Spôsob spracovania trosiek alebo troskových zmesí na železnom kúpeli

Číslo patentu: 286013

Dátum: 17.12.2007

Autor: Edlinger Alfred

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pri spôsobe spracovania trosiek alebo troskových zmesí s obsahom oxidu železa > 5 % hmotn., najmä oceliarenských trosiek, sa oceľové trosky, prípadne zmiešané s inými troskami, naložia na kovový kúpeľ, pričom ako kovový kúpeľ sa použije oceľový kúpeľ s obsahom C 2,5 % hmotn.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 18. 1. 2001(24) Dátum nadobudnutia účinkov patentu 7. 1. 2008 Vestník UPV SR č. 1/2008(31) Číslo prioritnej prihlášky GM 65/2000(32) Datum podania priorítnej prihlášky 28. 1. 2000 ÚRAD (33) Krajina alebo regionálna organizácia priority AT VLASTNÍCTVA (40) Dátum zverejnenia prihlášky 1. 4. 2003 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník ÚPV SR č. 4/2003(47) Dátum sprístupnenia patentu verejnosti 17. 12. 2007(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(86) Číslo podmiia medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCT/AT 01/00010(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT W 001/55459(S 4) Názov Spôsob spracovania trosiek alebo troskových zmesí na železnom kúpeliPri spôsobe spracovania trosiek alebo troskových zmesí s obsahom oxidu železa 5 hmotn., najmä oceliarenských trosiek, sa oceľové trosky, prípadne zmiešané s inými troskami, naložía na kovový kúpeľ, pričom ako kovový kúpeľ sa použije oceľový kúpeľ s obsahom C 1,5 hmotn.,ktorý sa po naložení oceľových trosiek vnesenim uhlíka nauhličí na viac než 2,0 hmotn., výhodne 2,5 hmotn.Vynález sa týka spôsobu spracovania trosiek alebo troskových zmesí s obsahom oxidov železa 5 hmotu., najmä oceliarenských trosiek, pri ktorom sa oceľové trosky, prípadne zmiešané s inými troskami, naložia na kovový kúpeľ.Z EP 666 930 B 1 sa už stal známym spôsob výroby ocele a hydraulický aktívnych spojív, pri ktorom sa oceľové trosky redukovali s použitím surového železa a najmä v surovom železe pritomného obsahu uhlíka, čím sa na jednej strane spôsobí skujňovanie kúpeľa zo surového železa a obsah uhlíka v kúpeli sa zníži napríklad pod polovicu obsahu uhlíka, ktorý bol v surovom železe, pričom sa súčasne oxid železa z oceľovej trosky redukuje na železo a dostane sa do kovového kúpeľa. Tento známy spôsob sa pritom podstatne optimalizoval do tej miery, že sa s malými množstvami tekutého surového železa dali redukovat veľké množstvá oceľových trosiek, prinajmenšom čiastočne. Podstatné skrátenie spôsobu použitím väčších množstiev tekutého surového železa sa pri tomto známom spôsobe nepodarí len tak, pričom na jednej strane sa tekuté surové železo obyčajne nachádza V stave s pomerne nižšími teplotami, čím sa reologické vlastnosti trosiek môžu stať problematickými, a na druhej strane sa pri naložení tekutých oceľových trosiek na veľké množstvá tekutého surového železa pozoruje nesmierne prudká reakcia, ktorá pri nepriaznivých reologíckých vlastnostiach trosiek môže viesť k vytvoreniu nežiaducich penivých trosiek alebo k vyhadzovaníu trosky. Tvorba takýchto penivých trosiek potom vedie zasa k spomaleniu reakcie, takže sa stanú nevyhnutnými pomerne dlhé časy spracovania.Vynález sa teraz zameriava na to, aby vyvinul spôsob v úvode uvedeného druhu ďalej do tej miery, že pri pomerne krátkej dobe premeny sa v priebehu spôsobu vznikajúce teplo procesu môže optimálne využiť a počas redukcie sa dá udržať riedka