RU2164954C1 - Method of slag desulfurization - Google Patents
Method of slag desulfurization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164954C1 RU2164954C1 RU99122125/02A RU99122125A RU2164954C1 RU 2164954 C1 RU2164954 C1 RU 2164954C1 RU 99122125/02 A RU99122125/02 A RU 99122125/02A RU 99122125 A RU99122125 A RU 99122125A RU 2164954 C1 RU2164954 C1 RU 2164954C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- fluorspar
- oxygen
- sulfur
- containing gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении флюса для электрошлакового переплава и электрошлаковой сварки, например наплавки прокатных валков и роликов МНЛЗ, а также при получении синтетического шлака для десульфурации чугуна и стали. The invention relates to metallurgy and can be used to obtain flux for electroslag remelting and electroslag welding, for example surfacing of rolling rolls and CCM rollers, as well as in the production of synthetic slag for desulfurization of cast iron and steel.
Известен способ десульфурации шлаков, включающий обработку шлакового расплава кислородсодержащим газом с парциальным давлением кислорода, обеспечивающим минимальную сорбционную способность шлака по отношению к сере, в котором кислород связан в химические соединения при его содержании X0 = 33-67 ат.% (см. авт. св. СССР N 1386665, C 21 C 7/064).A known method for the desulfurization of slag, comprising treating the slag melt with an oxygen-containing gas with a partial pressure of oxygen, which ensures the minimum sorption capacity of the slag with respect to sulfur, in which oxygen is bound to chemical compounds with its content X 0 = 33-67 at.% (See ed. St. USSR N 1386665, C 21 C 7/064).
Известный способ хотя и обеспечивает низкое содержание серы в шлаке, тем не менее является экологически опасным из-за образования и выделения в атмосферу токсичных соединений SO2 и H2S. Это происходит в результате того, что при продувке шлака сера вступает в химическое взаимодействие с газами
2(CaS) + 3O2 = 2(CaO) + 2SO2,
(CaS) + H2O = (CaO) + H2S
с образованием токсичных соединений.The known method, although it provides a low sulfur content in the slag, is nonetheless environmentally hazardous due to the formation and release of toxic compounds SO 2 and H 2 S into the atmosphere. This is due to the fact that when the slag is blown, sulfur enters into a chemical reaction with gases
2 (CaS) + 3O 2 = 2 (CaO) + 2SO 2 ,
(CaS) + H 2 O = (CaO) + H 2 S
with the formation of toxic compounds.
Наиболее близким аналогом является способ получения шлака для обработки чугуна, включающий продувку жидкого доменного шлака природным газом и кислородом при соотношении 1: (2,4-2,8) до 1410-1600oC (см. авт. св. СССР N 1777355, C 21 C 5/54).The closest analogue is a method for producing slag for cast iron processing, including blowing liquid blast furnace slag with natural gas and oxygen at a ratio of 1: (2.4-2.8) to 1410-1600 o C (see ed. St. USSR N 1777355, C 21 C 5/54).
Недостатком известного способа является образование и выделение в атмосферу значительного количества токсичных газов SO2 и H2S, образующихся за счет того, что происходит взаимодействие серы, находящейся в шлаке, с кислородом и природным газом по следующим реакциям
2(CaS) + 3O2 = 2(CaO) + 2SO2,
(CaS) + O2 + CH4 = (CaO) + CO + H2S.The disadvantage of this method is the formation and release into the atmosphere of a significant amount of toxic gases SO 2 and H 2 S, formed due to the fact that the interaction of sulfur in the slag with oxygen and natural gas occurs according to the following reactions
2 (CaS) + 3O 2 = 2 (CaO) + 2SO 2 ,
(CaS) + O 2 + CH 4 = (CaO) + CO + H 2 S.
В основу изобретения поставлена задача разработать способ десульфурации шлака, который обеспечил бы экологически безопасное получение шлака с низким содержанием серы за счет связывания серы в нетоксичное газообразное соединение. The basis of the invention is the task to develop a method for desulfurization of slag, which would ensure the environmentally friendly production of slag with a low sulfur content by binding sulfur to a non-toxic gaseous compound.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе десульфурации шлака, включающем продувку жидкого доменного шлака кислородсодержащим газом, согласно изобретению перед продувкой в жидкий доменный шлак вводят плавиковый шпат, а после продувки полученный расплав гранулируют. The problem is solved in that in the known method for desulfurization of slag, including blowing liquid blast furnace slag with an oxygen-containing gas, according to the invention, fluorspar is introduced into the liquid blast furnace slag before being blown, and after the blasting, the melt obtained is granulated.
