PT99419B

PT99419B - Processo para a preparacao de um produto a base de magnesio revestido apropriado para a dessulfuracao de gusas ou acos liquidos

Info

Publication number: PT99419B
Application number: PT99419A
Authority: PT
Inventors: Paul Henri Galvin
Original assignee: Pechiney Electrometallurgie
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1999-04-30
Also published as: EP0485309A1; FR2668776A1; EP0485309B1; HUT61344A; ES2046031T3; PL292273A1; FI96518C; ATE95249T1; NO177391B; FI915188A; PT99419A; NO914257L; HU913471D0; FR2668776B1; NO177391C; SK280853B6; FI96518B; DE69100441T2; NO914257D0; US5198016A

Description

DESCRICÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° iJ

REQUERENTE: PECHINEY ELECTROMETALLURGIE, francesa, com sede em Tour Manhattan - La Defense 2,

6, Place de 1'Iris, 92400 Courbevoie, França,

EPÍGRAFE: Processo para a preparação de um produto à ba se de magnésio revestido apropriado para a dessulfuração de gusas ou aços líquidos

INVENTORES: Paul Henri Galvin,

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

França, 5 de Novembro de 1990, sob ο N2 pv 90 14092 íNPI MC!

RF 15732

PECHINEY ELECTROMETALLURGIE

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE DM PRODUTO À BASE DE MAGNÉSIO REVESTIDO APROPRIADO PARA A DESSULFURAÇÃO DE GUSAS OU

AÇOS LÍQUIDOS”

DOMÍNIO TÉCNICO

A presente invenção diz respeito a um processo para a prepa ração de um produto apropriado para a dessulfuração de gusas ou de aços líquidos, à base de partículas de magnésio revestidas.

ESTADO DA TÉCNICA emprego de magnésio em pó é bem conhecido na dessulfuração de gusa e de aço. No entanto, devido à sua elevada tensão de vapor ã temperatura dos banhos de gusa ou de aço líquidos, o magnésio apresenta dificuldades que se procura evitar revestindo as partículas de magnésio, cujo diâmetro é em geral menor do que 2 milíme tros, com uma camada de produto mineral sob a forma de pó fino constituído por grãos cujo diâmetro é em geral menor do que 150 micrómetros.

-2Cf,

Para fazer aderir os grânulos do produto mineral sobre as partículas de magnésio foram propostos diferentes meios. Por exemplo, a aderência pode efectuar-se com o auxílio de ligantes orgânicos, o que apresenta certas vantagens.

Assim, na patente de invenção francesa N° 2 331 618 (AIKOH) o magnésio é em primeiro lugar molhado por um ligante orgânico e em seguida adiciona-se o pó mineral para se obter finalmente grãos de Mg rodeados por uma película orgânica ela própria recoberta por uma camada de produto mineral que adere portanto ao magnésio por intermédio da referida película orgânica

Os produtos orgânicos mais particularmente citados nesta patente de invenção são :

o amido, a dextrina, o melaço que são açúcares; a carboximetilcelulose, as resinas fenólicas, as resinas à base de ureia, as resinas de melamina, as resinas furânicas, as resinas de epoxi, as resinas de poliêster, o pez e o alcatrão.

Igualmente, o pedido de patente de invenção europeia N2 292 205 descreve a formação de um revestimento semelhante em que o magnésio é primeiramente recoberto com uma primeira camada de um produto hidrófobo e depois por uma segunda camada de um produto refractãrio particular. Estes produtos hidrófobos, que

-3u são igualmente produtos orgânicos, são escolhidos entre os óleos líquidos alifáticos ou aromáticos com uma pequena viscosidade a 25°C ou sólidos à temperatura ambiente mas líquidos a temperaturas pouco elevadas (por exemplo, ceras ou parafina).

produto mineral refractário utilizado é em geral constituído pelos óxidos metálicos, misturas ou complexos de óxidos (por exemplo: MgO, A^Og, SÍO2, Τΐθ2’ ^vermi^culite> etc.), por fluoretos, por carbono, etc.

Os produtos dessulfurantes, à base de magnésio revestido, obtidos com o auxílio destes produtos orgânicos, possuem no entanto inconvenientes.

