SK281859B6 - Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív - Google Patents

Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív Download PDF

Info

Publication number
SK281859B6
SK281859B6 SK584-95A SK58495A SK281859B6 SK 281859 B6 SK281859 B6 SK 281859B6 SK 58495 A SK58495 A SK 58495A SK 281859 B6 SK281859 B6 SK 281859B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
slag
iron
clinker
steel
slags
Prior art date
Application number
SK584-95A
Other languages
English (en)
Other versions
SK58495A3 (en
Inventor
Alfred Edlinger
Original Assignee
"Holderbank" Financiere Glarus Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AT0180293A external-priority patent/AT400037B/de
Priority claimed from AT130994A external-priority patent/AT405189B/de
Application filed by "Holderbank" Financiere Glarus Ag filed Critical "Holderbank" Financiere Glarus Ag
Publication of SK58495A3 publication Critical patent/SK58495A3/sk
Publication of SK281859B6 publication Critical patent/SK281859B6/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/04Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • C04B5/06Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04Recovery of by-products, e.g. slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0087Treatment of slags covering the steel bath, e.g. for separating slag from the molten metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • C21C2005/363Slag cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2200/00Recycling of waste material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív využíva na železo bohaté trosky, ako napr. trosku oceliarní v množstve 5 % hmotn. zahrnutých trosiek. Troska sa redukuje a vzniká druh vysokopecnej trosky so zlepšenými hydraulickými vlastnosťami.ŕ

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív, ako napr. vysokopecnej trosky, slinku alebo tomu podobných.
Doterajší stav techniky
Pri výrobe ocele vzniká oceľová troska, ktorá má relatívne vysoký obsah oxidu železnatého, spôsobený skujňovacím procesom. Bežná oceľová troska obsahuje MnO a FeO v množstve do 33 % hmotnostných.
Zatiaľ čo vysokopecná troska má priaznivé hydraulické vlastnosti a kvôli veľmi nepatrnému množstvo oxidu železnatého je jej zhodnotenie ako základného stavebného materiálu lepšie, odstraňovanie trosky oceliarní spôsobuje dodatočné ťažkosti, pretože troska oceliarní nie je vo vzniknutom zložení, tzn. bez dodatočného metalurgického spracovania, použiteľná na stavebné alebo tomu podobné účely. Navrhovalo sa trosku oceliarni spolu s vysokopecnou troskou granulovať a ako sypaný materiál použiť v cestnom staviteľstve. Relatívne vysoký obsah CaO v troske oceliarní pripúšťa, ale aj tu len použitie ohraničeného množstva trosky oceliarní.
Metalurgické spracovanie trosky oceliarní kvôli dosiahnutiu vysokocenného produktu je spravidla spojené s vysokou spotrebou energie a tým sa stáva nehospodárnym.
Trosky s relatívne vysokým obsahom oxidu železnatého však vznikajú aj pri iných metalurgických procesoch alebo pri spôsoboch spaľovania. Obzvlášť je známe, že Cu-konvertorové trosky často majú obsah oxidu železnatého nad 50 percent, a sú tiež známe trosky zo spaľovania odpadkov, príp. smetí, ktoré majú relatívne vysoký obsah oxidu železa.
