PL183768B1 - Mieszanka odsiarczająca na bazie karbidu - Google Patents

Abstract

1. Mieszanka odsiarczajaca na bazie karbidu z dodatkiem magnezu do wtryskiwania do cieklej surówki przeróbczej, znamienna tym, ze zawiera wagowo ca najmniej 50% sproszkowanego karbidu o wielkosci ziarna < 0,2 mm, od 1 do 20% sproszkowanego lub granulowanego magnezu o wielkosci ziarna < 0,8 mm i dodatkowo od 5 do 15% sprosz- kowanego lub granulowanego glinu o wielkosci ziarna < 0,8 mm oraz ewentualnie inne sproszkowane dodatki, takie jak tlenek wapnia, weglan wapnia, produkty weglowe i/lub srodki powlekajace ziarna, przy czym laczna zawartosc tych dodatków wynosi nie wiecej niz 30%. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka odsiarczająca na bazie karbidu przeznaczona do wtryskiwania za pomocą lancy do ciekłej surówki otrzymanej z wielkiego pieca przed jej przejściem do konwertora.

Wprawdzie surówka i żużel wypływają z wielkiego pieca oddzielnie, w kadzi pozostaje znaczna ilość żużla, rzędu 5 kg/t. Z drugiej strony, użycie środka odsiarczającego prowadzi do żużla o dużej zawartości siarki, którą trzeba oddzielać od metalu przechodzącego do konwertora. W tym etapie odżużlowywanie prowadzi się mechanicznie, co powoduje straty metalu przez wymiatanie.

Wiadomo, ze uzyskiwanie żużla z płynnego odsiarczania pozwala na wyraźne zmniejszenie strat metalu podczas odżuzlowywania kadzi. Aby to uzyskać, do kadzi z metalem dodaje się przed odżuzlowywaniem węglan sodu, który rozkłada się na tlenek sodu o temperaturze topnienia 1132°C. Otrzymany żużel zawiera więc szkodliwy dla środowiska sód. Dlatego poszukuje się innych rozwiązań prowadzących do zmniejszenia strat metalu.

Od dawna znane jest, na przykład z patentu FR 1168646 złożonego przez IRSID w 1957 roku, dodawanie do środków odsiarczających metali redukujących takich jak glin lub magnez, w celu przyspieszenia odsiarczania przez usunięcie tlenu rozpuszczonego w surówce. W patencie Fr 2317361 firmy KLOCKNER-WERKE opisano środek odsiarczający na bazie sproszkowanego karbidu, cyjanamidu wapnia lub tlenku wapnia, do którego dodaje się od 0,5 do 3,5% sproszkowanego glinu lub magnezu o takiej samej wielkości ziarna.

Z patentu EP 0398674 firmy ELKEM METALS znane jest również dodawanie do karbidu glinianu wapnia o niskiej temperaturze topnienia, dla uzyskania pełniejszego odsiarczania kąpieli przy stałej ilości wtryskiwanej mieszanki.

Zgłaszający stwierdził, że mieszanka odsiarczająca oparta na sproszkowanym karbidzie i zawierająca równocześnie sproszkowany magnez i sproszkowany glin, przy czym ten ostatni w ściśle określonym zakresie stężenia, pozwala na znaczne zmniejszenie strat żelaza podczas odsiarczania. Mieszanka odsiarczająca na bazie karbidu z dodatkiem magnezu do wtryskiwania do ciekłej surówki przeróbczej według wynalazku zawiera wagowo co najmniej 50% sproszkowanego karbidu o wielkości ziarna < 0,2 mm, od 1 do 20% sproszkowanego lub granulowanego magnezu o wielkości ziarna < 0,8 mm i dodatkowo od 5 do 15% sproszkowanego lub granulowanego glinu o wielkości ziarna < 0,8 mm oraz ewentualnie inne sproszkowane dodatki, takie jak tlenek wapnia, węglan wapnia, produkty węglowe i/lub środki powlekające ziarna, przy czym łączna zawartość tych dodatków wynosi nie więcej niż 30%.

Mieszanka według wynalazku jest oparta na technicznym karbidzie. Tak zwany karbid techniczny jest produktem przemysłowym wytwarzanym w rezultacie redukcji wapna przez węgiel w elektrycznym piecu łukowym. Następuje w tym procesie niepełna redukcja,

183 768 w związku z czym składa się on głównie z mieszaniny CaC2 i CaO. Produkt ten zawiera także małe ilości CaS w roztworze stałym w CaO i wtrącenia żelazokrzemu wytworzone w trakcie procesu odlewania. Techniczny karbid zawiera zazwyczaj około 80% wagowych CaC2 oraz jako resztę tlenek wapnia, rozdrobniony do wielkości ziarna poniżej 0,2 mm, przy czym mniej niż 25% cząstek ma zakres wielkości ziarna 0,1-0,2 mm. Do tego karbidu może być dodany dodatkowo tlenek wapnia, oprócz tego który powstaje przy wytwarzaniu technicznego karbidu, a także węglan wapnia, produkty węglowe takie jak sadza, grafit lub antracyt, lub inne produkty przeznaczone do polepszania płynności mieszanki lub do odgazowywania, pozwalające na dobre rozprowadzenie środka odsiarczającego w ciekłej surówce. Można również dodać do 2% środka wiążącego powlekającego ziarna, na przykład uwodornionego oleju rycynowego jak opisano w patencie EP 0511121 należącym do zgłaszającego.