tekutá oceľová troska, ktorá trvalo bráni tvorbe penivých trosiek a súčasne zabráni lokálnym nadmerným reakciám s nežiaducim vyhadzovaním tekutej trosky.Na riešenie tejto úlohy spôsob podľa tohto vynálezu spočíva v tom, že ako kovový kúpeľ sa použije oceľový kúpeľ s obsahom C 1,5 hmotu., výhodne 0,5 hmotu., a že oceľový kúpeľ po naložení oceľových trosiek sa vnesením uhlíka alebo nosičov uhlíka nauhličí na viac než 2,0 hmotn.,výhodne 2,5 hmotu. Tým, že na začiatku redukcie trosky je k dispozicii kovový kúpeľ s pomeme malým obsahom uhlíka, t. j. oceľový kúpeľ, zabráni sa lokálnym nadmemým reakciám a prudkým premenám, pri ktorých sa vytvárajú veľké množstvá plynov, takže tvorba penivých trosiek sa viac nepozoruje. Aby sa teraz takýto spôsob viedol hospodárne a čo najviac autotermicky, je zvlášť výhodné využiť teplo procesu, vznikajúce pri tomto spôsobe. Výhodne sa preto spôsob podľa tohto vynálezu uskutoční tak, že sa pripraví kúpeľ zo surového železa a kyslíkom sa skujní na obsah C 0,5 hmotn., pričom sa nastaví teplota kúpeľa na vyššiu než 1570 °C, najmä asi 1620 °C, že sa na skujnený oceľový kúpeľ nanesie tekutá oceľová troska a po vyrovnani teplôt sa do kúpeľa vnesie uhlík, pričom sa pridajú korekčné látky s obsahom SiOZ, ako napríklad vysokopecná troska, kremenný piesok a/alebo korekčné látky s obsahom Al 2 O 3, ako napríklad bauxit, na zníženie zásaditosti na 1,5, resp. na nastavenie obsahu AlzO 3 na 10 hmotn. Tým, že sa vytvorenie oceľového kúpeľa, na ktorý sa potom naložia oceľové trosky, dosiahne bezprostredne ako predstupeň v rámci toho istého spôsobu skujňovacím procesom, môže sa teplo z procesu, ktoré vzniká pri skujňovaní, pri ktorom sa pôvodný kúpeľ zo surového železa výrazne zahreje, bezprostredne využiť na vyrovnanie teplôt s oceľovou troskou, ktorá sa má naložiť, pričom sa v dôsledku vysokej teploty bezprostredne roztavia aj korekčné látky a najmä korekčné látky s obsahom SiOZ, ktoré sú potrebné na nastavenie požadovanej zásaditosti, a vnesú sa do trosky. Na oceľový kúpeľ, zodpovedajúce vyhriaty skujňovacím procesom na teploty nad 1570 °C, sa takto bud bezprostredne nanesie prinajmenšom časť korekčných látok s obsahom S 102, potrebných na nastavenie zásaditosti, takže sa tieto korekčné látky zahrejú a prinajmenšom čiastočne sa roztavia, alebo sa bezprostredne nanesie oceľová troska, pričom sa spolu s tekutou oceľovou troskou môžu pridat korekčné látky s obsahom SiOŽ. Pridaním takýchto korekčných látok s obsahom SÍO a najmä možnosťou súčasne naniesť prísady, ako napríklad chladiaci šrot alebo prachovú rudu,sa bezprostredne v procese využije vysoké latentné teplo skujneného oceľového kúpeľa a pridaním nosičov oxidov železa sa dá uskutočniť efektívne riadenie teploty, pri ktorom sa súčasne oxidy železačo najviac redukujú a tým sa z takýchto nosičov oxidov železa, ktoré sa obyčajne dajú len ťažko spracovať, ako napríklad prachových rúd, vytvorí veľké množstvo tekutého železa.V nadväznosti na nanesenie oceľových trosiek sa teraz uskutoční kontinuálne zvyšovanie obsahu uhlíka v oceľovom kúpeli a požadovanej redukčnej práce, pričom sa do oceľového kúpeľa vofukujú nosiče uhlíka. Vytvorený oxid uhoľnatý sa potom môže spáliť, takže proces sa môže viesť do značnej miery autotermicky a nie je potrebné vnášať prídavnú energiu. Spôsob podľa tohto vynálezu sa pritom výhodne uskutoční tak, aby sa zásaditosť nastavila na 1,1 až 1,4 a obsah C v kúpeli na 2,5 hmotn.Spôsob podľa tohto