PL194792B1

PL194792B1 - Sposób odchromowania i/lub odniklowania ciekłych żużli

Info

Publication number: PL194792B1
Application number: PL356341A
Authority: PL
Inventors: Alfred Edlinger
Original assignee: Holcim Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2007-07-31
Also published as: CN1396961A; SK286014B6; US20030075019A1; JP3869270B2; AU2652401A; EP1252347B1; CA2398352A1; PL356341A1; KR100603165B1; TW499485B; AR027283A1; NZ519831A; MXPA02007084A; CN1195881C; ES2206396T3; ATE248236T1; AU772799B2; WO2001055461A1; BR0107890B1; ZA200205170B

Abstract

1. Sposób odchromowania i/lub odniklowania cieklych zuzli albo mieszanin zuzli, w którym cie- kly zuzel podaje sie na kapiel metaliczna, a zwlaszcza kapiel Fe, i redukuje przez wprowadzanie we- gla albo nosników wegla, przy czym redukcje prowadzi sie dwustopniowo i w drugim etapie redukcje prowadzi sie z potencjalem redukcyjnym wyzszym w porównaniu z pierwszym etapem redukcji, zna- mienny tym, ze wprowadzanie wegla do kapieli metalicznej prowadzi sie az do zmniejszenia zawar- tosci tlenku Cr i/lub tlenku Ni w zuzlu do wartosci od 0,8 do 0,2% wagowo oraz ze przy osiaganiu za- danego zakresu zawartosci tlenku Cr w zuzlu dodaje sie srodki redukcyjne o wyzszym potencjale redukcyjnym, takie jak na przyklad Al, Ca, Si, Fe-Si albo Ca-Si, w celu zmniejszenia zawartosci tlenku Cr i/lub tlenku Ni do mniej niz 0,15% wagowo, a zwlaszcza mniej niz 0,08% wagowo. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odchromowania i/lub odniklowania ciekłych żużli albo mieszanin żużli i pyłów, w którym ciekły żużel podaje się na kąpiel metaliczną, a zwłaszcza kąpiel Fe, i redukuje przez wprowadzanie węgla względnie nośników węgla.

Ciekłe żużle ze stalowni przy produkcji stali szlachetnej albo żelazochromu mają w zależności od pochodzenia, a zwłaszcza w zależności od zawartości i składu dodatków złomowych stosowanych przy produkcji stali, przede wszystkim stosunkowo wysokie zawartości tlenku chromu, przy czym obserwuje się także stosunkowo duże ilości tlenku manganu. W przypadku określonych żużli stalowniczych obserwuje się także stosunkowo wysokie zawartości niklu i stosunkowo wysokie zawartości wanadu. W przypadku żużli stalowniczych o stosunkowo wysokich zawartościach wanadu, w europejskim opisie patentowym nr EP 770 149 proponowano już po pierwszym procesie redukcji z zastosowaniem nośników węgla w specjalnie dołączonym konwertorze redukcyjnym, odzyskiwanie wanadu z zastosowaniem środków redukcyjnych o wysokim potencjale redukcyjnym. W tym celu redukowano początkowo karbotermicznie cały chrom i mangan, przy czym żużel poddawano w ciągu dłuższego okresu czasu obróbce nad kąpielą metalową, do której wprowadzano nośniki węgla, na przykład gazowy metan. Nieznaczną część wprowadzonego węgla zużywano dzięki proponowanemu stosunkowo długiemu czasowi trwania obróbki w celu zachowania wymaganych temperatur.

Zastosowanie specjalnego, i z reguły specjalnie ogrzewanego, reaktora redukcyjnego do oddzielania wanadu jest ekonomiczne tylko wtedy, gdy wanad występuje w odpowiednio dużej ilości, tak aby ekonomiczność procesu wynikała z wartości odzyskanego wanadu. W znanych sposobach, jeżeli celem ma być przede wszystkim daleko idące odchromowanie żużli stalowniczych stosuje się stosunkowo długie czasy obróbki, a przez to następują stosunkowo wysokie straty ciepła.

