SK283419B6 - Odsírovacia zmes na báze karbidu vápnika - Google Patents

Abstract

Odsírovacia zmes na rafinované surové železo je tvorená najmenej 50 % hmotnostnými práškového karbidu vápnika s granulometriou < 0,2 mm, 1 až 20 % hmotnostnými horčíka vo forme prášku alebo granúl s granulometriou < 0,8 mm a 5 až 15 % hmotnostnými hliníka vo forme prášku alebo granúl s granulometriou < 0,8 mm, prípadne ďalšími práškovými aditívami, napríklad vápnom, uhličitanom vápenatým, uhlíkatými produktmi a/alebo obaľovacími činidlami zŕn, pričom celkové množstvo týchto prípadných aditív je najviac 30 % hmotnostných. Zmes podľa vynálezu dovoľuje znížiť straty železa v priebehu odsírovania.ŕ

Description

Oblasť vynálezu

Vynález sa týka odsírovacej zmesi na báze karbidu vápnika určenej na nastrekovanie pomocou dýzy do kvapalného surového železa získaného z vysokej pece pred jeho prechodom konvertorom.

Doterajší stav techniky

Aj keď surové železo a troska sú zlievané oddelene z vysokej pece, ostáva v panvici na liatie značné množstvo trosky, rádovo 5 kg/tona. Na druhej strane vytvára použitie odsírovacieho prípravku početné sírne nečistoty, ktoré je potrebné separovať od kovu odchádzajúceho do konvertora. V tomto štádiu sa odstránenie trosky uskutočňuje mechanicky, čo spôsobuje straty kovu únosom.

Z doterajšieho stavu techniky je známe, že získanie kvapalnej trosky z fázy odsírovania dovoľuje výrazne znížiť straty kovu počas odstránenia trosky z panvíc na liatie. Na tento účel sa pridáva do panvice na liatie kovu pred odstránením trosky uhličitan sodný, ktorý sa rozkladá na oxid sodný, ktorý má teplotu topenia 1132 °C. Vzniknuté nečistoty však obsahujú sodík, čo je škodlivý faktor pre životné prostredie, takže z tohto nedostatku vyplýva potreba vyvinutia iných riešení na zníženie strát kovu.

Na druhej strane je rovnako dlho známy prídavok redukčných kovov, napríklad hliníka alebo horčíka k odsírovacím činidlám, na urýchlenie odsírenia vďaka odstráneniu kyslíka rozpusteného v tavenine, napríklad z francúzskeho patentu FR 1168646, prihlasovateľ IRSID, v roku 1957. Francúzsky patent FR 2317361 spoločnosti KLOCKNER - WERKE opisuje odsírovacie činidlo na báze práškovitého karbidu vápnika, kyanamidu vápenatého alebo vápna, ku ktorému sa pridáva 0,5 až 3,5 % práškovitého hliníka alebo horčíka s rovnakou granulometriou.

Z európskeho patentu EP 0398674 spoločnosti ELKEM METALS je rovnako známy prídavok hlinitanu vápenatého s nízkou teplotou topenia ku karbidu vápnika na dosiahnutie dokonalejšieho odsírenia kúpeľom pri konštantnom množstve nastrekovanej zmesi.

Podstata vynálezu

Podľa predmetného vynálezu bolo zistené, že odsírovacia zmes na báze mikronizovaného prášku karbidu vápnika, ktorá obsahuje zároveň práškovitý horčík a práškový hliník, pričom hliník v príslušne obmedzenom koncentračnom intervale dovoľuje výrazné zníženie strát železa v priebehu odsírovania. Cieľom vynálezu jc rovnako odsírovacia zmes na čistenú taveninu tvorená najmenej 50 % hmotnostnými práškového karbidu vápnika s granulometriou < 0,2 mm, 1 až 20 % hmotnostnými práškového horčíka s granulometriou < 0,8 mm a 5 až 15 % hmotnostnými práškového hliníka s granulometriou < 0,8 mm, prípadne ďalšími práškovými aditívami, napríklad vápnom, uhličitanom vápenatým, uhlíkatými produktmi a/alebo obaľovacími činidlami, pričom celkové množstvo týchto prípadných aditív je najviac 30 % hmotnostných.

Zmes podľa vynálezu je na báze technického karbidu vápnika, ktorý obsahuje všeobecne približne 80 hmotnostných % CaC₂, pričom zvyšok tvorí vápno, rozomletého na granulometriu nižšiu ako 0,2 mm, s obsahom častíc v oblasti granulometrie 0,1 až 0,2 mm nižším ako 25 %. Tento karbid môže byť aditivovaný vápnom, pridaným navyše k vápnu, ktoré pochádza z výroby technického karbidu, uhli čitanom vápenatým, uhlíkatými produktmi, napríklad čiernym uhlím, grafitom alebo antracitom, alebo inými produktmi, ktoré môžu zlepšiť zlievateľnosť zmesi alebo uvoľniť plyny, ktoré dovoľujú dobré rozdelenie odsírovacieho činidla v kvapalnej tavenine. Rovnako je možné pridať až 2 % spojiva na obalenie zŕn, napríklad hydrogenovaného ricínového oleja, ako je to opísané v európskom patente EP 0511121 rovnakého prihlasovateľa ako predmetná PV.

