RU2448169C2 - Molten slag heat utilisation method - Google Patents
Molten slag heat utilisation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448169C2 RU2448169C2 RU2009128246/02A RU2009128246A RU2448169C2 RU 2448169 C2 RU2448169 C2 RU 2448169C2 RU 2009128246/02 A RU2009128246/02 A RU 2009128246/02A RU 2009128246 A RU2009128246 A RU 2009128246A RU 2448169 C2 RU2448169 C2 RU 2448169C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- carbon
- materials
- mixture
- heat
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/08—Treatment of slags originating from iron or steel processes with energy recovery
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к утилизации тепла жидкого шлака, и может применяться в черной и цветной металлургии, угольной энергетике и в других технологических процессах, в которых образуется жидкий шлак.The invention relates to metallurgy, namely to the utilization of heat of liquid slag, and can be used in ferrous and non-ferrous metallurgy, coal energy and other technological processes in which liquid slag is formed.
Известен способ утилизации тепла жидкого шлака, включающий слив шлака в бассейн с проточной водой (С.Н.Гущин и др. Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства. - М.: Металлургия, 1993 г., стр.332). Этот способ позволяет утилизировать тепло жидкого шлака для нагрева воды. Однако нагретая вода имеет очень ограниченные возможности использования (как правило, для обогрева бытовых помещений). Кроме того, этот способ требует большого расхода воды и отличается неэкономичностью.A known method of heat recovery of liquid slag, including the discharge of slag into a pool with running water (S. N. Gushchin and others. Heat engineering and power engineering of metallurgical production. - M .: Metallurgy, 1993, p.332). This method allows you to utilize the heat of liquid slag for heating water. However, heated water has very limited possibilities for use (as a rule, for heating domestic premises). In addition, this method requires a large flow of water and is uneconomical.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ утилизации тепла жидкого шлака, включающий приведение шлака в контакт с охладителем (С.Н.Гущин и др. Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства. - М.: Металлургия, 1993 г., стр.333-335). В качестве охладителя могут применяются металлические барабаны с водой, которая, испаряясь, образует пар. Этот способ позволяет утилизировать тепло жидкого шлака для получения пара, который имеет значительно большую энергетическую ценность, чем нагретая вода. Недостатком известного способа является невозможность использования тепла жидкого шлака для восстановления оксидных материалов.The closest in technical essence and the achieved result is a method of heat recovery of liquid slag, including bringing the slag into contact with a cooler (S.N. Gushchin et al. Heat engineering and power engineering of metallurgical production. - M.: Metallurgy, 1993, p. 333 -335). As a cooler, metal drums with water can be used, which, when evaporated, form steam. This method allows you to utilize the heat of liquid slag to produce steam, which has a significantly greater energy value than heated water. The disadvantage of this method is the inability to use the heat of liquid slag to restore oxide materials.
Технической задачей изобретения является утилизация тепла жидкого шлака для восстановления оксидных материалов.An object of the invention is the utilization of heat of liquid slag for the reduction of oxide materials.
Эта задача решается тем, что в известном способе утилизации тепла жидкого шлака, включающем приведение шлака в контакт с охладителем, в качестве охладителя используется смесь оксидных и углеродсодержащих материалов.This problem is solved by the fact that in the known method of heat recovery of liquid slag, including bringing the slag into contact with a cooler, a mixture of oxide and carbon-containing materials is used as a cooler.
Под оксидными материалами понимаются материалы, содержащие оксиды железа, меди, никеля, свинца, цинка, фосфора.Oxide materials are understood to be materials containing oxides of iron, copper, nickel, lead, zinc, phosphorus.
При контакте жидкого шлака со смесью оксидных и углеродсодержащих материалов смесь нагревается и протекает реакция:Upon contact of liquid slag with a mixture of oxide and carbon-containing materials, the mixture heats up and the reaction proceeds:
ЭЛхОу+уС=хЭл+уСО, где ЭлхОу - оксидный материал, C - углерод, CO - окись углерода.EL x O y + yC = xel + USO, where El x O y is the oxide material, C is carbon, CO is carbon monoxide.
Например: Fe2O3+3C=2Fe+3CO.For example: Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO.
Параллельно может протекать и реакция:In parallel, the reaction can proceed:
ЭлхОу+уСО=хЭл+уCO2, где ЭлхОу - оксидный материал, CO - окись углерода, CO2 - двуокись углерода.El x O y + yCO = xel + yCO 2 , where El x O y is the oxide material, CO is carbon monoxide, and CO 2 is carbon dioxide.
В результате протекания этих реакций происходит восстановление элемента Эл углеродом и окисью углерода, то есть тепло жидкого шлака используется для нагрева и восстановления оксидных материалов.As a result of these reactions, the element El is reduced by carbon and carbon monoxide, that is, the heat of liquid slag is used to heat and reduce oxide materials.