Aktualnie celem wynalazku jest polepszenie w daleko idącym stopniu wymienionego na wstępie rodzaju sposobu, polegające na tym, że także i wtedy, gdy nie można osiągnąć ekonomicznego uzasadnienia przez odzyskiwanie drogich metalicznych surowców, można osiągnąć pewne odchromowanie z jednoczesnym skróceniem ogólnego czasu obróbki.

Przedmiotem wynalazku jest sposób odchromowania i/lub odniklowania ciekłych żużli albo mieszanin żużli, w którym ciekły żużel podaje się na kąpiel metaliczną, a zwłaszcza kąpiel Fe, i redukuje przez wprowadzanie węgla albo nośników węgla, przy czym redukcję prowadzi się dwustopniowo i w drugim etapie redukcję prowadzi się z potencjałem redukcyjnym wyższym w porównaniu z pierwszym etapem redukcji, charakteryzujący się tym, że wprowadzanie węgla do kąpieli metalicznej prowadzi się aż do zmniejszenia zawartości tlenku Cr i/lub tlenku Ni w żużlu do wartości od 0,8 do 0,2% wagowo oraz że przy osiąganiu zadanego zakresu zawartości tlenku Cr w żużlu dodaje się środki redukcyjne o wyższym potencjale redukcyjnym, takie jak na przykład Al, Ca, Si, Fe-Si albo Ca-Si, w celu zmniejszenia zawartości tlenku Cr i/lub tlenku Ni do mniej niż 0,15% wagowo, a zwłaszcza mniej niż 0,08% wagowo.

Korzystnie dodatek Fe-Si ma miejsce w ilościach od 3 do 15 kg/t żużla, a zwłaszcza od 6 do 10 kg/t żużla.

Korzystnie kąpiel po dodaniu środków redukcyjnych o wyższym potencjale redukcyjnym płucze się gazem obojętnym.

Korzystnie pierwszą redukcję karbotermiczną prowadzi się w ciągu okresu czasu od 15 do 30 minut, a drugą redukcję prowadzi się w ciągu okresu czasu od 3 do 10 minut.

Sposób według wynalazku realizuje się zatem z zastosowaniem tylko jednego konwertora, przy czym dzięki temu, że redukcję karbotermiczną z zastosowaniem nośników węgla, takich jak węglowodory, przerywa się już w momencie, w którym żużel ma jeszcze stosunkowo wysoką i z reguły nieakceptowalną zawartość tlenku chromu albo tlenku niklu, tak że tego rodzaju żużli nie można stosować bezpośrednio jako dodatków przy mieleniu cementu, obniża się znacznie czas obróbki aż do tego momentu, oraz dzięki temu, że przy osiąganiu tego rodzaju, z góry określonej, stosunkowo wysokiej zawartości tlenku chromu i/lub tlenku niklu dodaje się teraz bezpośrednio w tym samym konwertorze środki redukcyjne o wyższym potencjale redukcyjnym, udaje się zakończyć proces w stosunkowo krótkim czasie i doprowadzić zawartość tlenku chromu i/lub tlenku niklu w sposób pewny poniżej zadanej wartości granicznej. Z tego rodzaju stopniową redukcją udaje się oczywiście obniżyć w żużlach do niekrytycznych wartości także i inne pierwiastki towarzyszące stali szlachetnej, takie jak na przykład molibden albo wanad.

PL 194 792 B1

W ramach sposobu według wynalazku postępuje się korzystnie w taki sposób, że dodatek Fe-Si stanowi od 3 do 15 kg/t żużla, a zwłaszcza od 6 do 10 kg/t żużla. Jeżeli w żużlu były zawarte dalsze substancje redukujące się za pomocą tego rodzaju środków redukcyjnych, jak na przykład tlenek wanadu, tlenek manganu, tlenek niklu albo tlenek molibdenu, to oczywiście redukują się one w kąpieli w tym etapie procesu jednocześnie.