Podstata vynálezu
Vynález sa týka úpravy trosky oceliarní, príp. trosky s relatívne vysokým obsahom oxidu železa uvedeného druhu, bezprostredne v oceliarni, na lepši hodnotnejší konečný produkt, a to uskutočnenia (konverzie) trosky na hydraulicky aktívne spojivo. Podstata vynálezu spočíva v tom, že surové železo sa skujňuje doplnením oxidu železnatého v množstve nad 5 percent hmotnostných obsahujúcej trosky, ako napr. trosky oceliarní, Cu-konvertorovej trosky po reakcii s oloveným kúpeľom alebo oxidujúcou troskou zo spaľovacích zariadení na odpad. Pri tomto postupe sa využíva vysoký obsah oxidu železa tečúcej trosky a napr. aj trosky oceliarní, aby sa skujnilo tečúce železo, ktoré má relatívne vysoký obsah uhlíka a kremíka. V podstate tu reaguje oxid železnatý s uhlíkom príp. s karbidom železa a vzniká železo a oxid uhoľnatý, kde oproti tomu oxid železnatý trosky spolu s kremíkom kúpeľa surového železa reaguje na železo a SiO2. Tieto reakcie sú čiastočne exotermické, takže sa dosahuje vysoký stupeň hospodárnosti. Redukciou obsahu oxidu železnatého v troske oceliarni sa docieli iná analýza vzhľadom na pôvodnú analýzu, ktorej dôsledkom sú značne priaznivejšie hydraulické vlastnosti. Obsah oxidu železnatého sa využije na oxidáciu kúpeľa surového železa a môže sa napríklad, v prípade trosky oceliarní, docieliť redukcia obsahu oxidu železnatého na menej ako tretinu pôvodnej hodnoty, čím sa množstvo prímesí ostatných komponentov pôvodnej trosky oceliarní v ich podiele na celkovej troske zvýši. Z toho vyplýva nové zloženie trosky, ktoré v žiadnom prípade už nezodpovedá pô vodnej analýze trosky. Nová skladba trosky má značne priaznivejší hydraulický modul a relatívne vysoký obsah alitu. Aj keď týmto spôsobom vyrobený produkt, ktorý môže byť označený ako cementový slinok, nezodpovedá normovanému portlandskocementovému slinku, dosiahol sa vysokohodnotný cementový slinok, ktorý je vhodný ako priaznivá báza do zmesi s ostatnými hydraulickými alebo latentné hydraulickými prvkami. Slinok vyrobený týmto spôsobom sa obzvlášť hodí na zmes s puzolánmi, pričom sa môže docieliť vysoká 28-dňová pevnosť.
Analogické myšlienky, ktoré boli uvedené o troske oceliarní, platia o Cu-konvertorovej troske, príp. inej troske, pričom v prípade Cu-konvertorovej trosky sa musí prirodzene dať pozor na to, že meď, ako škodlivý prvok pre oceľ, sa nesmie dostať do ocele. Meď sa musí preto vylúčiť v roztavenom olove, pričom meď sa odstráni z trosky pred tavením železa. Olovo samotné sa redukuje následkom reakcie roztaveného železa, pričom železo a olovo sa môžu oddeliť jednoduchým spôsobom, lebo meď a železo nevytvárajú žiaden spoločný roztok. Pod roztaveným železom, resp. oceľou sa vytvorí olovený povlak a tento sa v týchto prípadoch ocele a olova odlieva.
Tým, že pri súčasnom získaní, resp. opätovnom získaní kovových frakcií sa tiež troska s prísadou olova premení na vysokocenný, znovu zhodnotiteľný produkt, sa dosiahne značná hospodárska výhoda a môžu sa odstrániť trosky, pre ktoré sa doteraz nenašlo žiadne zmysluplné použitie. Aby sa umožnila želaná oxidácia obsahu uhlíka v roztavenom železe, a tým jeho skujnenie na oceľ, postupuje sa výhodne tak, že obsah oxidu železa v troske sa volí nad 8 % hmotnostných, výhodne nad 10 % hmotnostných.
Podstatou základných reakcií, spomenutých v úvode, ako tieto v roztavenom železe prebiehajú, je udržanie relatívne vysokej teploty. Napriek čiastočne exotermickej reakcii môže požadovaná teplota v dôsledku tepelných strát klesať, pričom straty tepla sa môžu obzvlášť jednoduchým spôsobom, pomocou roztokových elektród, znova nahrádzať. Tavný kúpeľ môže byť použitý na základe jeho chemického zloženia obzvlášť jednoduchým spôsobom ako elektrický odpor a tavenina železa ako protielektróda. Vo všetkých prípadoch je kvôli obzvlášť hospodárnemu uskutočneniu vynálezcovského postupu a predovšetkým, aby prebehli želané reakcie v prijateľnom čase do konca, žiaduce, aby tečúca troska oceliarní bola vsádzaná pri teplotách nad 1550 °C, výhodne 1600 °C a tečúce surové železo pri teplotách od 1450 do 1550 °C, pričom sa výhodne postupuje tak, že tekuté fázy sa udržujú spoločne 3 až 8 hodín, obzvlášť asi 6 hodín, pri teplotách nad 1550 °C, výhodne 1660 °C až 1800 °C. Horná hranica 1800 °C je tu volená s ohľadom na alitovú stabilitnú hornú hranicu. Surové železo, pridávané ako redukčný prostriedok, musí byť zohriate aspoň na 1350 °C, aby sa vôbec umožnilo vytvorenie alitu. Uprednostnený postup tu predpokladá vsádzanie trosky oceliamí pri teplotách nad 1550 °C, aby sa zabezpečilo optimálne vytvorenie fáz na ďalšie použitie trosky.
