PL71356B1 - - Google Patents

Description

Sposób ciaglego swiezenia plynnych metali i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego swiezenia plynnych metali i urzadzenie do stoso¬ wania tego sposobu.W znanych sposobach swiezenia plynnych me¬ tali swiezenie prowadzi sie w dwóch sukcesywnych fazach przy czym powstaja dwa zuzle, których sklad okreslany przez równowagi chemiczne pow¬ stale miedzy metalem i zuzlem w czasie kazdej z faz, moze byc rózny.Zuzel powstajacy w drugiej fazie swiezenia po¬ siada duze ilosci zelaza w stanie utlenionym, zelazo to odprowadzone wraz z zuzlem w czasie odzuzla- nia stanowi duza strate metalu i dlatego nalezy zuzel ten zawracac do obiegu celem odzyskania metalu.W znanych sposobach swiezenia plynnych metali zawracania zuzla do obiegu jest praktycznie nie¬ wykonalne. W sposobach tych metal i zuzel prze¬ plywaja z jednej kadzi do drugiej na zasadzie sily ciezkosci, co powoduje, ze poziom produktów w na¬ czyniu dolnym jest ponizej poziomu produktów w naczyniu górnym. W celu zawracania zuzla do obiegu trzeba go przenosic za posrednictwem ka¬ dzi, z której wprowadza sie go do kadzi górnej, co stwarza trudnosci techniczne. Ponadto reakcje za¬ chodzace miedzy zuzlem i metalem w kadzi nie sa tak proste jak przypuszczano i poziom metalu w kadzi jest stosunkowo niski.Celem wynalazku jest usuniecie wyzej wymie¬ nionych wad przez opracowanie prostego sposobu 10 15 20 25 30 swiezenia plynnych metali, w Iktórym odzyskuje sie metal znajdujacy sie w zuzlu podczas drugiej fazy swiezenia.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze w kazdej fazie swiezenia wdmuchuje sie czynniki do swieze¬ nia metalu w sposób ciagly, w celu wytworzenia emulsji metal-zuzel-gaz, która odprowadza sie z fa¬ zy swiezenia do faz dekantacji, a po ostatniej fazie dekantacji zuzel zawraca sie do jednej z faz de¬ kantacji polozonej pomiedzy dwoma obszarami ko¬ lejnego swiezenia.Urzadzenie do stosowania sposobu ciaglego swie¬ zenia plynnych metali wedlug wynalazku sklada sie z co najmniej dwóch reaktorów swiezenia i dwóch kadzi dekantacji, polaczonych miedzy soba przewodami, przy czym kadz dekantacji umieszczo¬ na po ostatnim reaktorze swiezenia jest bezposred¬ nio polaczona za pomoca kanalu do jednej z kadzi dekantacji polozonej nad wymieniona powyzej ostatnia kadzia dekantacji.Scianka ostatniej kadzi do dekantacji w urzadze¬ niu wedlug wynalazku korzystnie przylega do scianki kadzi, do której zawraca sie zuzel.Odmiana urzadzenia wedlug wynalazku charak¬ teryzuje sie tym, ze ostatnia kadz do dekantacji oraz kadz do dekantacji, do której zawraca sie zu¬ zel maja wspólna scianke, a wyzej wymieniony ka¬ nal posiada otwór umieszczony we wspólnej scian¬ ce. Kanal ten jest korzystnie pochyly w kierunku kadzi do dekantacji, do której zawraca sie zuzel. 