TWI567204B - Method for manufacturing foam suppressor for converter steelmaking - Google Patents

Description

轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法

本發明是有關於一種泡沫抑制劑的製造方法，特別是指一種以廢棄物製造轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法。

煉鋼方法主要有轉爐煉鋼、平爐煉鋼，及電弧爐煉鋼三種方法，其中轉爐煉鋼是目前業界最常採用的煉鋼方法。參閱圖1，為一現有的轉爐設備1，該轉爐設備1包含一圍繞形成一盛裝空間10的爐體11、一貫穿該爐體11而伸置於該盛裝空間10內的吹氣管12，及一形成於該爐體11上的出鋼口13。盛裝於該盛裝空間10中的金屬爐料2，是以70%~80%的鐵水摻入鐵礦料或者廢鋼而形成，在煉鋼過程中是以該吹氣管12朝向該盛裝空間10內噴吹高壓純氧(6至10大氣壓；純度99%以上)，對該金屬爐料2進行吹煉，使氧與該金屬爐料2中的矽、錳、碳、磷等元素反應，藉此去除不需要的元素成分，並且進行脫磷及脫硫的處理，煉製出所需的鋼材，並由該出鋼口13以鋼液的型態輸出。

以該轉爐設備1煉鋼的過程中，在進行吹煉的步驟時，噴吹注入的純氧、該金屬爐料2、產生的爐渣，及 反應生成的氣體，彼此會激烈地混合，因此產生的爐渣會帶有泡沫，而在所述泡沫中的氣體因高溫而膨脹並使泡沫破裂時，會產生爐渣噴濺的情況。噴濺的高溫爐渣，容易沾附於該轉爐設備1當中無法耐受高溫的元件上，造成該轉爐設備1的損傷，若是高溫爐渣噴濺至該轉爐設備1之外，更有可能發生作業人員受傷的危險。

針對於轉爐煉鋼方法有可能產生的爐渣噴濺問 題，習知是採取阻擋或者收集的方式處理。其中，以收集的方式處理還能將噴濺的爐渣回收再利用，避免因爐渣噴濺而損失可利用的爐料。然而，以收集的方式解決爐渣噴濺問題，必須於該轉爐設備1上加裝許多元件，甚至需要添購新的設備，無法繼續使用舊有設備而直接改善爐渣噴濺問題，且必須付出加裝元件或者更新設備的成本。

其中，採用泡沫抑制劑而在產生噴濺之前加入 該金屬爐料2中，能直接破壞該金屬爐料2中產生的泡沫而避免噴濺，不需更新設備即能解決爐渣噴濺的問題。而針對於成本以及落實環保的考量，如何以廢棄物製成轉爐煉鋼時所能使用的泡沫抑制劑，遂成為相關領域從事者的主要課題。

因此，本發明之目的，即在提供一種以廢棄物製成轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法。

於是，本發明轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法，是以造紙過程中產生的廢水汙泥為原料，並包含 一乾燥步驟及一造粒步驟。

該乾燥步驟是以加熱的方式將所述的廢水汙泥 除去水分，得到呈乾燥狀態的粉材。而該造粒步驟是將所述粉材製為呈特定粒徑之顆粒狀的泡沫抑制劑。該泡沫抑制劑中含有來自所述廢水汙泥中的固定碳、揮發分，及灰分，能用以去除轉爐煉鋼製程中所產生的泡沫，避免產生爐渣噴濺的情況。

本發明之功效在於：將造紙製程中的廢水汙泥 經過該乾燥步驟以及該造粒步驟，製成含有固定碳及揮發分的泡沫抑制劑，用以去除轉爐煉鋼製程中所產生的泡沫，能以廢棄物所製成的泡沫抑制劑，替代習用的泡沫抑制劑。

31‧‧‧乾燥步驟

32‧‧‧造粒步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一部分剖視圖，說明一現有的轉爐設備；及圖2是一流程圖，說明本發明轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法之一較佳實施例。

參閱圖2，本發明轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法之較佳實施例，是以造紙過程中產生的廢水汙泥為原料，並包含一乾燥步驟31及一造粒步驟32。