Em primeiro lugar, eles não são totalmente estanques a humidade, o que provoca uma libertação de hidrogénio no caso de contacto com ãgua (líquida ou vapor); esta libertação de hidrogénio apresenta evidentemente um risco que deve ser evitado.

Além disso, uma ligeira elevação de temperatura pode provocar 0 amolecimento da matéria orgânica e provocar assim uma deterioração do revestimento refractário dos grãos de magnésio; desse facto, resulta o risco de colagem e aglomeração dos graos entre si provocando dificuldades e irregularidades de utilização na prática quando se realiza a introdução do agente dessulfurante no metallíquido Estas elevações de temperatura nefastas produzem-se geralmente

-4durante a armazenagem dos produtos em locais expostos, por exemplo proximidade de fornos, radiação do sol, etc..

Tendo em linha de conta estes inconvenientes, a requerente procurou um produto orgânico suficientemente resistente ã temperatura, sendo a sua utilização na prática fácil e garantindo uma protecção perfeita contra a humidade.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um produto para a dessulfuração de gusas ou de aços líquidos à base de grãos de magnésio revestidos com o auxílio de um produto orgânico e de um pó refractário caracterizado pelo facto de o produto orgânico ser à base de ácidos alifáticos saturados ou dos seus ésteres sólidos às temperaturas ordinárias.

Utilizam-se habitualmente ácidos ou ésteres sólidos a baixa temperatura, de preferencia abaixo de 60°C ou melhor abaixo de 80°C, não excedendo geralmente 110°C o respectivo ponto de fusão, com uma fusão franca, e sem passar por uma fase de amolecimento.

Os ésteres habitualmente utilizados são os triésteres da glicerina ou as suas misturas, em particular os triésteres saturados obtidos por hidrogenação do óleo de rícino, que origina essencialmente tri-hidrociestearato de glicerol. 0 óleo de girassol hidrogenado, o triestearato de glicerol e, por vezes, o ácido esteárico são igualmente utilizáveis.

Estes produtos têm um peso molecular elevado, com um número de átomos de carbono em geral igual ou maior do que 16 para os ácidos, ou do que 51 para os seus triésteres.

Vê-se que os produtos de revestimento sólidos de acordo com a presente invenção permitem, por um lado, confeccionar um revestimento de Mg estável a temperatura elevada, sem que seja necessário proceder a transformações químicas dos produtos de partida para o obter. Pode lembrar-se por outro lado que, com este revestimento estável, um pó de magnésio pode suportar condições de armazenagem severas de temperatura (proximidade de fornos, sol, etc.) sem que a sua escoabilidade seja deteriorada.

Os ésteres de acordo com a presente invenção constituem geralmente a maior parte ou, de preferencia, a totalidade do produto orgânico que serve para o revestimento do magnésio. Assim, o mencionado produto orgânico pode conter outros produtos orgânicos além dos ésteres da invenção, em particular resíduos nao transformados dos produtos que tenham servido para a obtenção dos citados ésteres.

Eles são convenientes particularmente para o revestimento do magnésio sobre o qual eles aderem de maneira assinalável graças

-6L6 ã sua acidez não nula, mas fraca, que permite reagir muito superficialmente com as partículas de magnésio. Por exemplo, o óleo de rícino hidrogenado tem um índice de acidez igual a 4 (que representa o peso de KOH em miligramas para neutralizar 1 grama de produto) e funde a 86°C.

Gomo produto refractário de revestimento, podem utilizar-se quaisquer óxidos metálicos não fusíveis ou outros refractãrios em pó conhecidos na técnica anterior, mas igualmente agentes dessulfurantes tais como CaCO^, GaO, etc., ou outros minerais como carbono, etc. ou as suas misturas.

No caso de o produto refractário ser sensível â humidade, como por exemplo C^Ca, é vantajoso envolvê-lo prevíamente com um produto orgânico, de preferência, os jã referidos, antes de revestir o Mg com ele de acordo com a presente invenção.