Важно, чтобы вес смеси оксидных и углеродсодержащих материалов составлял не более половины веса жидкого шлака. Если их количество будет больше, тепла жидкого шлака не хватит для их нагрева до температуры, при которой интенсивно протекает реакция взаимодействия оксидов с углеродом.It is important that the weight of the mixture of oxide and carbon-containing materials is not more than half the weight of liquid slag. If their quantity is greater, the heat of liquid slag is not enough to heat them to a temperature at which the reaction of the interaction of oxides with carbon proceeds intensively.
Желательно, чтобы количество углерода в смеси оксидных и углеродсодержащих материалов составляло 10-30 мас.%. При меньшем содержании углерода степень восстановления оксидов будет незначительна. При содержании выше 30% часть углерода не может провзаимодействовать с оксидами и не будет полезно использована на восстановление.It is desirable that the amount of carbon in the mixture of oxide and carbon-containing materials is 10-30 wt.%. With a lower carbon content, the degree of reduction of oxides will be negligible. Above 30%, part of the carbon cannot interact with the oxides and will not be useful for reduction.
Наиболее хороший контакт и, соответственно, условия для восстановления оксидов возникают при использовании в качестве смеси оксидных и углеродсодержащих материалов оксидно-угольных брикетов или оксидно-угольных окатышей.The best contact and, accordingly, the conditions for the reduction of oxides arise when using oxide-carbon briquettes or oxide-carbon pellets as a mixture of oxide and carbon-containing materials.
В качестве оксидных материалов целесообразно использовать металлические руды или концентраты. Наиболее предпочтительно использовать руды или концентраты железа, меди, никеля, свинца, цинка.As oxide materials, it is advisable to use metal ores or concentrates. It is most preferable to use ores or concentrates of iron, copper, nickel, lead, zinc.
Целесообразно в качестве оксидных материалов использовать отходы, содержащие оксиды металлов. Это могут быть пыли газоочисток металлургических агрегатов, некоторые виды твердых шлаков, окалина и др. отходы. При их использовании уменьшается вредное воздействие на окружающую среду за счет уменьшения количества отходов.It is advisable to use waste materials containing metal oxides as oxide materials. It can be dust of gas purification of metallurgical units, some types of solid slag, scale and other wastes. When used, the environmental impact is reduced by reducing the amount of waste.
Также можно в качестве углеродсодержащих материалов использовать отходы, содержащие углерод. Это могут быть древесные отходы, отходы пластика, отходы углеобогащения, отходы нефтехимического производства и другие. При их использовании также уменьшается вредное воздействие на окружающую среду за счет уменьшения количества отходов.You can also use carbon-containing waste as carbon-containing materials. This can be wood waste, plastic waste, coal preparation waste, petrochemical production waste and others. Using them also reduces the harmful effects on the environment by reducing the amount of waste.
Смесь оксидных и углеродсодержащих материалов целесообразно использовать в предварительно брикетированном или окомкованном виде.A mixture of oxide and carbon-containing materials, it is advisable to use in pre-briquetted or pelletized form.
Пример. Жидкий шлак с температурой 1450°C из доменной печи выпускают в емкость. В эту емкость помещают брикеты, изготовленные из угля и окалины, образующейся при прокатке стального листа. Содержание углерода в брикетах составляет 15 мас.%. Количество брикетов - 2 тонны, порция шлака, выпускаемая в емкость - 6 тонн. Брикеты нагреваются жидким шлаком и происходит восстановление оксидов железа до металлического железа с образованием корольков металла. Восстановление начинается при нагреве брикетов до температуры 750°C. Степень металлизации железа (Feмет/Feобщ) составляет 70%. Затем частично восстановленные оксидные материалы извлекаются из шлака после его охлаждения и измельчения (например, магнитной сепарацией) и используются как шихтовые материалы при производстве чугуна или стали.Example. Liquid slag with a temperature of 1450 ° C from the blast furnace is released into the tank. Briquettes made of coal and scale formed during rolling of a steel sheet are placed in this container. The carbon content in the briquettes is 15 wt.%. The amount of briquettes is 2 tons, a portion of slag produced in a container is 6 tons. Briquettes are heated with liquid slag and iron oxides are reduced to metallic iron with the formation of metal kings. Recovery begins when the briquettes are heated to a temperature of 750 ° C. The degree of metallization of iron (Fe met / Fe total ) is 70%. Then, partially reduced oxide materials are removed from the slag after it has been cooled and crushed (for example, by magnetic separation) and used as charge materials in the production of cast iron or steel.
Если количество жидкого шлака будет меньше количества брикетов, например в емкость загрузят 2 тонны брикетов и выпустят туда 1,5 тонны шлака, то реакция восстановления практически не начнется, так как тепла шлака не хватит (температура смеси шлака и брикетов в среднем составит около 600°C) и, степень металлизации железа будет менее 10%.If the amount of liquid slag is less than the number of briquettes, for example, 2 tons of briquettes are loaded into the tank and 1.5 tons of slag are released there, the recovery reaction will practically not begin, since the heat of the slag is not enough (the temperature of the mixture of slag and briquettes will average about 600 ° C) and, the degree of metallization of iron will be less than 10%.