該乾燥步驟31是以加熱的方式，將所述的廢水 汙泥除去水分，得到呈乾燥狀態的粉材。而該造粒步驟32是以如混合造粒、噴霧造粒、擠壓造粒等等的方式，將所述粉材製為呈特定粒徑之顆粒狀的泡沫抑制劑，要特別說明的是，造粒的方法只要能使該泡沫抑制劑呈現預期的粒徑即可，不以上述的造粒方式為限。該泡沫抑制劑的粒徑範圍是25至55公厘，並含有來自所述廢水汙泥中的固定碳、揮發分，及灰分，所製成的泡沫抑制劑能用以去除轉爐煉鋼製程中所產生的泡沫，避免產生爐渣噴濺的情況。

該較佳實施例所使用的廢水汙泥當中，經過成 分分析，含有水分、碳、氫、氧、氮、硫、灰分，及揮發物等等。在經過該乾燥步驟31以及該造粒步驟32後，所製成之泡沫抑制劑的成分中，固定碳是佔2%以上，而該揮發分及該灰分共佔75%以上。其中的揮發分，主要是來自於造紙過程中使用的有機溶劑，以及造紙原料中所含的萜類(terpene，即精油)、類木質素、黃酮類、芳香族化合物、脂肪、腊、脂肪酸，及醣類等等的揮發物。

進行轉爐煉鋼的過程中，噴吹入高壓純氧而進 行吹煉的前5至8分鐘，由於金屬爐料中的碳成分和氧開始快速反應，最容易產生大量氣體，使泡沫大幅度膨脹並破裂，因而發生爐渣噴濺的情況。因此，若希望在轉爐煉鋼的過程中盡量抑制爐渣噴濺的情況，必須在金屬爐料中的碳與純氧產生劇烈反應前，使用以該較佳實施例所製造的泡沫抑制劑。

由於該泡沫抑制劑含有固定碳成分，而揮發分 中亦含有機物，在進行轉爐煉鋼的過程中添加該泡沫抑制劑時，該泡沫抑制劑中所含的碳元素會與爐料中的氧化鐵成分反應，生成鐵以及一氧化碳氣體，化學反應式為FeO+C→Fe+CO，藉此降低泡沫化之爐料的黏度，所產生的一氧化碳氣體也因而較易於穿透泡沫表面，黏性降低後的爐料，在爐料中的碳成分與純氧反應而產生大量氣體時，泡沫在膨脹之前即會因氣體的穿透而破裂消除，故不會產生爐渣噴濺的情況。另外，所述的泡沫抑制劑中含有高比例的揮發分，因而具有易揮發的特性，在與泡沫化的爐料反應後，容易揮發而逸散，減少了影響爐料成分和質量的可能性。 其中，在使用該泡沫抑制劑時，需要添加的劑量較佳是在每公噸的爐料中添加1至2公斤的泡沫抑制劑，能達成較佳的泡沫消除效果。

要另外說明的是，在該造粒步驟32中，控制該 泡沫抑制劑的粒徑，能改變該泡沫抑制劑與金屬爐料反應時的接觸面積，配合實際煉鋼所採用的溫度或者其他參數，選擇呈適當粒徑的泡沫抑制劑，能藉由改變泡沫抑制劑與金屬爐料的接觸面積，調整反應的速度，使添加的泡沫抑制劑能發揮適當的泡沫抑制效果。

綜上所述，以造紙過程中所產生的廢水汙泥為 原料，經過該乾燥步驟31以及該造粒步驟32後，能製成轉爐專用之泡沫抑制劑，在添加於轉爐煉鋼製程的金屬爐料中時，能降低爐料黏度而消除泡沫，因此以廢棄物所製成的轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑，具有能替代習用泡沫抑 制劑的效果，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

31‧‧‧乾燥步驟

32‧‧‧造粒步驟

Claims (2)

1. 一種轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法，是以造紙過程中產生的廢水汙泥為原料，並包含：一乾燥步驟，以加熱的方式將所述的廢水汙泥除去水分，得到呈乾燥狀態的粉材；及一造粒步驟，將所述粉材製為呈特定粒徑之顆粒狀的泡沫抑制劑，其中，該泡沫抑制劑的粒徑範圍是25至55公厘，該泡沫抑制劑中含有來自所述廢水汙泥中的固定碳、揮發分，及灰分，能用以去除轉爐煉鋼製程中所產生的泡沫。
2. 如請求項1所述轉爐煉鋼專用之泡沫抑制劑的製造方法，其中，該泡沫抑制劑的成分中，該固定碳是佔2%以上，而該揮發分及該灰分共佔75%以上。