vynálezu sa výhodne uskutoční tak, že sa do oceľového kúpeľa pridá oceľová troska v hmotnosmom pomere l 3 až l 6, výhodne asi 1 4, pričom sa pomerne vysokým množstvom pripraveného kovového kúpeľa, ktorý sa po procese skujňovania nachádza na vysokej teplotnej hladine, dá bezprostredne poskytnúť potrebné tavné teplo pre pridané látky. Najmä sa tu výhodne pridá kremenný piesok v množstvách od 150 do 250 kg/t oceľovej trosky a bauxit v množstvách od 200 do 300 kg/t oceľovej trosky, pričom sa pri zvolenom spôsobe pridávania podari uskutočniť dostatočnú homogenizáciu a tým úplné roztavenie a premenu prísad v troske, takže sa dá bezprostredne docieliť produkt, použiteľný V cementárskej technológii.Zvlášť výhodným spôsobom sa k tekutým troskovým zmesiam pridajú prachové rudy, resp. nosiče oxidov železa na nastavenie obsahu oxidov železa nad 8 hmotn., čím sa podarí súčasne s požadovanou redukciou oceľovej trosky v tom istom spôsobe redukovať aj ťažko spracovateľné rudy a toto pridanie využiť na reguláciu požadovanej teploty konverzie. Na rovnaký účel sa môžu výhodne v kovovom kúpeli počas alebo v nadväznosti na skujňovanie roztaviť prísady, ako sú napríklad chladiaci šrot alebo prachové rudy.Zvlášť výhodným spôsobom sa môžu pridať nosiče oxidov železa s kyslou hlušinou, čim sa súčasne s redukciou kovového železa z takýchto nosičov oxidov železa podarí dosiahnuť zodpovedajúce zníženie zásaditosti na cieľové zásaditosti, žiaduce z cementársko-technologického hľadiska. Výhodne sa pritom postupuje tak, že pridanie nosičov oxidov železa, ako napríldad slabých rúd alebo prachových rúd s kyslou hlušinou, sa uskutoční po naloženi tekutých trosiek alebo troskových zmesí na oceľový kúpeľ prinajmenšom čiastočne súčasne s nauhličením oceľového kúpeľa, pričom sa vo všeobecnosti k tekutým troskám alebo troskovým zmesiam výhodne pridajú korekčné látky s obsahom CaO, 181203 a/alebo SiOg.Celkove vznikne v dôsledku skujňovania, uskutočneného v prvom stupni, zvlášť priaznivá energetická bilancia, pričom sa veľké množstvá energie, uvoľnené pri skujňovaní kúpeľa zo surového železa,môžu v procese bezprostredne využiť.Na nastavenie požadovanej cieľovej zásaditosti sú principiálne vhodne ľubovoľné trosky, ktoré sú bohaté na SiOz, a prípadne sa môžu použiť korekčné látky s obsahom SiO 2.Vynález v ďalšom bližšie osvetlíme pomocou prikladu uskutočnenia.V konvertore sa 8 t tekutého surového železa previedlo vnesením 280 Nm 3 kyslíka cez dýzy v dne na oceľový kúpeľ. Tekuté surové železo pritom malo obsah uhlíka 3,9 hmotn., obsah kremíka asi 0,3 hmotn. a zvyšné železo ako orientačnú analýzu. Po skujňovaní, pri ktorom sa exoterrnickou reakciou, vychádzajúc z teploty kúpeľa 1470 °C, dosiahla konečná teplota 1620 °C, mal tekutý oceľový kúpeľ obsah uhlíka 0,3 hmotn., obsah kremíka 0,003 hmotn. a zvyšok železo. Na tento tekutý oceľový kúpeľ sa potom naložili 2 t tekutej oceľovej trosky. Oceľová troska sa vyznačovala nasledujúcou analýzouV dôsledku pomeme nízkeho obsahu uhlíka v existujúcom oceľovom kúpeli sa bezprostredne v nadväznosti na naloženie tekutej oceľovej trosky uskutočňuje podstatne menšia konverzia pri redukčnej reakcií oxidov kovov, nachádzajúcich sa v oceľovej troske. Keby sa bezprostredne pripravilo surové železo v zodpovedajúcich pomeroch množstiev, došlo by k rýchlemu uvoľneniu veľkých množstiev CO, čo by mohlo viesť k silnému peneniu trosky alebo k vyhadzovaniu trosky.Po naložení oceľovej trosky na