Redukciou železnej taveniny bude klesať obsah oxidu železnatého v troske napr. na asi 5 hmotnostných %, pričom postup je výhodne vedený tak, že troska sa prevedie na slinkovú fázu, ktorá pozostáva z 15 až 20 hmotnostných % tekutej fázy (alumináty a ferity) a slinkovej fázy (minerály, alit belit).
Požadované prehriatie, ktoré čiastočne z exotermických reakcii trosky so surovým tekutým železom vyplýva, sa môže uskutočniť externým ohrevom, pričom je postup výhodne vedený tak, že ako miešacia nádoba je nasadený elektricky ohrievaný vyklápací konvertor. Ďalšia možnosť zabezpečenia, popri relatívne vysokom obsahu oxidu železa v troske tiež so zodpovedajúcou teplotou, spočíva v tom, že troska vháňaním alebo fúkaním kyslíka sa udržuje na prehrievacej teplote. Najmä vtedy, keď troska fúkaním kyslíka ma byť udržaná na prehrievacej teplote, sa postupuje výhodne tak, že výška troskovej taveniny na reakciu so surovým železom je medzi 2 až 8 cm, prednostne 2 až 6 cm, čím je zabezpečené, že troska je voľne skujňovaná kyslíkom, ale nie pod ňou ležiace tekuté železo.
Slinková fáza je naplavená na tekuté železo, pričom redukované kvapôčky železa z trosky, príp. zo slinkovej fázy, sedimentujú v tekutom železe. Keďže v slinkovej fáze existuje vysoký sedimentačný odpor, je znova výhodné, ako je uvedené, ohraničiť hrúbku vrstvy na 2 až 6 cm, čím sa pri čase zotrvania medzi 3 a 8 hodinami dá metalické železo takmer plne z trosky odstrániť.
Ďalšia možnosť nastavenia želaných parametrov trosky spočíva v tom, že k troskám sa pridajú bázické slabé rudy na zvýšenie obsahu oxidu železa na viac ako 8 hmotnostných %. Výhodne sa pridávajú tiež CaCO3, A12O3 a/alebo SiO2 ako prísady. Zvlášť pri použití takýchto ďalších prísad môže odpadové teplo procesu, a to citeľné aj ako chemické teplo, slúžiť na predhriatie tejto suroviny.
Popri opätovnom získaní medi prostredníctvom olovenej taveniny vzniká prirodzene aj možnosť opätovného získania zinku, pričom tu sa výhodne postupuje tak, že pri vsádzaní Cu-konvertorových trosiek sa olovo získa pod oceľovou taveninou a zinok sa kondenzuje z plynnej fázy.
Na doplnenie straty tepla sa výhodne postupuje tak, že ako miešacia nádoba je nasadený elektricky vyhrievaný otočný konvertor.
Obsah oxidu železnatého trosky sa znižuje zodpovedajúco pomeru množstiev trosky k surovému železu, pričom sa prirodzene docielia iba rovnovážne reakcie, takže úplná premena obsahu oxidu železa nie je bez ďalšieho mysliteľná. Zvlášť hospodárny a šikovný spôsob sa dosiahne vtedy, keď sa tekuté surové železo doplní do tekutej fázy trosky v pomere hmotností od 1 : 2 až po 1 :3.
Spekaný cementový slinok sa môže ďalej spracovať bežnou technológiou. Výhodne sa redukovaná troska privedie do zariadenia na chladenie slinku a granulovacieho zariadenia, pričom obzvlášť jednoduchým spôsobom sa slinok chladí vzduchom priamym spôsobom.
Skujnené tekuté surové železo, ktoré už zodpovedá zloženiu ocele, sa tiež môže ďalej spracovávať podľa známych spôsobov.
Vynález bude bližšie vysvetlený nasledovnými príkladmi uskutočnenia.
Príklady uskutočnenia
Príklad 1
K časti trosky oceliarní sa pridalo 0,5 dielov hmotnostných tekutého surového železa, pričom obidve fázy sa spoločne udržiavali na teplote 1660 °C. Pri premene sa vyvinulo na každý kg taveniny 35 g oxidu uhoľnatého, zodpovedajúceho 28 normolitrom. Troska oceliarní má nasledovné zloženie:
Si4
C5
Fe91
Po 6-hodinovej reakcii sa zmenila analýza trosky a surového železa v tomto zmysle:
Analýza trosky (%):
SiO213
A12O38,9
CaO60
MgO6,4
MnO+FeO10,5
TiO21,3
Analýza ocele (%):
Si0
C2
Fe97
Pri hodnotení trosky, ktorá sa využila ako cementový slinok, nasledovalo bežné cementotechnologické ohodnotenie, ktoré malo nasledujúce hodnoty. V nasledujúcej tabuľke sú uvedené aj typické oblasti pre portlandský slinok kvôli porovnaniu.