Horčík je do zmesi privádzaný vo forme prášku alebo granúl čistého kovu, alebo zliatiny na báze horčíka s granulometriou < 0,8 mm. Zrná môžu byť rovnako obalené, ako v prípade karbidu vápnika, organickým produktom, napríklad na báze nasýtených alifatických kyselín alebo ich esterov, ako je to opísané v európskom patente EP 0485309 rovnakého prihlasovateľa ako pri predmetnej PV.

Potom sa ku zmesi pridá 5 až 15 % prášku alebo granúl hliníka, alebo zliatiny na báze hliníka, ktorá môže byť rovnako obalená rovnakým prípravkom ako v prípade horčíka.

Zmes práškov alebo granúl sa výhodne vyrába v miešači pod atmosférou inertného plynu, napríklad pod atmosférou dusíka.

Zmesi podľa vynálezu majú účinnosť odsírenia najmenej rovnakú, ako je účinnosť zmesí, kde je hliník nahradený rovnakým množstvom horčíka, a nevedú tak k nadmernej spotrebe produktu, čo je neočakávané, pretože hliník, na rozdiel od horčíka, sám nie je odsírovacím činidlom. Na druhej strane sa vytvára kvapalnejšia troska, ktorá sa ľahšie a jednoduchšie odstraňuje, pričom ktorej odstránenie vedie k výrazne nižším stratám železa. Konečne vzniknuté nečistoty neobsahujú žiadny produkt škodlivý pre životné prostredie, napríklad oxid sodný.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Odsírovacia zmes na báze karbidu vápnika bude v ďalšom bližšie opísaná v príklade uskutočnenia, ktorý je však iba ilustratívny a nijako neobmedzuje rozsah predmetného vynálezu.

Príklad

Podľa tohto príkladu bola porovnaná účinnosť odsírenia a strát železa dvoch odsírovacích zmesí z predchádzajúceho obdobia na báze technického karbidu vápnika, prvá z nich obsahovala 20 hmotnostných % granúl horčíka, druhá 20 % práškového hlinitanu vápenatého, a tretia zmes, podľa vynálezu, ktorá obsahovala 10 % granúl horčíka a 10 % granúl hliníka.

Experimenty boli realizované na panviciach na liatie s 300 tonami taveniny. Počiatočný obsah síry bol približne 250 ppm, zatiaľ čo konečný obsah bol približne 55 ppm. Učinnosť odsírovacieho činidla je definovaná pomerom počtu odstránených mólov taveniny k počtu mólom nastrekovaného odsírovacieho činidla, to znamená v tomto prípade mólov CaC₂ a Mg, pretože hliník nie je sám odsírovacím prostriedkom. Straty železa sú definované pomerom hmoty surového železa obsiahnutej v nečistotách a hmoty surového železa obsiahnutej v taviacej odsírovacej panvici.

Pre tieto tri zmesi boli získané nasledujúce výsledky, ktoré sú priemerom 20 pokusov realizovaných v čo najpodobnejších podmienkach.

Zmes	Účinnosť	Straty železa
1	22%	1,1 %
2	18%	0,9%
3	23%	0,3%

Z porovnania zmesí 1 a 3 je možné konštatovať, že ich odsírovacia účinnosť je veľmi podobná, ale že použitie zmesi 3 vedie k podeleniu strát železa faktorom 3,7.

Z porovnania zmesí 2 a 3 jc možne prekvapivým spôsobom konštatovať, že hliník vedie k výrazne efektívnejšiemu odsíreniu a podeleniu strát železa faktorom 3, aj keď by mohli byť očakávané podobné výsledky, pretože prostredníctvom hlinitanu sa do trosky zavádza oxid hlinitý, a že hliník oxiduje v tavenine za tvorby oxidu hlinitého, ktorý sa rozpúšťa v troske.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Odsírovacia zmes na nástrek do čisteného kvapalného surového železa, vyznačujúca sa tým, že je tvorená najmenej 50 % hmotnostnými práškového karbidu vápnika s granulometriou < 0,2 mm, 1 až 20 % hmotnostnými horčíka vo forme prášku alebo granúl s granulometriou < 0,8 mm a 5 až 15 % hmotnostnými hliníka vo forme prášku alebo granúl s granulometriou < 0,8 mm, prípadne ďalšími práškovými aditívami, napríklad vápnom, uhličitanom vápenatým, uhlíkatými produktmi a/alebo obaľovacími činidlami zŕn, pričom celkové množstvo týchto prípadných aditív je najviac 30 % hmotnostných.
2. 2. Odsírovacia zmes podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že obsahuje menej ako 25 % zŕn karbidu vápnika s granulometriou v rozmedzí 0,1 až 0,2 mm.