No entanto, a requerente descobriu que era vantajoso utilizar, como produto refractário que serve portanto para revestir os grãos de agentes de magnésio com o auxílio dos ésteres de acordo com a presente invenção, uma escória sob a forma de grãos que têm a seguinte composição (em percentagem em peso):

CaO	547 a	607
MgO	37o a	77
Si°₂	247 a	307
AlqOn	97 a	137.

Uma tal escória electrofundida em pó possui as seguintes vantagens :

ã temperatura dos banhos de gusa ou de aço em fusão, estã aproximadamente em equilíbrio termodinâmico com o magnésio com o qual por consequência não reage praticamente; evita-se assim um consumo parasita de magnésio;

se se fabricar por fusão, origina, depois do vazamento, uma transformação alotrópica que, durante o processo de arrefecimento, a transforma naturalmente num pó fino constituído por grânulos de diâmetro médio igual a cerca de 40 micrõmetros;

. tem uma condutibilidade térmica igual a cerca de 0,5 Wm significativamente menor do que a dos óxidos habituais nas mesmas condições e portanto favorece um efeito de atraso na acção do magnésio cujas reacções sejam consideradas como demasiadamente rápidas e demasiadamente violentas.

As partículas de magnésio têm um tamanho habitualmente menor do que 2 milímetros, de preferência compreendido entre 300 e 800 micrómetros aproximadamente e o pó de produto refractário tem um tamanho dos grãos compreendido entre cerca de 0 e cerca de 80 micrómetros.

-8UEm geral, utilizam-se 0,5 a 1,5 partes em peso de éster de acordo com a presente invenção (por exemplo óleo de rícino hidrogenado) por 5 partes em peso de produto refractário de protecção, na maior parte das vezes cerca de 1 parte de éster por 5 partes de escória de protecção. A proporção de produto de revestimento em relação ao agente de dessulfuração pode estar compreendida entre 2Z e 25% (em peso).

produto dessulfurante à base de magnésio revestido de acordo com a presente invenção pode ser misturado com outros agentes dessulfurantes, em particular com o carboneto de cálcio, ou com outras misturas à base de carboneto de cálcio (por exemplo mistura do tipo de carbonato de cálcio + carboneto de cálcio + carbono), com ou sem cal. Pode igualmente ser misturado com produtos inertes.

Para se obter o produto dessulfurante de acordo com a presente invenção, pode proceder-se de acordo com a maneira de proceder seguinte ·.

num misturador aquecido, introduzem-se simultaneamente as partículas de magnésio e o éster de acordo com a presente invenção no estado sólido de maneira a produzir num primeiro tempo partículas uniformemente recobertas com éster; introduz-se então o pó de produto refractário e obtêm-se então partículas recobertas de escória que se fazem sair depois do misturador e se arrefecem depois.

-9L/*

Assim, a presente invenção permite obter produtos dessulfu rantes inertes em relação à água e à humidade que não originam nenhuma libertação de hidrogénio e não se aglomeram mesmo em condições severas de armazenagem ou de utilização. Estes produto possuem uma segurança de emprego melhorada.

EXEMPLO 1

Procedendo de acordo com a maneira de proceder descrita antes, preparam-se diferentes produtos para a dessulfuração â base de magnésio, de óleo de rícino hidrogenado e de pó de escória com o tamanho das partículas compreendido entre 0 e 80 micrómetros, igualmente descritos antes.

Estes produtos foram injectados, a uma dose igual a O,1Z, numa gusa líquida a dessulfurar a 1350°C que contém 0,05Z de enxofre. As características e os resultados obtidos são indicado no Quadro seguinte :

-10U-

Número do Produto	MAGNÉSIO de granulometriaX ^im	õleo de rícino hidrogenado %	Pó de escória %	Teor de enxofre da gusa tratada 1
1	300 - 800	97	0,5	2,5	0,01
2	250 - 800	80	3	17	0,006
3	250 - 630	71	4	25	0,007

Todos estes produtos são inertes em relação à água, isto é, quando são mergulhados em água de pH 7 não se constata nenhuma libertação de hidrogénio, resultado confirmado depois de 2 horas de imersão.

Nota-se que o efeito de atraso aumenta com a quantidade de produto refractãrio e tende a melhorar a qualidade da gusa obtida, atê um certo limite.