Kritériu· Hodnota typická oblasť (portlandský slinok)
hydraulický «odul 1.85 1.7-2.3
silikátový aodul 0.67 1,8-3.2
odul kyseliny
krealôitej 1,46 2,5-3,5
odul ílovitosti 0,85 1,5-2,5
vápenný itandart 1.12 0,8-0,95
obsah alitu (C3S) 70
Vcelku sa dosiahol vysokohodnotný alitový slinok. 28-dňová pevnosť podľa DIN 1164 je 62 N/mm, čo môže byť zaradené extrémne vysoko. Nejde samozrejme, o normový potrlandský cementový slinok, pričom potom, keď sa dosiahne portlandskocementový slinok želanej normy, by bola možná ďalej pokračujúca redukcia oxidu železa a nepatrné pridanie prísad, ako napr. ílov, na zvýšenie obsahu SiO2 a A12O3.
Príklad 2
Na rozdiel od príkladu 1 sa na cieľovú trosku, ktorá by mohla byť označená ako vysokopecná troska a má mať nasledujúce zloženie:
% cieľová troska
36,5
Α12θ3 8,5
CaO 48
MgO 5,5
HnOr-FeO 0
TiO2 1,5
SÍO28
A12O37
CaO45
MgO5
MnO+FeO30,5
TiO21
Surové železo má nasledovné zloženie redukuje pôvodná troska oceliarní. Každý kg trosky oceliarní potrebuje 733 g surového železa, pričom sa vytvorí 950 g ocele a 60 g CO, príp. sa uvoľní 48 normolitrov CO. Dodatočne sa pridalo na výrobu uvedenej cieľovej trosky 225 g kremenného piesku. Zloženie surového železa a ocele je uvedené v nasledujúcej tabuľke:
SK 281859 Β6
% surové železo ocel
Si 4 0
c 5 1.5
Fe 91 98
Teplota tavenia je asi 1600 °C a dodržal sa redukčnooxidačný čas asi 4,5 hodiny. Vytvorená vysokopecná troska je výborne použiteľná ako hydraulicky aktívne spojivo. Na tom sa vzťahujúce charakteristické údaje boli nasledovné: Hydraulický index (klin) = 92 % (veľmi dobre)
Puzolánovosť (ASTM C 618) = 118% (výborne)
Príklad 3
Pri použití Cu-trosky z konvertora sa použila výsledná troska s nasledujúcou chemickou analýzou:
Hlavné komponenty Podiel (*)
sio2 28
^2θ3 6
Fe20j 53
CaO 8
MgO 2
Vcdlajšic Podiel (*)
komponenty
so3 0,5
K20 0,13
NaaO 0,64
T1O2 0,36
1.4
Mn203 0,35
p2°5 0,27
Cl+F 1
Farebný kov Podiel (ppm)
Cu n/ooo
Pb 6^800
Zn 3^760
Komponenty Podiel (Ä)
S102 60
ál2Oj 13
Fe2°3 0,5
CaO 17
MgO 4
Troska sa ochladila vo vodnom kúpeli a má vynikajúce puzolánové vlastnosti. Súčasne s opätovným získaním kovovej frakcie zinku z plynnej fázy kondenzáciou a opätovným získaním medi, ako aj opätovným získaním oloveného kúpeľa sa dosiahol hydraulicky aktívny materiál, ktorý má na základe svojich dobrých puzolánových vlastností vysokú konečnú pevnosť, nízke hydratačné teplo a vysokú odolnosť proti chemikáliám.
Príklad 4
Z tekutej oxidovanej trosky z odpadu bola odobratá meď prostredníctvom redukčno-oxidačnej reakcie opísanej v príklade 3 pri trvaní reakcie 3,5 hodiny a teplote tavenia 1500 °C.