Если содержание углерода в брикетах будет менее 10%, например 5%, степень металлизации также резко снизится и составит 25%. Если содержание углерода будет более 30%, например 40%, то степень металлизации будет достаточно высокой - 75%, но 10% углерода остаются в брикете и полезно не используются для восстановления окислов.If the carbon content in the briquettes is less than 10%, for example 5%, the metallization degree will also sharply decrease and amount to 25%. If the carbon content is more than 30%, for example 40%, the metallization degree will be quite high - 75%, but 10% of the carbon remains in the briquette and is not useful for reducing oxides.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет утилизировать тепло жидкого шлака для восстановления оксидных материалов.Thus, the use of the invention allows to utilize the heat of liquid slag for the reduction of oxide materials.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009128246/02A RU2448169C2 (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Molten slag heat utilisation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009128246/02A RU2448169C2 (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Molten slag heat utilisation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009128246A RU2009128246A (en) | 2011-01-27 |
| RU2448169C2 true RU2448169C2 (en) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009128246/02A RU2448169C2 (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Molten slag heat utilisation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2448169C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE448739B (en) * | 1982-12-08 | 1987-03-16 | Svensk Alunskifferutveckling A | Liquid slag division and heat recovery process |
| SU1435560A1 (en) * | 1987-04-06 | 1988-11-07 | Курский Политехнический Институт | Installation for processing blast-furnace slag melt |
| RU2280699C2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное малое предприятие "Интермет-Сервис" | Method of steel making in oxygen converter with slag remaining |
| CN101423876A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-06 | 姜学仕 | Blast furnace slag treatment and slag heat energy utilization method and implementing apparatus |
-
2009
- 2009-07-22 RU RU2009128246/02A patent/RU2448169C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE448739B (en) * | 1982-12-08 | 1987-03-16 | Svensk Alunskifferutveckling A | Liquid slag division and heat recovery process |
| SU1435560A1 (en) * | 1987-04-06 | 1988-11-07 | Курский Политехнический Институт | Installation for processing blast-furnace slag melt |
| RU2280699C2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное малое предприятие "Интермет-Сервис" | Method of steel making in oxygen converter with slag remaining |
| CN101423876A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-06 | 姜学仕 | Blast furnace slag treatment and slag heat energy utilization method and implementing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009128246A (en) | 2011-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8906131B2 (en) | Direct production of iron slabs and nuggets from ore without pelletizing or briquetting | |
| Yang et al. | Pyrometallurgical recycling of stainless steel pickling sludge: a review: CC Yang et al. | |
| Mombelli et al. | Experimental analysis on the use of BF-sludge for the reduction of BOF-powders to direct reduced iron (DRI) production | |
| US20160244864A1 (en) | Production of chromium iron alloys directly from chromite ore | |
| JPS58177421A (en) | Recovery of metal from molten slag | |
| Chokshi et al. | Utilization of steel plants waste | |
| Chen et al. | Pyrometallurgical recovery of zinc and valuable metals from hazardous blast furnace dust via self-reduction roasting: Phase transformations and morphological evolution | |
| Jin et al. | Synergetic utilization of zinc-bearing dust by carbothermic reduction-roasting process: phase transformation and morphological evolution | |
| Zhunussova et al. | Research of the production of iron ore sinter from bauxite processing waste | |
| RU2448169C2 (en) | Molten slag heat utilisation method | |
| Viet et al. | Reduction kinetics of mill scale briquettes by using A3 fine coal as a reductant | |
| AU2023313102A1 (en) | A method of manufacturing molten pig iron into an electrical smelting unit | |
| Pusateri et al. | Zinc recovery via the flame reactor process | |
| EP4562190A1 (en) | A method for producing molten pig iron into an electrical smelting unit | |
| RU2639396C1 (en) | Method for pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore | |
| Stewart | Value Generation by Recovering By-Products from Steelmaking Processes: Dezincification of Basic Oxygen Steelmaking Slurry | |
| CN102816937A (en) | Method for producing zinc oxide through waste zinc material secondary distillation, and special-purposed kiln thereof | |
| RU2182184C1 (en) | Technology of processing of iron-carrying materials | |
| Kusnadi et al. | Reduction of Indonesia iron ore using biomass palm kernel shell charcoal: Effect of residence time | |
| Emel’yanova et al. | Evaluating the feasibility of recycling steelmaking dust in cupolas | |
| Zhao et al. | Current status of the technology for treating zinc-containing dust and sludge in steel plants using the rotary hearth furnace process | |
| EA032426B1 (en) | Method for processing off-grade carbon sorbent containing gold and silver | |
| RU2123053C1 (en) | Process of steel melting in open-hearth furnace | |
| Singh et al. | Reduction kinetics of iron ore pellets and the effect of binders | |
| Relander et al. | Production of ferrochrome from low-grade ores |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200723 |