SE466350B - Foerfarande foer kontinuerlig rening av raajaern - Google Patents

Description

466 350 2 lägga stålbehandlingsdelen allt närmare masugnen för att eli- minera torpedvagnar och sålunda möjliggöra att råjärnet tappas direkt in i skänken.

Dessa krav och tendenser innebär att traditionella processer och även de som nu föreligger i försöksstadiet eller är installerade i ett fåtal verk, baserade på torpedvagnsbehand- ling av råjärn, blir svåra att genomföra i framtiden. Vidare är de i sig dyrbara samt dyrbara vad beträffar drift av hela området generellt. Hittills använda råjärnsbehandlingsproces- ser innefattar sålunda massiv defosforisering och avsvavling i torpedvagnen eller i vissa fall i speciellt utrustade konvert- rar. Dessa behandlingar är emellertid mycket dyrbara. Såsom exempel innefattar defosforisering i torpedvagnen för närva- rande injicering av reduktionsmedlet under en avsevärd pelare av smält metall, varför en behandlingsanläggning kräves som kan arbeta vid höga tryck (ca 10 atmosfärer) och detta orsakar omfattande skumning av slaggen, varför torpedvagnen endast kan fyllas delvis. Under alla förhållanden är det omöjligt att undvika en viss överspillning av slagg, även om denna even- tuellt icke är stor. Medel måste finnas för uppsamling och bortskaffande av slaggspill, under det att torpedvagnservice- tiderna blir avsevärt längre beroende på behovet att rengöra mynningen. Antalet torpedvagnar måste därför ökas, men detta kan icke åstadkommas i många verk beroende på storleken av 'järnvägsnätverket.

Föreliggande uppfinning är avsedd att övervinna dessa olägen- heter och den kontinuerliga råjärnsreningsprocessen som inne- fattas däri är enkel och billig och kräver icke någon ytterli- gare behandling eller bearbetning. Uppfinningen baserar sig på iakttagelsen att även om råjärnet strömmar nedför huvudrän- nan från masugnen förhållandevis långsamt och utan mycket tur- bulens, medför fallet från järnhålet in i tråget och därefter från detta in i torpedvagnen omblandning som kan användas för att säkerställa intim kontakt med ett tillsatsmedel. Vidare kvarstannar råjärnet tillräckligt länge i rännan för att säkerställa att de pågående reaktionerna fortskrider en avse- '4ee 350,- 3 värd del mot fullbordan. Tillsatsmedlen måste emellertid tillföras stegvis och i en viss ordningsföljd för erhållande av goda resultat och höga utbyten.

Såsom exempel äger defosforiseringsreaktionen icke rum, om mer än 0,25 viktprocent kisel finnes i råjärnet, varför kiselhal- ten måste sänkas före defosforiseringen. Sänkningen av kisel- halten orsakar emellertid en förändring av sammansättningen hos slaggen som flyter på metallen, vilket medför att en del av svavlet i slaggen överföres till råjärnet; Behandlingsföljden måste sålunda optimeras för säkerställande. av en effektiv och ekonomiskt attraktiv behandling. Uppfin- ningen kännetecknas därför av kombinationen av följande behandlingar, som genomföres i sekvens: a) uppmätning av halterna av kisel, svavel och fosfor - med kända metoder - i råjärnet, när detta tappas från masugnen; b) tillsats av ett svavelhaltsänkande medel till råjärnet som strömmar i huvudrännan, företrädesvis så nära som möjligt i förhållande till den ström som lämnar järnhålet; c) separering av slagg från råjärnet; d) tillsats av ett kiselhaltsänkande medel till det slaggfria råjärnet, när kiselhalten är större än 0,25 %; e) separering av den nya slaggen från råjärnet; f) tillsats av ett fosforreducerande medel till råjärnet, när detta faller in i torpedvagnen.

De medel som användes för reducering av halterna av svavel, kisel och fosfor tillföres givetvis kontinuerligt under hela tappningsoperationen, varvid den använda mängden står i sam- band med den effekt man önskar erhålla. Tillsatsmedlen är företrädesvis följande: - för svavelreduktion: kalciumoxid, mellan 60 och 90 % vikt- procent, varvid återstoden väsentligen är kalciumkarbonat; mängden som användes varierar från 4 till 15 kg/t råjärn; - för kiselreduktion: järnoxider, mellan 80 och 100 viktpro- 466 350 4 cent, varvid återstoden väsentligen är kalciumoxid; mängden som användes varierar från 10 till 50 kg/t råjärn; - för fosforreduktion: järnoxider, mellan 40 och 70 %, kal- ciumoxid mellan 30 och 60 % och kalciumfluorid eller -klorid upp till 20 viktprocent; mängden som användes för det råjärn som faller ned i torpedvagnen varierar från 30 till 70 kg/t råjärn.