Východisková troska má nasledovné zloženie:
Komponenty Podiel («)
Si02 42
A12O3 8
Fe2°3 28
CaO 11
MgO 2
k2o 1
Na20 3
T102 1
0,1
Farebné kovy Podiel (»)
Cu 1,2
Pb 0,25
Zn 0,3
Sn 0,1
Ni 0,1
V dôsledku vysokého obsahu medi v troske bola meď odstránená zaradením oloveného kúpeľa pred železný kúpeľ. Následkom toho bolo olovo redukované, pričom železo a olovo spolu nereagujú na žiadny roztok, takže sa pod železnou, príp. oceľovou taveninou vytvorila olovená vrstva. Oceľ a olovo mohli byť zvlášť oddelené.
Relatívne vysoký podiel zinku v troske bol redukovaný železným kúpeľom a v plynnej fáze kondenzoval.
Zostávajúca koncentrácia ťažkých kovov sa nachádzala v oblasti surového materiálu cementového slinku. Po redukcii trosky pomocou uhlíka, rozpusteného v železnej tavenine, sa získala táto analýza:
Pri aktivite medi v olovenom kúpeli 30 - 40 % a hrúbke trosky 3,5 cm je hodnota rovnovážnej koncentrácie medi v troske 200 ppm.
Z tekutej trosky bez medi boli ďalej zvyšné ťažké kovy olovo, zinok, cín, nikel a železo redukované a vylúčené. Rozdelenie oboch kovových fáz železo/olovo zabezpečilo opätovné získanie vysokohodnotného, prakticky bezmeďnatého, surového železa s nasledujúcou analýzou:
Farebné kovy Podiel (%}
Ni 0,34
Sn 0,13
Cu 0,07
SK 281859 Β6
Chladenie, granulácia a mletie ťažkými kovmi obohatenej tekutej trosky prinieslo troskový produkt „puzolán“, ktorý má nasledujúcu analýzu:
Komponenty Podiel (96)
SiO2 59
Al2°3 12
Fe2°3 0,5
CaO 16
MgO 2.5
K2° 1,5
Na20 4,5
TiO2 1,5
P2°5 0,2
Kvôli relatívne vysokému obsahu A12O3 má puzolánový cement vysokú skorú pevnosť. Jeho klinový index leží pri 95 %.
Pridaním SiO2 a zároveň nosičov A12O3 ako ílu, kremenného piesku a bauxitu sa dajú vyrobiť optimálne vysokopecné trosky, pričom tavná viskozita sa značne zmenšuje. Pri redukcii takýchto tavenín sa dajú oceľové kvapôčky ľahšie oddeliť sedimentáciou, takže voľný obsah železa v hydraulickom spojive môže byť značne nižší.
Postup podľa vynálezu sa dá jednoduchým spôsobom prevziať do oceliarne. Pri predpoklade hodinovej produkcie trosky asi 15 t by musel byť nasadený konvertor s asi 125 t aktívnou hmotnosťou, príp. 35 m3 aktívnym objemom, aby sa zároveň mohlo zmiešať 901 trosky, príp. asi 30 m3 s približne 341 surového železa (asi 5 m3). Slinková fáza sa odpichuje oddelene od ocele a v tej nádobe, kde bude dohotovená. Do tejto nádoby sa môžu napr. pridávať prísady, ako napr. íly, a ďalšia redukcia vedie k zošľachteniu na portlandskocementový slinok. Nakoniec sa v takomto zariadení v prvom rade môže uskutočniť vyrovnanie fluktuácie trosky.
Zariadenie na chladenie slinku a jeho granuláciu sa môže chladiť vzduchom priamym procesom. V týchto prípadoch sa vzduch s teplotou 20 °C ohreje na teplotu cca 1100 °C a slinok sa z asi 1600 °C ochladí na 250 °C.
Vytvorené množstvo CO predstavuje ďalší prameň energie. CO vzniká pri teplotách asi 1600 °C a obsahuje vedľa latentnej chemickej termickej energie aj citeľné teplo. Keď sa pri zodpovedajúco dobre izolovanom metalurgickom zásobníku počíta so stratou tepla maximálne 30 %, znamená to, že vynájdený postup by sa mohol zaoberať výrobou ocele a slinku exotermicky, keď by vzniknuté horľavé plyny mohli byť optimálne zhodnotené.
Predmetným postupom sa dá obzvlášť jednoduchým spôsobom premeniť ďalej ťažko zhodnotiteľná troska oceliarní na cementový slinok, pričom je zároveň dosiahnutá skujňovacia práca. Predmetný proces dovoľuje ďalej využiť veľké množstvá tepla, ktoré sú v konvenčných procesoch bez ďalšieho zásahu nezhodnotené, a týmto spôsobom znížiť emisie plynov, zvlášť CO2.
