PL96508B1 - Sposob odsiarczania metalu w kadzi - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odsiarcza¬ nia metalu w kadzi, a zwlaszcza odsiarczania sto¬ pów zelaza, na przyklad stali. Obecnosc siarki w stali wywiera szkodliwy wplyw na jakosc po¬ wierzchni odlewu i stopien powstawania rys, a w konsekwencji limituje stopien koniecznego czysz¬ czenia plomieniowego i szlifowania oraz wydaj¬ nosc uzyskiwana w procesie obróbki wykanczaja¬ cej. Wymagania odnosnie powierzchni stali staja sie coraz ostrzejsze, a zwartosc siarki moze od¬ grywac wazina i czasem dominujaca role ze wzgle¬ du na jej wplyw na wlasnosci stali. Tak wiec stale rosnacy nacisk na jakosc stali polaczony ze zwiekszajacym sie stasowaniem zautomatyzowanej produkcji zmusza wytwórców stali do zmniejsza¬ nia zawirtosci siarki w stali do absolutnego mini¬ mum.Z wyjatkiem procesu dwuzuzlowego wytapiania staM w piecach lukowych, stale o bardzo niskiej zawartosci siarki, ponizej 0,,Glfyo nie moga byc produkowane za pomoca konwencjonalnych proce¬ sów stalowniczych, jezeli nie zapewni sie malej zawartosci siarki w materiale wsadowym. Trudno¬ sci w osiagnieciu wymagan odnosnie koncowej za¬ wartosci siarki, z powodu róznej jakosci materialu wsadowego, a zwlaszcza zlomu stalowego, czesto powoduja przedluzenie czasu wytopu, a w konsek¬ wencji wizrost kosztów wytwarzania stali i zmniej¬ szenie wydajnosci produkcyjnej.Zwiekszajace sie zapotrzebowanie na stal o hi- skiej zawartosci siarki doprowadzilo w rezultacie do stosowania odsiarczania plynnej surówki za pomoca odpowiednich srodków, poza wielkim pie¬ cem.Odsiarczanie surówki poza wielkim piecem ma te zalete, ze wielki piec moze pracowac przy znacznie nizszej zasadowosci, w wyniku czego zu¬ zywa sie. mmiiej kamienia wapiennego i* koksu, a produkcja surówki ulega zwiekszeniu.Znanych jest szereg sposobów przeprowadzania odsiarczania poza wielkim piecem, które polegaja na stosowaniu powierzchniowo srodka odsiarczajace¬ go, takiego jak weglik wapnia, zanurzaniu srod¬ ków odsiarczajacych, na przyklad koksu nasyco¬ nego magnezem, pod powierzchnie roztopionego metalu oraz wtryskiwaniu rozdrobnionych srod¬ ków odsiarczajacych, na przyklad wapna, weglika wapnia lub cyjanamidu wapniowego.Wszystkie wymienione wyzej sposoby polegaja na odsiarczaniu plynnego metalu przez traktowa¬ nie go w odpowiednim zbiorniku, srodkiem maja¬ cym duze wlasnosci odsiarczajace. Zbiornik taki moze stanowic kadz surówkowa na podwoziu wa¬ gonowym lub kadz przechylna, mieszalnik, w któ¬ rym roztopiona surówka z wielkiego pieca maga¬ zynowana jest przed przeróbka na stal.Przedmiotem wynalazku jest sposób odsiarcza¬ nia plynnych metali w zbiorniku, polegajacy na dodawaniu do roztopionego metalu zestawu topni¬ ków. Topniki takie jak wapno, weglan sodowy, 9650896508 flioryt i tlenek glinowy, tworza przy zerknieciu sie z roztopionym metalem plynna tomasyne, któ¬ ra usuwa duze ilosci siarki z roztopionego meta¬ lu.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie ze¬ staw topników do odsiarczania roztopionego meta¬ lu, skladajacy sie wagowo z co najmniej 60°/o wapna, od 1*/* do 20% weglanu sodowego, od 5% do 30% fluorku metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych lub ich mieszaniny i od 5°/o do % tlenku glinowego.Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie sku¬ teczny w przypadku odsiarczania zeliwa i stali.Najlepiej gdy jako fluorek metalu alkalicznego lub metalu zjejn^^^aJtaliczinych stosuje sie fluoryt, jest j€^akjc^zy^®e| ze inne fluorki metali al¬ kalicznych Tub metaliIziem alkalicznych moga byc równiez korzystnie sipsowane. Przykladowo, flu¬ oryt moiefbtyfe calkowicie lub czesciowo zastapio¬ ny tp^^^^^i^^odowy.Ponizej podane sa korzystne proporcje zestawu topników, na przyklad 60 do 80% wagowych wap¬ na palonego, 5 do 10% wagowych weglanu sodo¬ wego, 10 do 25% wagowych "fluorytu oraz 5 do % wagowych, a korzystnie 5 do 10% wagowych tlenku glinowego.W celu zwiekszenia potencjalu odsiarczania ze¬ stawu topników, stosuje sie domieszke, w ilosci do % wagowych zestawu-, metalicznego srodka re¬ dukujacego, to znaczy latwo utleniajacego sie me¬ talu, takiego jak glin, magnez, zelazokrzem, krze¬ mek wapniowy, wapn, cer, krzem, lub