713563 Stwierdzoon w czasie swiezenia ciaglego, wielo¬ fazowego niektórych surówek, ze zuzel nazwany wtórnym, zawieszony nad metalem w ostatniej ka¬ dzi dekantacji dalej zwanej osadnikiem, zawiera duza ilosc zelaza wynoszaca 30% wagi zuzla. Do¬ swiadczenia wykazaly, ze mozna odzyskiwac zelazo z zuzla wtórnego, zawracajac go — nie do reaktora lecz do kadzi dekantacji znajdujacej sie na gprze, miedzy dwoma kadziami swiezenia, które w dal¬ szym ciagu nazwano górnymi reaktorami.Rezultaty te osiagnieto wprowadzajac zuzel wtór¬ ny utleniany do kadzi zawierajacej zuzel nazwany pierwutnyni," sEJbo 'utleniony oraz duza objetosc metalu czesci6Wo**^wiezonego, stanowiacego reduk¬ tor w stosunku do tego zuzla. Ponowne wprowa¬ dzenie zuzla do spoinojnego osrodka, upraszcza pro¬ cesy technologiczne: i umozliwia odzyskiwanie wiekszej ilosci" Izelaza. Sposób zawracania zuzla przynosi dodatkowe korzysci zwlaszcza przy swie¬ zeniu surówki fosforowej dla otrzymania stali. Zu¬ zel wtórny, silnie utleniony, bedacy w stosunku nierównowaznym do metalu jeszcze naweglonego, moze spowodowac dodatkowa defosforyzacje w gór¬ nej kadzi bez znaczniejszego odweglania, dzieki utlenianiu fosforu, zawartego w metalu, za pomoca zuzla wtórnego, przy czym fosfor utleniony w po¬ staci P^Og wiaze sie lepiej z zuzlem niz wegiel. To ponowne wprowadzenie zuzla do kadzi jest szcze¬ gólnie wazne w przypadku urzadzen do swiezenia, gdzie dzieki utworzeniu sie pianki metal-zuzel-gaz zawierajacej zawiesine rozproszkowanego metalu, powstaje mozliwosc podniesienia poziomu odprowa¬ dzania zuzla z ostatniej kadzi do reaktorów i ka¬ dzi polozonych nad ostatnim reaktorem swiezenia.Dzieki temu poziom zuzla w ostatniej kadzi moze byc wyzszy niz poziom w poprzednich kadziach.Mozna w ten sposób, przez grawitacje odprowa¬ dzac zuzel powstaly w ostatniej kadzi do kadzi wyzej polozonych.Korzystne polaczenie miedzy dwoma kadziami moze byc utrzymane za pomoca kanalu pochylone¬ go w kierunku wyzej polozonej kadzi. Dlugosc ka¬ nalu jest mala, dla unikniecia strat ciepla i moze zostac ograniczona do zwyklego otworu we wspól¬ nej sciance miedzy dwoma przyleglymi kadziami.Dla zwiekszenia kontaktu zuzla wtórnego z meta¬ lem znajdujacym sie w górnej kadzi i pokrywaja¬ cym go zuzlem pierwotnym, wprowadzenie zuzla wtórnego powinno sie odbywac w miejscu ulatwia¬ jacym mieszanie obu zuzli, najkorzystniej w miej¬ scu oddalonym od otworu odzuzlania.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut poziomy, urzadzenia wedlug wy¬ nalazku, fig. 2 — przekrój wzdluzny urzadzenia przedstawionego na fig. 1, a fig. 3 — przekrój po¬ przeczny urzadzenia wedlug wynalazku przedsta¬ wionego na fig. 1.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku przedstawione na fig. 1, 2, 3 sklada sie z re¬ aktora do ciaglego swiezenia 1, zwanego reaktorem pierwotnym, zaopatrywanym ciagle w plynna su¬ rówke fosforowa za pomoca kanalu 2. Lanca 3 do¬ prowadza do kadzi 1 strumienie tlenu, zawieraja¬ cego proszkowana zawiesine wapna, przeznaczona 356 4 do swiezenia metalu. Tworzy sie wówczas emulsja 4 metal-zuzel-gaz.Wytworzone podczas swiezenia gazy sa odprowa¬ dzane przewodem odprowadzajacym 5. Emulsja 5 metal-zuzel-gaz odprowadzana jest kanalem 6 do kadzi zwanej górna. W kadzi tej emulsja rozkla¬ da sie na zuzel 8, mniej gesty, plywajacy na me¬ talu 9, odprowadzany