При этом расход плавикового шпата определяют по зависимости
gп.ш. = 80[(S)шл - (S)тр],
где gп.ш. - расход плавикового шпата, кг/т шлака;
(S)шл - содержание серы в исходном шлаке,%;
(S)тр - требуемое содержание серы в шлаке после десульфурации,%;
80 - эмпирический коэффициент, характеризующий взаимодействие плавикового шпата с серой.The consumption of fluorspar is determined by the dependence
g n.p. 80 = [(S) SHL - (S) tr]
where g P.Sh. - consumption of fluorspar, kg / t of slag;
(S) sl - the sulfur content in the initial slag,%;
(S) mp is the required sulfur content in the slag after desulfurization,%;
80 is an empirical coefficient characterizing the interaction of fluorspar with sulfur.
А расход кислородсодержащего газа определяют по зависимости
V = 0,28 kgп.ш.
где V - расход кислородсодержащего газа, м3/т расплава;
k - коэффициент, учитывающий долю активного кислорода в газе;
gп.ш. - расход плавикового шпата, кг/т шлака;
0,28 - эмпирический коэффициент.And the flow rate of oxygen-containing gas is determined by the dependence
V = 0.28 kg s.p.
where V is the flow rate of oxygen-containing gas, m 3 / t of melt;
k is a coefficient taking into account the fraction of active oxygen in the gas;
g n.p. - consumption of fluorspar, kg / t of slag;
0.28 is an empirical coefficient.
Жидкий доменный шлак является отходом производства чугуна и имеет следующий химический состав, мас.%: CaO 37-42, SiO2 35-40, MgO 5-8, Al2O3 12-17, FeO 0,5-2, S 0,5-1.Liquid blast furnace slag is a waste product of iron production and has the following chemical composition, wt.%: CaO 37-42, SiO 2 35-40, MgO 5-8, Al 2 O 3 12-17, FeO 0.5-2, S 0 , 5-1.
Плавиковый шпат является концентратом минерального сырья (флюорита) и имеет следующий химический состав, мас.%: CaF2 92-97, SiO2 1,5, CaCO3 1,5-3, S до 0,2 (см. ГОСТ 29220 - 91. Концентраты плавикошпатовые металлургические. 1991).Fluorspar is a concentrate of mineral raw materials (fluorite) and has the following chemical composition, wt.%: CaF 2 92-97,
Известно применение плавикового шпата в способах десульфурации чугуна и стали (см. патент ФРГ N 2559188, C 21 C 7/064; патент США N 4315773, C 21 C 7/064). В известных способах десульфурации плавиковый шпат используется в качестве разжижителя, снижающего вязкость шлака и повышающего тем самым подвижность ионов и молекул, что приводит к увеличению скорости протекания реакции перехода серы из металла в шлак
(CaO) + [FeS] = (CaS) + (FeO).The use of fluorspar in methods for desulfurization of cast iron and steel is known (see German Patent No. 2559188, C 21 C 7/064; US Pat. No. 4,315,773, C 21 C 7/064). In known methods of desulfurization, fluorspar is used as a thinner, reducing the viscosity of the slag and thereby increasing the mobility of ions and molecules, which leads to an increase in the rate of the reaction of the transition of sulfur from metal to slag
(CaO) + [FeS] = (CaS) + (FeO).
В заявляемом способе десульфурации плавиковый шпат так же, как в вышеуказанном способе проявляет известное свойство разжижителя доменного шлака, обеспечивающего увеличение скорости протекания химических реакций в шлаке. In the inventive method for desulfurization, fluorspar in the same way as in the above method exhibits the well-known property of blast furnace slag thinner, providing an increase in the rate of chemical reactions in the slag.