stopy albo mieszaniny tych metali. Sposród wymienionych metali korzystne jest stosowanie glinu lub jego stopów. Srodek redukujacy stanowi korzystnie mniej anizeli 2% wagowych zestawu topników.Utlenianie, na przyklad, glinu jest procesem wy¬ soce egzotermicznym, co przy zastosowaniu fluory¬ tu i tlenku glinowego, prowadzi do utworzenia plynnego reakcyjnego zuzla. Weglan sodowy wy¬ wiera równiez korzystny wplyw na powstawanie plynnego zuzla.Zaleznie od potrzeby, tlenek glinowy i alumi¬ nium moga byc razem stosowane w postaci pylu po zmieleniu w mlynie kulowym.W celu zwiekszenia redukujacego wplywu ze¬ stawu topników, wtryskuje sie ten zestaw za po¬ moca medium zawierajacego lub skladajacego sie calkowicie z gazu redukujacego. Wtryskiwanie moze byc przeprowadzone równiez w prosty spo¬ sób, przy zastosowaniu sprezonego powietrza, azo¬ tu lub argonu, ale korzystne jest stosowanie pro¬ panu, gazu ziemnego lub podobnego, dla uzyska¬ nia redukujacej atmosfery.Ilosc stosowanego zestawu topników jest bardzo rózlna w zaleznosci od rodzaju metalu, jego uprze¬ dniej obróbki, aktualnej zawartosci siarki i wy¬ maganej koncowej zawartosci siarki. Zazwyczaj, na 40-tonowa kadz, zestaw skladników moze byc wtryskiwany za pomoca propanu, przy rozciencze¬ niu na przyklad 45 kg zestawu topników na metr szescienny propanu, w ilosci 3 do 10 kg zestawu topników na tone obrabianego metalu.Ponizej podano przyklady sluzace do zilustro¬ wania wynalazku. Stwierdzono, ze jezeli tradycjo¬ nalnie stosowano wapno w ilosci 20 kg/tone, wtry¬ skiwane, do 40-tonowej kadzi w czasie 10 minut, to przy poczatkowym poziomie zawartosci siarki 0,020% wagowych uzyskano odsiarczanie 8 do 10 punktów, to znaczy zmniejszono zawartosc odpo¬ wiednio od 0,012 do 0,010%.Przyklad 1. Zestaw topników zostal sporza¬ dzony z 60% wagowych wapna palonego, 10% wa¬ gowych weglanu sodowego, 22% wagowych fluory- tu, 6°/o wagowych tlenku glinowego oraz 2% wa¬ gowych sproszkowanego aluminium. Zestaw ten w ilosci 6,5 kg/tone, wtryskiwano do 40Htonowej ka¬ dzi z plynnym metalem, przy zastosowaniu stru¬ mienia propanu przez okres 4 minut. Analiza wy- kazala, ze poczatkowa zawartosc siarki wynosila 0,022% wagowych. Po zakonczeniu procesu kon¬ cowa zawartosc siarki wynosila 0,006%, wagowych, to znaczy uzyskano 16 punktów odsiarczenia.Nastepnie 4,5 kg zestawu topników/tone wtry- skiwano do 40-tonowej kadzi z plynnym metalem.Czas wtryskiwania wynosil okolo 4 minut. Po¬ czatkowa zawartosc siarki wynosila 0,0318%, kon¬ cowa zawartosc siarki 0,026%. Tak wiec, odsiar¬ czenie wynosilo 12 punktów.Na podstawie uzyskanych wyników mozna stwierdzic, ze pomimo niewielkich ilosci wago¬ wych zastosowanego zestawu topników .uzyskano, w porównaniu ze stosowaniem samego wapna, znacznie wyzszy stopien odsiarczenia. Wskutek te- go uzyskuje sie znaczna oszczednosc czasu i strat temperatury roztopionego metalu.Przyklad 2. Przygotowano zestaw topników, skladajacy sie z 62% wagowych wapna palonego, % wagowych fluorytu, 10% wagowych weglanu sodowego, 7% wagowych tlenku glinowego OTaz z 1% wagowego glinu.Zestaw ten dodawany byl w regularnych odste¬ pach czasu do kadzi z plynnym metalem w ilo¬ sci 7 kg/tone. Poczatkowa zawartosc siarki wyno- 40 sila 0,040% a koncowa zawartosc siarki wynosila 0,0i24%i, dajac w ten sposób odsiarczenie o 16 punktów.Przyklad 3. Próby odsiarczenia przeprowa¬ dzono stosujac zestaw topników skladajacych sie 45 z 63% wagowych wapna palonego, 221% wago^ wych fluorytu, 5% waigowych weglanu sodowego i 10% wagowych tlenku glinowego. Topnik ten zo^ stal dodany do kadzi w ilosci 5 kg/tone. Osiagnie¬ te wyniki podano w taibeli ,1.Tabela 1 55 próba 1 próba 2 Poczatkowa zawartosc siarki w % 0,040 Koncowa zawairtosc siarki w % 0„0&0 0,020 Przyklad 4. Piróby odsiarczania przeprowa¬ dzono stosujac zestaw topników skladajacy sie z 75% wagowych wapna palonego, 15% wagowych fluorytu, 5% wagowych weglanu sodowego i 5% w wagowych tlenku glinowego, który zostal dodany5 96508 6 do 180-tonowej kadzi, zawierajacej uspokojona krzemowo-aluminiowa stal o zawartosci 0,lP/« we¬ gla, w ilosci 8 kg/tone. Poczatkowa zawartosc siar¬ ki wynosila 0,030*/©,, koncowa zawartosc siarki wy¬ nosila OjOid9/*. PL