Zredukowany żużel, który utworzył się w związku z redukcją karbotermiczną, reaguje z wprowadzonym na koniec środkiem redukcyjnym stosunkowo wolno, przy czym szybkość reakcji, a zwłaszcza kinetykę redukcji można zasadniczo polepszyć w ten sposób, jak to odpowiada dalszemu korzystnemu rozwiązaniu sposobu, że kąpiel po dodaniu środków redukcyjnych o wyższym potencjale redukcyjnym przepłukuje się gazem obojętnym. Przez mieszające działanie wprowadzonego obojętnego gazu, który może być na przykład azotem albo argonem, reakcję istotnie przyspiesza się, tak że wystarczające środki w celu uzyskania wymaganych zawartości tlenków chromu można osiągnąć w bardzo krótkich okresach obróbki.

Wynalazek objaśniono poniżej za pomocą przykładu wykonania.

Przykład

W konwertorze na 10 ton złomu ładowano 3 tony żużla o następującym ustalonym analitycznie składzie w stanie ciekłym:

Żużel stalowniczy
	% wagowo
CaO	47,8
SiO2	26,3
Al2O3	5,9
MgO	8,9
TiO2	1,3
FeO	1,7
MnO	6,7
^Cr2^O3	6,7

Na koniec drogą jednoczesnego wprowadzania węgla i tlenu obniżano zawartości tlenków metali do następujących zawartości:

Zawartości tlenków metali po redukcji karbotermicznej
	% wagowo
FeO	1,1
MnO	0,8
^Cr2^O3	0,3

Na koniec następowało dodawanie 30 kg żelazokrzemu i płukanie kąpieli za pomocą 55 Nm³azotu w ciągu okresu czasu 5 minut. Działanie redukcyjne rozpuszczonego w kąpieli żelaznej krzemu dało następujący końcowy skład żużla:

Żużel po silnej redukcji
	% wagowo
1	2
CaO	41,6
SiO2	35,1
Al2O3	12,8
MgO	7,5

PL 194 792 B1

c.d. tabeli

1	2
TiO2	1,1
FeO	0,8
MnO	0,4
^Cr2^O3	0,07

Całą dwustopniową redukcję przeprowadzono w jednym konwertorze, przy czym wychodząc z zawartości tlenku chromu 6,7% wagowo otrzymano pod koniec reakcji karbotermicznej zawartość tlenku chromu 0,3% wagowo po czasie trwania obróbki 20 minut. Przy końcowej obróbce karbotermicznej w ciągu okresu czasu 5 minut udało się obniżyć zawartość tlenku chromu od 0,3 do 0,07% wagowo. Dzięki stosunkowo krótkiemu czasowi trwania można było istotnie zmniejszyć straty ciepła i wykorzystać w wyższym stopniu zastosowanie nośników węglowych do redukcji.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób odchromowania i/lub odniklowania ciekłych żużli albo mieszanin żużli, w którym ciekły żużel podaje się na kąpiel metaliczną, a zwłaszcza kąpiel Fe, i redukuje przez wprowadzanie węgla albo nośników węgla, przy czym redukcję prowadzi się dwustopniowo i w drugim etapie redukcję prowadzi się z potencjałem redukcyjnym wyższym w porównaniu z pierwszym etapem redukcji, znamienny tym, że wprowadzanie węgla do kąpieli metalicznej prowadzi się aż do zmniejszenia zawartości tlenku Cr i/lub tlenku Ni w żużlu do wartości od 0,8 do 0,2% wagowo oraz że przy osiąganiu zadanego zakresu zawartości tlenku Cr w żużlu dodaje się środki redukcyjne o wyższym potencjale redukcyjnym, takie jak na przykład Al, Ca, Si, Fe-Si albo Ca-Si, w celu zmniejszenia zawartości tlenku Cr i/lub tlenku Ni do mniej niż 0,15% wagowo, a zwłaszcza mniej niż 0,08% wagowo.
2. Sposób według zastrz. 1, zi^^r^i^r^r^yy tym, że dodatekFe-Si ma miejsce w iiościach od 3 do 15 kg/t żużla, a zwłaszcza od 6 do 10 kg/t żużla.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kąpiel po dodaniu środków redukcyjnych o wyższym potencjale redukcyjnym płucze się gazem obojętnym.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym. że pierwszą redukcję karbotermiczną prowadzi się w ciągu okresu czasu od 15 do 30 minut, a drugą redukcję prowadzi się w ciągu okresu czasu od 3 do 10 minut.