Однако, наравне с известным свойством, плавиковый шпат, вводимый в жидкий доменный шлак в заявляемом количестве, проявляет новое техническое свойство, заключающееся в том, что он является связующим серы в нетоксичное соединение в соответствии с реакцией
3(CaF2) + (CaS) + 4(FeO) = 4(CaO) + 4Fe + SF6 
3 (CaF 2 ) + (CaS) + 4 (FeO) = 4 (CaO) + 4Fe + SF 6
А так как оксидов железа, находящихся в шлаке, недостаточно для максимального связывания всей серы, то для более полного протекания реакции взаимодействия с серой и связывания ее в нетоксичное соединение осуществляют продувку шлака кислородсодержащим газом (например, кислородом, или воздухом, или перегретым паром и т.п.). Причем в заявляемом способе десульфурации установление строгой зависимости между расходом кислородсодержащего газа и расходом плавикового шпата обеспечивает оптимальное связывание серы в газообразное нетоксичное соединение SF6 по реакции
3(CaF2) + (CaS) + 3O2 - 4(CaO) + SF6,
так как в этом случае кислород выступает в роли активизатора процесса связывания серы.And since the iron oxides in the slag are not enough to maximize the binding of all sulfur, for a more complete reaction to interact with sulfur and bind it to a non-toxic compound, the slag is purged with an oxygen-containing gas (for example, oxygen, or air, or superheated steam, etc. .P.). Moreover, in the inventive method of desulfurization, the establishment of a strict relationship between the flow rate of oxygen-containing gas and the flow rate of fluorspar provides optimal binding of sulfur to a gaseous non-toxic compound SF 6 by reaction
3 (CaF 2 ) + (CaS) + 3O 2 - 4 (CaO) + SF 6 ,
since in this case oxygen acts as an activator of the process of sulfur binding.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ десульфурации не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно соответствует условию патентоспособности - "изобретательский уровень". Based on the foregoing, we can conclude that for a specialist the claimed method of desulfurization does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the condition of patentability - "inventive step".
Способ десульфурации шлака осуществляют следующим образом. The method of desulfurization of slag is as follows.
В подготовленный шлаковый ковш выпускают жидкий доменный шлак с температурой 1450-1500oC, в который по ходу выпуска вводят плавиковый шпат, имеющий температуру плавления 1419oC.Liquid blast furnace slag with a temperature of 1450-1500 ° C is released into the prepared slag ladle, into which fluorspar having a melting point of 1419 ° C is introduced during the production.
При этом расход плавикового шпата на тонну шлака определяют по зависимости
gп.ш.=80[(S)шл-(S)тр],
где gп.ш. - расход плавикового шпата, кг/т шлака;
(S)шл - содержание серы в исходном шлаке,%;
(S)тр - требуемое содержание серы в шлаке после десульфурации,%;
80 - эмпирический коэффициент, характеризующий взаимодействие плавикового шпата с серой.The consumption of fluorspar per ton of slag is determined by the dependence
g n.p. 80 = [(S) SHL - (S) tr]
where g P.Sh. - consumption of fluorspar, kg / t of slag;
(S) sl - the sulfur content in the initial slag,%;
(S) mp is the required sulfur content in the slag after desulfurization,%;
80 is an empirical coefficient characterizing the interaction of fluorspar with sulfur.
Для обеспечения более полного растворения в жидком доменном шлаке плавикового шпата последний целесообразно подавать порциями с интервалом 1-2 мин. To ensure more complete dissolution in the liquid blast-furnace slag of fluorspar, it is advisable to serve the latter in portions with an interval of 1-2 minutes.
При осуществлении данной операции плавиковый шпат, растворяясь в жидком доменном шлаке, обеспечивает снижение температуры плавления последнего, что приводит к снижению вязкости и повышению текучести получаемого расплава. Это способствует увеличению скорости взаимодействия плавикового шпата с оксидами железа, содержащимися в шлаке, в результате чего уже на этой стадии происходит частичное связывание серы в нетоксичное газообразное соединение по реакции
3(CaF2) + (CaS) + 4(FeO) = 4(CaO) + 4Fe + SF6.When carrying out this operation, fluorspar, dissolving in liquid blast furnace slag, provides a decrease in the melting temperature of the latter, which leads to a decrease in viscosity and an increase in the fluidity of the resulting melt. This helps to increase the rate of interaction of fluorspar with iron oxides contained in the slag, as a result of which, at this stage, partial binding of sulfur to a non-toxic gaseous compound occurs by reaction
3 (CaF 2 ) + (CaS) + 4 (FeO) = 4 (CaO) + 4Fe + SF 6 .
Последующая продувка полученного расплава кислородсодержащим газом, например кислородом, позволяет обеспечить оптимальное связывание серы в нетоксичное газообразное соединение по реакции
3(CaF2) + (CaS) + 3O2 = 4(CaO) + SF6.Subsequent purging of the obtained melt with an oxygen-containing gas, for example oxygen, allows optimal binding of sulfur to a non-toxic gaseous compound by reaction
3 (CaF 2 ) + (CaS) + 3O 2 = 4 (CaO) + SF 6 .