oceľový kúpeľ dôjde k vyrovnaníu teplôt medzi troskou a kovovým kúpeľorn, takže je možné, že sa tuhé podiely trosky opät úplne prevedú do tekutého stavu. Vyrovnanie teplôt vedie k teplotám okolo 1500 °C.V nadväznosti na uskutočnené vyrovnanie teplôt sa do oceľového kúpeľa voñíkalo 580 kg uhlia rýchlosťou fúkania 25 kg/min., ďalej sa vnieslo 370 kg kremenného piesku rýchlosťou 24 kg/min. a 535 kg bauxitu rýchlosťou 28 kg/rnin.Na konci požadovanej redukčnej reakcie zostal kovový kúpeľ so 4,5 hmotn. rozpusteného uhlíka pri teplote asi 1490 °C. Takto spätne vytvorené surové železo môže prirodzene podľa voľby korekčných látok, resp. podľa zloženia oceľovej trosky obsahovať zodpovedajúce aj iné kovy než železo.Korekčnými látkami sa uskutočnilo na jednej strane nastavenie požadovanej cieľovej zásaditosti,ktorá je žiaduca pre cementársko-technologické ďalšie použitie, pričom sa súčasne uskutočnila redukcia oxidov kovov na nasledujúcu orientačnú analýzu spracovanej oceľovej trosky.Týmto spôsobom získaná spracovaná oceľová troska sa dala granulovať vo vode a dala sa použiť ako nuletá prísada do kompozitných cementov.Teplom, ktoré vzniká pri oduhličení, sa podarí korekčné látky, ktoré sú potrebné na nastavenie požadovanej cieľovej zásaditosti, resp. na nastavenie požadovaného zloženia pre mletú prísadu, použiteľnú pre cementársku technológiu, zahriať a roztaviť. Prípadne vznikajúca nežiaduco vysoká hladina teplôt sa dá pridaním chladíaceho šrotu, praehovej rudy alebo vsádzkových surovín z priamej redukcie železa (DRI, HBI) vrátiť na požadovanú teplom redukcie, čím sa dá do kovového kúpeľa vniesť ďalšie železo.Pokiaľ je to potrebné, môže sa pri redukcii vznikajúci oxid uhoľnatý dodatočne spáliť nad troškovým kúpeľorn, čím sa podarí súčasne spracovať väčšie množstvo kyslých prachových rúd bez dodatočného vnášania energie.1. Spôsob spracovania trosiek alebo troskových zmesí s obsahom oxidu železa 5 hmotn., najmä oceliarenských trosiek, pri ktorom sa oceľové trosky, prípadne zmiešané s inými troskami, naložia na kovový kúpeľ, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že ako kovový kúpeľ sa použije oceľový kúpeľ s obsahom C 1,5 hmotn., výhodne 0,5 hmotn., a že tento oceľový kúpeľ sa po naložení oceľových trosiek vnesením uhlíka alebo nosičov uhlíka nauhličí na viac než 2,0 hmotn., výhodne 2,5 hmotn.2. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa pripraví kúpeľ zo surového železa a kyslíkom sa skujní na obsah C 0,5 hmotn., pričom sa nastaví teplota kúpeľa na vyššiu než 1570 °C, najmä asi 1620 °C, že sa na skujnený oceľový kúpeľ nanesie tekutá oceľová troska a po vyrovnaní teplôt sa do kúpeľa vnesie uhlík, pričom sa prídajú korekčné látky s obsahom SiO 2, ako napríklad vysokopecná troska, kremenný piesok a/alebo korekčné látky s obsahom Al 2 O 3, ako napríklad bauxit, na zníženie zásaditosti na 1,5, resp. na nastavenie obsahu A 120 na 10 hmotn.3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že sa zásaditost nastaví na 1,1 až 1,4 a obsah C v kúpeli na 2,5 hmotn.

MPK / Značky

MPK: C21C 5/28, C21C 7/00, C21B 3/00, C04B 5/00, C22B 7/04

Značky: trosiek, kúpeli, železnom, troskových, spôsob, spracovania, zmesí

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-286013-sposob-spracovania-trosiek-alebo-troskovych-zmesi-na-zeleznom-kupeli.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spracovania trosiek alebo troskových zmesí na železnom kúpeli</a>

Podobne patenty