Såsom redan nämnts är de mängder av tillsatsmedel som erford- ras för varje reaktion beräknade i huvudsak såsom en funktion av mängden av element, som skall elimineras, och underordnat såsom en funktion även av allmänna anläggningsegenskaper som påverkar turbulensen hos råjärnet, exempelvis den höjd från vilken råjärnet faller, trågens och rännornas tvärsektioner, etc.

Mängden tillsatsmedel kan givetvis beräknas på en ett-för- -allt-bas. I detta fall måste emellertid ett överskott använ- das för att säkerställa att reaktionen alltid är mer eller mindre fullständig, eftersom det i annat fall icke är möjligt att lita på att råjärnet har konstant sammansättning.

Ordningsföljden av svavel- och kiselreduktionsoperationerna kan omkastas. I detta fall kommer emellertid förbrukningen av -avsvavlingsmedel att öka på grund av uppsvavlingseffekten av kiselreduktionsoperationen som beskrivits ovan, men det är en stor fördel att eliminera en avslaggningsoperation och ge bättre avlägsnande av ångor som avges under kiselreduktionen.

Tillsatsmedlen kan tillåtas att helt enkelt falla in i råjär- net från matarskruvar, matarband och liknande. Man har emel- lertid funnit att beroende på partikelstorleken och fukthalten hos medlen kan matningsanordningar som arbetar väsentligen genom inverkan av tyngdkraften blockeras eller åtminstone mata medlet oregelbundet. Till följd därav är det lämpligt att använda pneumatiska matningsanordningar. '4ee 350k- 5 Det är betydelsefullt i synnerhet för tillsatsen av medel efter den första avslaggningen, eftersom råjärnet i tråget nedanför denna punkt strömmar förhållandevis långsamt, så att medlet kan kvarstanna på ytan om det endast får falla in fritt. En anordning som säkerställer att medlet penetrerar ett visst stycke in i råjärnet är utan tvekan att föredraga och förbättrar i hög grad effektiviteten av reaktionen.

Förfarandet för kontinuerlig behandling av råjärn enligt upp- finningen är därför mycket enkelt. Det utnyttjar tekniska anordningar som även är enkla och billiga, tillåter att behandlingen genomföres utan några operationer som är svåra att genomföra eller som stör den allmänna driften av anlägg- ningarna.

Uppfinningen beskrives nu i större detalj genom hänvisning till en utföringsform, som anges enbart för exemplifiering och i inget avseende är begränsande vad beträffar uppfinningen och kraven avseende denna. Förklaringen underlättas genom hänvis- ning till det bifogade schematiska diagrammet av en tänkt anläggning.

Råjärn tappas från härden 2 i en masugn l och strömmar såsom en ström 4 in i huvudtråget 3, som är brett, djupt, förhål- landevis kort och lutar svagt nedåt från ett järnhål och avslutas i en slaggfångare eller ficka 5, för avlägsnande av slagg från metallen. Slaggen föres bort från fickan 5 med en ränna 9, under det att råjärnet fortsätter ned genom 8, som har en mindre tvärsektion än huvudtråget 3. En kvantitet av tillsatsmedel matas från ett förråd 6 genom en transportanord- ning 7 in i huvudtråget 3 så nära som möjligt i förhållande till strömmen 4. På detta sätt säkerställer blandningseffek- ten som orsakas av fallet av råjärnet in i tråget mycket god fördelning. Tillsatsmedlet vid detta steg är avsvavlings- medel. Reaktionsprodukterna absorberas i slaggen och avlägs- nas sålunda från råjärnet i fickan 5 och avlägsnas genom rän- nan 9. Kiselreduktionsmedlet i förrådet 10 matas in i tråget 8 via en matningsanordning ll, som företrädesvis bör vara 466 550 6 pneumatisk för att underlätta god omblandning med råjärnet.

Reaktionen bildar ny slagg som avskiljes i en ficka 12 och elimineras genom en ränna 13. Råjärnet fortsätter därefter nedför rännan 14 och faller såsom en ström 16 in i en sväng- ränna 15 från vilken det faller såsom en ström 19 in i en tor- pedvagn 20. Fosforreduktionsmedlet som förefinnes i förrådet 17 matas med en anordning 18 in i strömmen l9.