При этом в качестве кислородсодержащего газа можно использовать воздух, перегретый до 400-500oC водяной пар и др.Moreover, as an oxygen-containing gas, you can use air, superheated to 400-500 o C water vapor, etc.
Оптимальный расход кислородсодержащего газа при продувке расплава определяют по следующей зависимости
V=0,28 kgп.ш..,
где V - расход кислородсодержащего газа, м3/т расплава;
k - коэффициент, учитывающий долю активного кислорода в газе;
gп.ш. - расход плавикового шпата, кг/т шлака;
0,28 - эмпирический коэффициент.The optimal flow rate of oxygen-containing gas when blowing the melt is determined by the following relationship
V = 0.28 kg s.p. .,
where V is the flow rate of oxygen-containing gas, m 3 / t of melt;
k is a coefficient taking into account the fraction of active oxygen in the gas;
g n.p. - consumption of fluorspar, kg / t of slag;
0.28 is an empirical coefficient.
Строгое соблюдение соотношения между расходом кислородсодержащего газа и расходом плавикового шпата, определяемых по заявляемой зависимости, обеспечивает максимальное связывание серы в нетоксичное газообразное соединение SF6, исключая при этом возможность образования побочных токсичных соединений серы, таких как SO2, H2S.Strict adherence to the ratio between the flow rate of oxygen-containing gas and the consumption of fluorspar, determined by the claimed dependence, provides the maximum binding of sulfur to a non-toxic gaseous compound SF 6 , eliminating the possibility of formation of toxic toxic sulfur compounds, such as SO 2 , H 2 S.
При меньшем расходе кислородсодержащего газа на продувку расплава не достигается полное связывание серы, и степень десульфурации шлака будет меньше заданной, а при излишнем расходе газа процесс переходит на прямое окисление серы с выделением токсичного соединения SO2.With a lower consumption of oxygen-containing gas for purging the melt, complete sulfur binding is not achieved, and the degree of desulfurization of the slag will be less than the specified one, and with excessive gas consumption, the process switches to direct sulfur oxidation with the release of the toxic SO 2 compound.
После продувки кислородсодержащим газом расплава осуществляют грануляцию последнего любым известным способом. При этом достигается значительное увеличение активной поверхности расплава, что дополнительно способствует оптимальному связыванию серы в нетоксичное газообразное соединение SF6 на окончательной стадии протекания процесса десульфурации, что обеспечивает низкое содержание серы (до 0,002%) в конечном продукте и экологическую безопасность технологии.After purging the melt with oxygen-containing gas, granulation of the melt is carried out by any known method. At the same time, a significant increase in the active surface of the melt is achieved, which further contributes to the optimal binding of sulfur to the non-toxic gaseous compound SF 6 at the final stage of the desulfurization process, which ensures a low sulfur content (up to 0.002%) in the final product and environmental safety of the technology.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению с прототипом были проведены лабораторные испытания. To substantiate the advantages of the proposed method in comparison with the prototype, laboratory tests were carried out.
Доменный шлак с содержанием S = 0,85% расплавляли и нагревали в печи Грамолина до t = 1500oC. Затем шлак выпускали в ковш, добавляя плавиковый шпат в количестве, определяемом по заявляемой зависимости. Затем полученный расплав продували кислородсодержащим газом и гранулировали. Результаты экспериментов представлены в таблице.Blast furnace slag with a content of S = 0.85% was melted and heated in a Gramolin furnace to t = 1500 o C. Then the slag was released into the ladle, adding fluorspar in an amount determined by the claimed dependence. Then, the obtained melt was purged with oxygen-containing gas and granulated. The experimental results are presented in the table.
Как видно из таблицы, заявляемый способ в сравнении со способом, взятым за прототип, позволяет снизить содержание серы в конечном продукте в 1,33-2,0 раза. As can be seen from the table, the inventive method in comparison with the method taken as a prototype, allows to reduce the sulfur content in the final product by 1.33-2.0 times.
Заявляемый способ десульфурации экологически безопасен, прост в осуществлении и позволяет прогнозировать и регулировать содержание серы в конечном продукте. The inventive method of desulfurization is environmentally friendly, easy to implement and allows you to predict and control the sulfur content in the final product.
