komprimering av blandingen brennes i en oksiderende, reduserende eller nøytral atmosfære i løpet av mindre enn 24 timer ved en temperatur mellom 250°C og smeltepunktet til substansene som finnes i blandingen.

4. Framgangsmåte i samsvar med krav 3, karakterisert ved at det som aktive, desoksiderings- og avsvolvlingsstoffer anvendes metalliske elementer fra hovedgruppen i gruppe 1 og 2 i det periodiske systemet og i tillegg forbindelser av disse elementene, som lett kan reduseres med karbonholdige bærematerialer, som f.eks. oksider eller klorider av alkali- eller jordalkalimetaller.

5. Framgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det for å lette frigjøringen av alkali- eller jordalkalimetallene fra sine forbindelser i utgangsblandingen tilføres elementer med høy affinitet overfor oksygen, så som aluminium eller silisium, i mengder på høyst 20 vekt%.