Para comparação, efectuou-se o mesmo ensaio de imersão durante 2 horas com partículas de magnésio revestidas de acordo com a técnica anterior.

-111/Assim, preparou-se magnésio revestido de acordo com o Exemplo 1 do pedido de patente de invenção europeia NQ 292 205; mergulharam-se amostras de 25 gramas em água de pH 7 e a 19°C e observou-se uma libertação regular de 50 cm de hidrogénio por hora.

Observou-se uma libertação semelhante de hidrogénio nas mesmas condições com magnésio revestido por uma resina fenólica e magnésio de acordo com as indicações da patente de invenção francesa N° 2331618.

EXEMPLO 2

Preparou-se um produto dessulfurante que contém 20Z do produto ηθ 1 e 80 Z de uma mistura pulverulente de composição (Z em peso) ·.

põ de carboneto de cálcio (inferior a 100 micrómetros) : 80Z pó de carbonato de cálcio (inferior a 100 micrómetros) : 17Z negro de fumo : 3Z

Este produto foi injectado na mesma gusa líquida que se utilizou no Exemplo 1, com uma dose igual a 0,25%. 0 teor final de enxofre obtido foi igual a 0,012Z.

EXEMPLO 3

Procedendo de acordo com a maneira de proceder descrita antes, preparou-se uma mistura à base de magnésio, de óleo de rícino hidrogenado e de carboneto de cálcio micronizado, com a seguinte composição :

Mg (300 - 800 micrómetros) 80%

Óleo de rícino hidrogenado 3%

C₂Ca (inferior a 100 micrómetros) 17%

Um tal produto de acordo com a presente invenção é particularmente adaptado para ser utilizado em mistura com um pó igualmente de carboneto de cãlcio. Apresenta uma grande segurança de armazenagem em meio quente; pelo contrário, é sensível à ãgua devido ao facto da presença de carboneto de cãlcio superficial.

Este produto foi injectado na mesma gusa líquida que se usou no Exemplo 1 com a mesma proporção de 0,1%. 0 teor final de enxofre obtido é igual a 0,005%.

inconveniente mencionado antes foi evitado, num ensaio complementar, sem alterar a segurança de armazenagem em meio quente, revestindo o C₂Ca com o auxílio de 1% (em relação a C₂Ca) de óleo de rícino hidrogenado antes de o introduzir no misturador que contém Mg revestido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a preparaçao de um produto apropriado para a dessulfuração de gusas ou de aços líquidos, à base de grânulos de magnésio revestidos com o auxílio de um produto orgânico e de um pó refractário, sendo o produto orgânico â base de ácidos alifáticos saturados ou dos seus ésteres sólidos ã temperatura ambiente, caracterizado pelo facto de se produzir em primeiro lugar partículas esféricas de agente dessulfurante e do mencionado produto orgânico ã base de ésteres e de, em seguida, se recobrir com pó de produto refractário.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o produto orgânico à base de ácidos alifáticos saturados ou dos seus ésteres ter um ponto de fusão maior do que 60°C.
3. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de o produto orgânico à base de ésteres ser escolhido entre os triésteres da glicerina ou as suas misturas.
4. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de o produto orgânico à base de ésteres ser escolhido entre o óleo de rícino hidrogenado, o óleo de girassol hidrogenado, o tri-hidroxiestearato de glicerol, o triestearato de glicerol ou o ácido esteárico.
5. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de o produto refractário ser um pó de um agente dessulfurante como C2Ca, CaCOg, CaO ou um outro mineral como carbono ou as suas misturas.
6. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de o pó refractário ser um pó de escória electrofundida que tem a seguinte composição ponderai :

CaO 54% a 60% MgO 3% a 7% Si0₂ 24% a 30% ^A12°3 9% a 13%
7. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo facto de o produto refractário ser previamente revestido por um produto orgânico.
8. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de o magnésio ter um tamanho das partículas menor do que 2 milímetros e o pó refractário ter um tamanho menor do que 80 micrómetros.
9- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de se utilizar 0,5 a 1,5 partes (em peso) do referido produto orgânico à base de éster por 1 a 5 partes de pé de produto refractãrio e este conjunto de produto de revestimento representar 2Z a 25X do peso de magnésio.

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