wylotem 10. Oddzielenie zuz¬ la 8 i metalu 9 ulatwia scianka znajdujaca sie 10 w dolnej czesci otworu 12, dzielaca kadz 7 na dwie czesci 7a i 7b.Plynny metal przeplywa pod scianka 11, napel¬ nia czesc 7b kadzi i przez kanal 13 wplywa do re¬ aktora swiezenia 14, nazwanego reaktorem wtór- 15 nym. W reaktorze tym metal jest ponownie swie- zony za pomoca tlenu i sproszkowanego wapna wprowadzanych przez lance 15. Tworzy sie emulsja metal-zuzel-gaz li odprowadzana do ostatniego osadnika 17 za pomoca przewodu 18. 20 Osadnik 17 sklada sie ze scianki 19, umieszczonej w dolnej czesci otworu 20, który umozliwia latwiejsze oddzielenie zuzla 21 i metalu 22. Oddzie¬ lenie to jest równiez ulatwione ukladem pochylym dna 23 osadnika 17. Metal 22 splywa otworem 20, 25 a nastepnie otworem 24 do kadzi odprowadzajacej 25, na której umieszczono wypustke 26. Metal sply¬ wajacy przez wypustke 26 zasila znanego typu urzadzenie do odlewania ciaglego. Kadz wtórna 17 jest polaczona z kadzia górna 7 za pomoca kanalu 30 27, pochylonego w kierunku kadzi 7. Zuzel 21, prze¬ lewajac sie przez kanal 27, splywa na zasadzie gra¬ witacji w kierunku kadzi 7. Zuzel 8 i 21 jest od¬ prowadzany otworem 10. Kadzie zawierajace ma¬ terialy stapniania (metal, zuzel, emulsja) pokryte 35 sa wyprawa ogniotrwala.Ponizej podany przyklad ilustruje sposób wedlug wynalazku.Przyklad. Przyklad ten dotyczy wytwarzania stali zawierajacej 0,04% wegla, 0,2% manganu i 0,02% fosforu na bazie zeliwa fosforowanego za¬ wierajacego 3,8% wegla, 0,6% manganu, 1,8% fos¬ foru i 0,4% krzemu.Proces swiezenia metalu prowadzi sie w urza¬ dzeniu 'do ciaglego swiezenia w dwóch kolejnych fazach z zawracaniem i bez zawracania zuzla wtór¬ nego do osadnika górnego.Strata zelaza jest w obu przypadkach identyczna i nieunikniona. Powstala ona na skutek niekom¬ pletnej dekantacji metalu oraz na skutek strat w postaci pylu i wilków (narostów). Róznice mie¬ dzy obu procesami swiezenia polegaja na stracie utlenionego zelaza w czasie dekantacji. Ciezar utle¬ nionego zelaza znajdujacego sie w zuzlu zalezy od ciezaru powstalego zuzla i od zawartosci w nim zelaza.Omawiany przyklad dotyczy wytwarzania stali o zawartosci koncowej fosforu wynoszacej 0,02%, co siklania do wytwarzania metalu o skladzie po¬ srednim, w którym zawartosc P powiona wynosic okolo 0,15% na poziomie pierwszej Ikadzi. Dla uzys¬ kania tych wartosci wytwarza sde zuzel pierwotny zawierajacy 8% zelaza oraz zuzel wtórny zawiera¬ jacy Okolo 30% zelaza w stanie utlenionym. Bez zawracania zuzla wtórnego, ilosc zuzla, powstaja-71356 cego w pierwszej kadzi, wymosii 180 kg na toine ze¬ liwa wprowadzonego oraz 70 kg na tone zeliwa wprowadzonego do drugiej kadzi. Podczas tej ope¬ racji nastepuje odizuzlanie 250 kg zuzla na tone wprowadzonego zeliwa. W przypadku zawrócenia 5 zuzla wtórnego (70 kg) do drugiej kadzi odprowa¬ dza sie 240 kg/t zeliwa.Przy mieszaniu dwóch zuzli nastepuje spadek ciezaru, gdyz zuzel wtórny oddzialuje czesciowo na zuzel pierwotny i na metal. W obu omawianych 10 przypadkach straty zelaza w postaci utlenionej ksztaltuja sie