Inne dodatki takie jak tlenek wapnia, węglan wapnia, produkty węglowe lub środki powlekające są środkami powszechnie stosowanymi w mieszankach odsiarczających na bazie wapnia i karbidu. Tlenek i węglan wapnia mają taki sam efekt jak węglik wapnia (karbid). Węgiel (produkty węglowe) jest źródłem gazu w surówce przeróbczej i powoduje dokładne przemieszanie surówki. Środki powlekające polepszają płynność substancji proszkowych podczas wtryskiwania do ciekłej surówki przeróbczej.

Magnez jest wprowadzony do mieszanki w postaci proszku lub granulatu czystego metalu bądź stopu na bazie’ magnezu o wielkości ziarna < 0,8 mm. Ziarna mogą być również powleczone, tak jak ziarna karbidu, produktem organicznym, na przykład opartym na nasyconych kwasach alifatycznych lub ich estrach, jak opisano w patencie EP 0485309 należącym do zgłaszającego.

Na koniec, do mieszanki dodaje się od 5 do 15% proszku lub granulatu glinu lub stopu na bazie glinu, który również może być powleczony produktem identycznym, jak ten użyty, dla magnezu.

Mieszanie proszków lub granulatów prowadzi się korzystnie w mieszalniku, w atmosferze gazu obojętnego, na przykład azotu.

Skuteczność odsiarczania dla mieszanek według wynalazku jest co najmniej taka sama jak mieszanek, w których glin zastąpiono równą ilością magnezu. Nie ma więc miejsca nadmierne zużycie produktu, co jest dość nieoczekiwane, jeśli weźmie się pod uwagę, że glin jako taki, w przeciwieństwie do magnezu, nie jest środkiem odsiarczającym. Z drugiej strony, powstaje żużel bardziej płynny, łatwiejszy do zgarniania, które z kolei prowadzi do znacznie mniejszych strat żelaza. I wreszcie, żużel nie zawiera w ogóle produktu szkodliwego dla środowiska, takiego jak tlenek sodu.

Przykład

Porównano skuteczność odsiarczania i straty żelaza dwóch znanych odsiarczających mieszanek opartych na technicznym karbidzie o następującym składzie podanym w % wagowych: CaCl2 - 87, CaO - 11,5, CaS - 1, Fe Si o 10% zawartości Si - 0,5, przy czym jedna zawierała 20% (wagowych) granulowanego magnezu, a druga 20% sproszkowanego glinianu wapnia, z trzecią mieszanką, według wynalazku, zawierającą 10% granulowanego magnezu i 10% granulowanego glinu.

Próby przeprowadzono w kadziach z 300 t surówki. Początkowa zawartość siarki wynosiła około 250 ppm, zaś zawartość końcowa - około 55 ppm.

Skuteczność środka odsiarczającego określano stosunkiem liczby moli usuniętych z surówki do liczby moli wtryśniętego środka odsiarczającego, to znaczy, w danym wypadku, moli CaC2 i Mg, gdyż sam glin nie jest środkiem odsiarczającym. Straty żelaza określono stosunkiem masy surówki zawartej w żużlu do masy surówki odsiarczanej znajdującej się w kadzi.

Dla 3 mieszanek otrzymano następujące rezultaty, stanowiące średnią z 20 prób przeprowadzonych w możliwie jak najbardziej zbliżonych warunkach.

183 768

Mieszanka	Skład w % wagowych	Skuteczność	Straty żelaza
1	Karbid	80	22%	1,1%
	Mg	20
2	Karbid	80	18%	0,9%
	Glinian wapnia	20
3	Karbid	80	23%	0,3%
	Mg	10
	Al	10

Przy porównaniu mieszanek 1 i 3 stwierdza się, że ich skuteczność odsiarczania jest bardzo zbliżona, lecz użycie mieszanki 3 powoduje znacznie mniejsze straty żelaza, współczynnik w wyniku porównania tych strat wynosi po podzieleniu 3,7.

Przy porównaniu mieszanek 2 i 3 stwierdza się w sposób nieoczekiwany, że glin prowadzi do znacznie skuteczniejszego odsiarczania i zmniejszenia strat żelaza, współczynnik w wyniku porównania tych strat wynosi po podzieleniu 3, podczas gdy można by spodziewać się podobnych rezultatów, gdyż glinian wprowadza tlenek glinu do żużla, a glin utlenia się w surówce tworząc tlenek glinu, który rozpuszcza się w żużlu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mieszanka odsiarczająca na bazie karbidu z dodatkiem magnezu do wtryskiwania do ciekłej surówki przeróbczej, znamienna tym, że zawiera wagowo ca najmniej 50% sproszkowanego karbidu o wielkości ziarna < 0,2 mm, od 1 do 20% sproszkowanego lub granulowanego magnezu o wielkości ziarna < 0,8 mm i dodatkowo od 5 do 15% sproszkowanego lub granulowanego glinu o wielkości ziarna < 0,8 mm oraz ewentualnie inne sproszkowane dodatki, takie jak tlenek wapnia, węglan wapnia, produkty węglowe i/lub środki powlekające ziarna, przy czym łączna zawartość tych dodatków wynosi nie więcej niż 30%.
2. 2. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że mniej niż 25% ziaren karbidu ma wielkość od 0,1 do 0,2 mm.