Claims (1)
gп.ш = 80[(S)шл - (S)тр],
где gп.ш - расход плавикового шпата, кг/т шлака;
(S)шл - содержание серы в исходном шлаке, %;
(S)тр - требуемое содержание серы в шлаке после десульфурации, %;
80 - эмпирический коэффициент, характеризующий взаимодействие плавикового шпата с серой,
расход кислородсодержащего газа для продувки шлака определяют по зависимости
V = 0,28 · kgп.ш,
где V - расход кислородсодержащего газа, м3/т расплава;
k - коэффициент, учитывающий долю активного кислорода в газе;
gп.ш - расход плавикового шпата, кг/т шлака;
0,28 - эмпирический коэффициент,
а после продувки полученный расплав гранулируют.The method of desulfurization of slag, including blowing liquid blast furnace slag with oxygen-containing gas, characterized in that prior to purging in liquid blast furnace slag, fluorspar is introduced, the flow rate of which is determined by the dependence
p.sh 80 g = [(S) SHL - (S) tr]
where g p.sh is the consumption of fluorspar, kg / t of slag;
(S) sl - the sulfur content in the initial slag,%;
(S) mp is the required sulfur content in the slag after desulfurization,%;
80 is an empirical coefficient characterizing the interaction of fluorspar with sulfur,
the flow rate of oxygen-containing gas for blowing slag is determined by the dependence
V = 0,28 · kg p.sh,
where V is the flow rate of oxygen-containing gas, m 3 / t of melt;
k is a coefficient taking into account the fraction of active oxygen in the gas;
g p.sh - consumption of fluorspar, kg / t of slag;
0.28 is an empirical coefficient,
and after purging, the resulting melt is granulated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122125/02A RU2164954C1 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Method of slag desulfurization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122125/02A RU2164954C1 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Method of slag desulfurization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2164954C1 true RU2164954C1 (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=20226076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99122125/02A RU2164954C1 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Method of slag desulfurization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164954C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110527789A (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-03 | 广东韶钢松山股份有限公司 | A kind of vaccum sensitive stove desulfurization dephosphorization technique |
-
1999
- 1999-10-22 RU RU99122125/02A patent/RU2164954C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110527789A (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-03 | 广东韶钢松山股份有限公司 | A kind of vaccum sensitive stove desulfurization dephosphorization technique |
| CN110527789B (en) * | 2018-05-29 | 2021-04-02 | 广东韶钢松山股份有限公司 | Vacuum induction furnace desulfurization and dephosphorization process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1991015604A1 (en) | Compositions and methods for synthesizing ladle slags, treating ladle slags, and coating refractory linings | |
| JP3704180B2 (en) | Desulfurization method of low silicon concentration hot metal | |
| US3537842A (en) | Treatment of molten metal | |
| RU2164954C1 (en) | Method of slag desulfurization | |
| JPS587691B2 (en) | Steel manufacturing method | |
| CA1321075C (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
| KR102233141B1 (en) | Calcium-aluminate flux using industrial by-products and manufacturing method for the same, desulfurization method of molten steel using the same | |
| KR100226901B1 (en) | Desulphurization agent of molten metal | |
| CA1062917A (en) | Process for making iron or steel utilizing lithium containing material as auxiliary slag formers | |
| JP6627601B2 (en) | Hot metal dephosphorizer and method | |
| JPH08104553A (en) | Reforming method of stainless steel slag | |
| US4177070A (en) | Exothermic slag-forming mixture | |
| RU2697673C1 (en) | Method of refining ferrosilicon from aluminum | |
| SU1148872A1 (en) | Method of removing copper from iron and steel melt | |
| JP2802799B2 (en) | Dephosphorization and desulfurization method for crude molten stainless steel and flux used for it | |
| JP4218172B2 (en) | Method for refining molten iron alloy | |
| SU631542A1 (en) | Solid oxidizing mixture for refining alloys outside furnace | |
| NO144493B (en) | PROCEDURE FOR REFINING A STEEL MELT | |
| Holappa et al. | Slag Formation—Thermodynamic and kinetic aspects and mechanisms | |
| RU2186124C2 (en) | Method of pig iron conversion | |
| SU1127905A1 (en) | Method for smelting steel in hearth furnaces | |
| RU2203328C1 (en) | Method of making steel in oxygen converter | |
| SU1659495A1 (en) | Slag-forming mixture for steelmaking process | |
| SU885283A1 (en) | Method of steel smelting | |
| SU395396A1 (en) | METHOD FOR DISPOSING OF DOMAIN SLAGS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041023 |