nastepujaco: — swiezenie bez zawra¬ cania: straty zelaza w zuzlu pierwotnym 180 X 8 • X 77^:= 144 kg/t zeliwa, straty zelaza w zuzlu 100 15 30 wtórnym 70 X tzz = 21 kg/t zeliwa, razem: 35,4 kg/t zeliwa.Swiezenie z zawracaniem — straty zelaza w zuz- o lu: 240 X ~zz = 19,2 kg/t zeliwa, zuzel wtórny rea- 2o 100 guje z metalem czesciowo swiezonym znajdujacym sie w pierwszej kadzi do czasu uzyskania równo¬ wagi z zuzlem pierwotnym, zawierajacym 8% ze¬ laza. Stwierdzamy, porównujac bilans zelaza, ze ponowne wprowadzenie zuzla umozliwia odzyska- 25 nie: 35,4 — 19,2 = 16,2 kg/t zeliwa lub 16,2 *_100° Z40 = 67,5 zelaza na tone zuzla.Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku zwieksza wydajnosc procesu swiezenia metalu 30 o 1,6%. Wzrost wydajnosci bedzie jeszcze wiekszy w przypadku urzadzenia do ciaglego swiezenia, które przerabiac bedzie duze ilosci metalu. Przy¬ klady zastosowania sposobu wedlug wynalazku do¬ tycza swiezenia surówki w dwóch fazach, co nie 35 wyklucza, ze zastosowanie tego sposobu .moze do¬ tyczyc procesu swiezenia obejmujacego wiecej niz dwie fazy.Opisany przyklad w niczym nie ogranicza wa¬ riantów i modyfikacji szczególowych, jak równiez 40 stosowania srodków równowaznych. 6 PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego swiezenia plynnych metali za pomoca co najmniej dwóch faz swiezenia, po któ¬ rych nastepuje dekantacja powstalego zuzla, zna¬ mienny tym, ze w kazdej fazie swiezenia wdmu¬ chuje sie czynniki swiezenia metalu w sposób ciag¬ ly, w celu wytworzenia emulsji metal-zuzel-gaz, która to emulsje odprowadza sie z fazy swiezenia do fazy dekantacji, a po ostatniej fazie dekantacji zawraca sie zuzel do jednej z faz swiezenia, polo¬ zonej pomiedzy dwoma obszarami kolejnego swie¬ zenia.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1 skladajace sie z co najmniej dwóch reak¬ torów swiezenia i dwóch kadzi dekantacji polaczo¬ nych miedzy soba przewodami, znamienne tym, ze kadz dekantacji (17) umieszczona jest po ostatnim reaktorze swiezenia (14) i jest bezposrednio pola¬ czona za pomoca kanalu (27) do jednej z kadzi de¬ kantacji (7) umieszczonej nad wymieniona powy¬ zej ostatnia kadzia dekantacji.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze scianka ostatniej kadzi dekantacji (17) przylega do kadzi dekantacji (7), do której zawraca sie zuzel.

4. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 2, znamien¬ na tym, ze ostatnia kadz dekantacji (17) oraz kadz dekantacji (7), do które- zawraca sie zuzel, maja wspólna scianke.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 i 4, znamienne tym, ze kanal (27) utworzony jest przez dwa otwo¬ ry umieszczone w przyleglych sciankach (1 i 7).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 i 4, znamienne tym, ze kanal (27) posiada otwór umieszczony we wspólnej sciance.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze kanal (27) jest pochyly w kierunku kadzi de¬ kantacji (7), do której zawraca sie zuzel.KI. 18b,7/04 71356 MKP C21c 7/04 w 17 2/ 27 RSW Zakl. Graf. W-wa, zam. 345-74, nakl. 100+20 egz. Cena 10 zl PL PL