Claims (13)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odsiarczania metalu w kadzi, a zwlasz¬ cza odsiarczania zeliwa lub stali, polegajacy na dodawaniu topników do plynnego metalu znajdu¬ jacego sie w zbiorniku, znamienny tym, ze do plyn¬ nego metalu dodaje sie zestaw topników zawie¬ rajacy co najmniej 60*/o wagowych wapna palo¬ nego, od 1% do 20°/o wagowych weglanu sodowe¬ go, od 58/o do 3(P/o wagowych fluorku metalu al¬ kalicznego lufo fluorku metalu ziem alkalicznych lub ich mieszaniny i od 5*/o do 20*/o wagowych tlenku glinowego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1,, znamienny tym, ze jako fluorek metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych stosuje sie fluoryt,.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako fluorek metalu alkalicznego stosuje sie flu¬ orek sodowy.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korzystnie stosuje sie od 60*/o do 80°/o wagowych wapna palonego.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korzystnie stosuje sie od !•/• do 10°/o wagowych weglanu sodowego.

6. Sposób wedlug zastrz. 1^ znamienny tym, ze 5 korzystnie stosuje sie od 10*/« do 25°/o wagowych fluorytu.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korzystnie stosuje sie od 5°/o do 15% wagowych tlenku glinowego. 10

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do zestawu topników wprowadza sie metaliczny srodek redukujacy.

9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako metaliczny srodek redukujacy stosuje sie alu- 15 minium lub stop aluminium. ,10.

10. Sposób wedlug zastrz. 8 lub 9, znamienny tym, ze metaliczny srodek redukujacy stosuje sie w ilosci wynoszacej mniej niz 2% wagowo w sto¬ sunku do ciezaru zestawu. 20 1)1.

11. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze topnHki korzystnie wtryskuje sie w postaci roz¬ drobnionej do plynnego metalu.

12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze topniki wtryskuje sie w strumieniu gazu redu- 25 kujacego.

13. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze jako gaiz redukujacy stosuje sie propan lub gaz ziemny. PL