V rámci predmetného postupu sa nachádzajú aj rozhodujúce reakcie práve na hraničných plochách taveniny a postup môže prebehnúť v aglomeračnej peci. Odplynený oxid uhoľnatý z hraničnej plochy redukuje rozpustený oxid železnatý vo vrstve troskového kúpeľa, pričom prirodzene podiel CO2 redukčného plynu vo vrstve trosky stúpne. Od objemového podielu asi 15 obj. % CO2 stratí plyn redukčné pôsobenie, pričom je predsa ešte stále aspoň čiastočne možné ďalšie energetické použitie, lebo takéto plyny na povrchu troskovej vrstvy sa môžu vetraním, príp. kyslíkom alebo zmesou kyslíka a vzduchu spáliť. Prenos tepla na troskovú a železnú fázu tu prebieha prakticky výlučne cez žiariace procesy.
Vznikajúce odpadové teplo môže byť použité na predhriatie prísad, pričom naplavená slinková fáza môže byť oddelene odvedená. Vedenie tepla podľa vynálezu je nastavené na stabilnú oblasť alitu, z čoho vyplýva žiadané prehriatie. Vytvorený alitový slinok sa môže zmraziť bežnou technikou chladenia slinku, pričom hlavným cieľom musí byť minimalizácia obsahu voľného vápna.
Želaný prívod uhlíka na reguláciu teploty železnej taveniny a redukčného potenciálu môže nastať nasýtením kúpeľa uhlíkom, napríklad ponáraním alebo tomu podobným postupom. Prívod uhlíka sa môže predpokladať v protiprúde alebo v jednosmernom prúde na viacerých miestach. Železný kúpeľ tu nespĺňa iba úlohu nositeľa redukčných prostriedkov, ale aj úlohu transportného média pre troskové, príp. slinkové fázy, pričom môžu nájsť použitie obzvlášť jednoduché otvorené pece.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív z trosky, vyznačujúci sa tým,že surové železo sa skujňuje pridaním oxidu železnatého v množstve nad 5 hmotnostných % zahrnutých trosiek, ako napr. trosky oceliarní, Cu-konvertorových trosiek po reakcii s oloveným kúpeľom alebo oxidovaných trosiek zo zariadení na spaľovanie odpadu.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsah oxidu železa v troske je volený nad 8 hmotnostných %, výhodne nad 10 hmotnostných %.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa vsádza tekutá troska oceliarní pri teplotách nad 1550 °C, najmä nad 1600 °C, a tekuté surové železo pri teplotách od 1450 °C do 1550 °C.
  4. 4. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým,že tekuté surové železo sa pridáva do tekutej troskovej fázy v množstve od 1 :2 až po 1 : 3.
  5. 5. Spôsob podľa nároku 1 až 4, vyznačuj úci sa t ý m , že tekuté fázy sa spolu udržiavajú 3 až 8 hodín, výhodne asi 6 hodín pri teplotách nad 1550 °C, výhodne od 1660 °C do 1800 °C.
  6. 6. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 5, v y z n a č u j ú c i sa tým, že ako miešacia nádoba je nasadený elektricky vyhrievaný vyklápací konvertor.
  7. 7. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že trosky sú udržiavané na prehrievacej teplote vháňaním alebo fíikaním kyslíka.
  8. 8. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 7, v y značujúci sa tým, že k troskám sa pridávajú bázické ľahké rudy na zvýšenie obsahu oxidu železnatého nad 8 hmotnostných %.
  9. 9. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 8, v y značujúci sa tým, že pri vsádzke Cu-konvertorových trosiek sa olovo odlieva spod oceľového kúpeľa a zinok sa kondenzuje z plynnej fázy.
  10. 10. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že výška kúpeľa trosky na reakciu so surovým železom je 2 až 8 cm, výhodne 2 až 6 cm.
  11. 11. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 10, v y značujúci sa tým, že troska sa prevedie na slinkovú fázu, ktorá pozostáva z 15 až 25 hmotnostných % tekutej fázy (alumináty, ferity) a slinkovej fázy (minerály, alit, belit).
    SK 281859 Β6
  12. 12. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že CaCO3, A12O3 a/alebo SiO2 sú vsádzané ako prísady.