Vid de försök som genomförts försågs ett av järnhålen hos en masugn som producerar 9400 t råjärn/dygn med utrustning såsom visas på ritningsfiguren. Det bör observeras att råjärnet tappas mer eller mindre kontinuerligt från masugnen som använ- des vid försöken, så att det icke förelåg några stora varia- tioner ifråga om sammansättning under tappningsoperationerna från ett och samma järnhål.

I praktiken bestämmes sammansättningen av råjärnet vid början av tappningen och till följd härav bestämmes mängden tillsats- medel som erfordras.

Vid ett av försöken var föroreningarna i råjärnet, uttryckta såsom viktprocent: S mellan 0,021 och 0,027, Si mellan 0,46 och 0,20 och P mellan 0,075 och 0,065. Följande tabeller de anger genomsnittliga sänkningarna av föroreningshalterna som uppnåddes med olika kvantiteter tillsatsmedel. ¿\ '4ee 350,1 TABELL _ l Mängd av svavelreducerande medel (kg/t>råjärn) 4,5 5,5 10 AS 0,017 0,020 0,023 TABELL 2 Mängd av kiselreducerande medel (kg/t råjärn) 14 24 44 ASi 0,11 0,14 0,18 TABELL 3 Mängd av fosforreducerande medel (kg/t råjärn) 35 45 55 65 AP 0,028 0,033 0,045 0,053 466 350 8 Närmare bestämt behandlades råjärn innehållande följande föro- reningar, uttryckt såsom viktprocent - S 0,027, Si 0,23 och P 0,068 - med 5 kg svavelreducerande medel, 24 kg kiselreduce- rande medel och 55 kg fosforreducerande medel per ton råjärn.

De slutliga halterna var S 0,008, Si 0,05 och P 0,026, lika- ledes uttryckt såsom viktprocent.

Vid ingången till stålverksdelen hade fosforhalten i råjärnet sjunkit ytterligare till 0,023 %. Utbytet av tillsatsmedlen, uttryckt såsom (ursprunglig procenthalt av element - slutlig procenthalt av element) (kg medel/t råjärn) varierade mellan 2xlo'3 och sxlo'3 för svavel, mellan lxlo'2 och šxlo'3 för kisel och mellan lxl0-3 och 8xl0_4 för fosfor.

Det är uppenbart att förfarandet och materialen som användes är extremt enkla och effektiva med kostnader som är mycket lägre än vad dessa tidigare varit. I synnerhet är de material som användes och som givetvis är kända för sådana användningar mycket ekonomiska och lättillgängliga i ett stålverk; såsom exempel kan järnoxiderna utgöras av glödskal, rött konverter- stoft eller liknande avfall eller återvunna material.

Claims (6)

f 0; 466 350V' PATENTKRAV
1. l. Kontinuerligt förfarande för rening av råjärn, k ä n n e t e c k n a t av kombinationen av följande i följd genomfördaabehandlingar: - mätning av halterna av kisel, svavel och fosfor - med kända metoder - i råjärnet, när detta tappas från masugnen; - tillsats av svavelhaltreducerande medel till råjärnet som strömmar i huvudrännan, företrädesvis så nära som möjligt i förhållande till den ström som lämnar järnhålet; - avslaggning av råjärnet; - tillsats av kiselhaltreducerande medel till råjärnet, när kiselhalten överstiger 0,25 %; - separering av ny slagg och råjärn; - tillsats av fosforhaltreducerande medel till råjärnet som faller in i torpedvagnen.
2. 2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a t av att tillsatsen av svavel-, kisel- och fosforhalt- reducerande medel genomföres kontinuerligt under hela tapp- ningsoperationen.
3. 3. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att tillsatsmedlet för svavelhaltreduktion innehåller mellan 60 och 90 viktprocent kalciumoxid, varvid återstoden är väsentligen kalciumkarbonat, samt den mängd som tillföres till råjärnet är mellan 4 och 15 kg/t råjärn.
4. 4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att tillsatsmedlet för kiselhalt- reduktion innehåller mellan 80 och 100 viktprocent järnoxider, varvid återstoden är väsentligen kalciumoxid, samt den mängd som tillföres till råjärnet är mellan 10 och 50 kg/t råjärn.
5. 5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att tillsatsmedlet för fosforhalt- reduktion innehåller mellan 40 och 70 viktprocent järnoxider, 466 550 /0 mellan 30 och 60 viktprocent kalciumoxid och upp till 20 vikt- procent kalciumfluorid och -klorid, samt den mängd som tillfö- res till râjärnet är mellan 30 och 70 kg/t råjärn.
6. 6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t_e çrk n.a t därav, att ordningsföljden för genom- förande av svavelreduktion och kiselreduktion omkastas.