  13. 13. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 12, vyzná č u j ú c i sa tým, že redukovaná troska, prípadne slinková fáza sa privádza do zariadenia na chladenie slinku a granulovacieho zariadenia.
  14. 14. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 13, v y značujúci sa tým, že slinok sa chladí vzduchom priamym postupom.
SK584-95A 1993-09-07 1994-08-24 Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív SK281859B6 (sk)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0180293A AT400037B (de) 1993-09-07 1993-09-07 Verfahren zum herstellen von stahl und hydraulisch aktiven bindemitteln
AT130994A AT405189B (de) 1994-07-01 1994-07-01 Verfahren zum herstellen von stahl und hydraulisch aktiven bindemitteln
PCT/AT1994/000122 WO1995007365A1 (de) 1993-09-07 1994-08-24 Verfahren zum herstellen von stahl und hydraulisch aktiven bindemitteln

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK58495A3 SK58495A3 (en) 1996-03-06
SK281859B6 true SK281859B6 (sk) 2001-08-06

Family

ID=25595502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK584-95A SK281859B6 (sk) 1993-09-07 1994-08-24 Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0666930B1 (sk)
KR (1) KR100325794B1 (sk)
CN (1) CN1037858C (sk)
AT (1) ATE151118T1 (sk)
AU (1) AU678516B2 (sk)
BR (1) BR9405583A (sk)
CA (1) CA2148226A1 (sk)
CZ (1) CZ291176B6 (sk)
DE (1) DE59402298D1 (sk)
DK (1) DK0666930T3 (sk)
ES (1) ES2102869T3 (sk)
GR (1) GR3023849T3 (sk)
HU (1) HU219946B (sk)
NZ (1) NZ271025A (sk)
RU (1) RU2127765C1 (sk)
SK (1) SK281859B6 (sk)
TR (1) TR28280A (sk)
WO (1) WO1995007365A1 (sk)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA963234B (en) * 1995-05-02 1996-07-29 Holderbank Financ Glarus Process for the production of hydraulic binders and/or alloys such as e g ferrochromium of ferrovanadium
AT405839B (de) * 1996-01-17 1999-11-25 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum herstellen von roheisen, buntmetall-legierungen, fecr und synthetischen hochofenschlacken unter verwendung von metalloxidhaltigen müllverbrennungsrückständen oder schlacken
HRP970303B1 (en) * 1996-06-05 2002-06-30 Holderbank Financ Glarus Method for making pozzolans, synthetic blast-furnance slag, belite or alite clinkers, and pig-iron alloys, from oxidic slag and a device for implementing this method
EP0938591B1 (de) 1997-09-15 2007-11-07 Holcim Ltd. Verfahren zum aufarbeiten von stahlschlacken und eisenträgern zur gewinnung von roheisen und umweltverträglichen schlacken
AT406691B (de) * 1998-06-10 2000-07-25 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum entsilizieren von roheisen vor einem frischen zu stahl
LU90481B1 (fr) * 1999-12-01 2001-06-05 Wurth Paul Sa Proc-d- de post-traitement de laitiers m-tallurgiques
ATA205799A (de) * 1999-12-07 2001-03-15 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum zerkleinern von schlacken unter gleichzeitiger entschwefelung und nachfolgendem entchromen
CZ298618B6 (cs) * 2000-01-28 2007-11-28 Holcim Ltd. Zpusob výroby pucolánových nebo hydraulických mlecích prísad ze zásaditých oxidických strusek, urcených pro prumyslovou výrobu cementu
EP1252343B1 (de) * 2000-01-28 2003-07-30 Holcim Ltd. Verfahren zum behandeln von schlacken oder schlackengemischen auf einem eisenbad
CZ297709B6 (cs) * 2001-09-11 2007-03-07 Wopfinger Stein- Und Kalkwerke Schmid & Co. Hydraulické pojivo
JP5665638B2 (ja) * 2011-04-19 2015-02-04 株式会社トクヤマ セメントクリンカーの製造方法
RU2492151C1 (ru) * 2012-03-26 2013-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна
UA110757C2 (uk) * 2012-09-06 2016-02-10 Лоеше Гмбх Спосіб обробки сталевого шлаку та гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал
RU2534682C1 (ru) * 2013-07-11 2014-12-10 Сергей Викторович Ласанкин Способ получения плавленых минеральных компонентов для шлакопортландцемента ( варианты)
ES2596526T3 (es) * 2013-09-02 2017-01-10 Loesche Gmbh Procedimiento para tratar escoria de acería así como un aglutinante mineral hidráulico
WO2018107251A1 (pt) * 2016-12-12 2018-06-21 Instituto De Pesquisas Tecnológicas Do Estado De São Paulo S/A – Ipt Tratamento siderúrgico de escória de aciaria para uso como adição ao cimento portland
RU2674048C2 (ru) * 2017-03-24 2018-12-04 Сергей Викторович Ласанкин Способ совместного получения стали и портландцемента и технологическая камера для реализации способа
RU2710088C1 (ru) * 2018-10-23 2019-12-24 Сергей Викторович Ласанкин Способ получения стали и портландцемента и технологические камеры для реализации способа

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU71715A1 (sk) * 1975-01-24 1976-12-31
US4102675A (en) * 1975-04-16 1978-07-25 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method of treating molten slags in steel making process
US4009024A (en) * 1975-09-26 1977-02-22 Koppers Company, Inc. Process for regeneration and reuse of steelmaking slag
DE2611889C3 (de) * 1976-03-20 1978-11-02 Ferdinand Dr.Rer.Mont. 6374 Steinbach Fink Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln aus Hüttenabfallen
DE3644518A1 (de) * 1986-12-24 1988-07-14 Didier Werke Ag Verwendung von magnesit und verfahren zur durchfuehrung einer solchen verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
DE59402298D1 (de) 1997-05-07
WO1995007365A1 (de) 1995-03-16
TR28280A (tr) 1996-04-08
RU2127765C1 (ru) 1999-03-20
BR9405583A (pt) 1999-09-08
CN1037858C (zh) 1998-03-25
EP0666930A1 (de) 1995-08-16
KR950704516A (ko) 1995-11-20
GR3023849T3 (en) 1997-09-30
HU9501320D0 (en) 1995-06-28
HUT75853A (en) 1997-05-28
ATE151118T1 (de) 1997-04-15
ES2102869T3 (es) 1997-08-01
AU678516B2 (en) 1997-05-29
CZ291176B6 (cs) 2003-01-15
NZ271025A (en) 1997-01-29
HU219946B (hu) 2001-09-28
CN1115580A (zh) 1996-01-24
DK0666930T3 (da) 1997-10-13
AU7452794A (en) 1995-03-27
KR100325794B1 (ko) 2002-07-31
EP0666930B1 (de) 1997-04-02
CZ107495A3 (en) 1996-01-17
SK58495A3 (en) 1996-03-06
CA2148226A1 (en) 1995-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK281859B6 (sk) Spôsob výroby ocele a hydraulicky aktívnych spojív
CN101906498B (zh) 综合冶炼钒钛铁矿的方法
CN106048109B (zh) 一种混合熔渣熔融还原回收与调质处理的方法
NO136620B (sk)
NZ305808A (en) Cement from slags following reduction of iron oxide then reduction to chromium or vanadium ferroalloys
KR930001334B1 (ko) 아연을 함유하는 금속성 더스트 및 슬러지의 활용방법
WO2019071790A1 (zh) 由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法
US5865872A (en) Method of recovering metals and producing a secondary slag from base metal smelter slag
KR100208317B1 (ko) 선철 및 시멘트클린커의 제조방법
CN106755658A (zh) 一种含钛熔渣冶金还原生产的方法
CN103643094B (zh) 高碳锰铁的冶炼方法
CN101258252A (zh) 分离铜熔体中进料的杂质的方法
JP2001316712A (ja) 含クロム滓からのクロム回収方法
CN115261540B (zh) 赤泥中铁和尾渣回收方法
US6261340B1 (en) Method for transforming slag derived from non-iron metallurgy
CN106048122A (zh) 一种渣浴还原处理镍渣的方法
RU2241771C1 (ru) Брикет для выплавки чугуна
JP2021084091A (ja) 副生成物の処理方法
CN1295134A (zh) 交流等离子熔融还原铬镍精矿直接冶炼不锈钢的方法和装置
JP2021084092A (ja) 副生成物の処理方法
CN115786694B (zh) 锌铅铜矿料的预处理方法及其应用
RU2756057C2 (ru) Способ получения ванадиевого чугуна из железованадиевого сырья
CN1435501A (zh) 一种用镍熔炼炉渣和钢渣的混合渣炼铁的方法
CN117265283A (zh) 一种利用aod高温钢渣资源化利用铜渣的方法
US6068677A (en) Method for processing waste or waste fractions, in particular car shredder light fractions