TW202526039A - 用於煉鋼製程的組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種用於煉鋼製程之組成物[下文中稱為組成物(C)],其中該組成物(C)藉由混合以下各者來製備:(i)至少一種鋼鏽皮(steel scale)副產物[下文中稱為化合物(SSB)],相對於該化合物(SSB)之總重量,該鋼鏽皮副產物包含等於或大於35.0 wt.%之自由水;及(ii)至少一種第一添加劑,其量使氧化鈣與存在於該化合物(SSB)中之該自由水的重量比等於或大於1.50,其中相對於該第一添加劑之總重量,該第一添加劑包含至少80.0 wt.%之量的氧化鈣。相對於混合之後的該組成物(C)之總重量,該組成物(C)包含等於或小於5.0 wt.%之量的自由水。
Description
本發明係關於一種用於煉鋼製程之組成物。本發明進一步係關於用於生產該組成物之方法、該組成物在煉鋼製程中作為原料之用途及用於生產該組成物的預混物。
在煉鋼製程期間,產生含有有害化學物質及金屬之廢料,亦稱為副產物,諸如熔渣、粉塵及淤渣。若不正確處置,則此等廢料可污染環境、傷害人類健康及破壞生態系統。此等廢料目前大部分進行填埋處理。然而,處理大量金屬固體廢料可妨礙土壤與地下水的環境平衡。
再循環正變得非常重要。再循環為將材料(廢料)應用於新產品中以藉由減少對「習知」廢料處置之需求來防止潛在有用材料的浪費、減少新鮮原料之消耗、減少能量用量、減少空氣污染(來自煅燒)及水污染(來自填埋)的過程。再循環為降低現代廢料之關鍵部分。歐盟目前亦正在更新其關於廢料管理之法規以促進向稱為循環經濟之更可持續的模型轉變。
因此,已知將例如BOF及LAF熔渣再循環及再使用至水泥、混凝土及道路基礎設施市場中,從而使得殘餘熔渣對環境影響顯著降低,以及自其中高效回收金屬並且製造副產品。
舉例而言,Maschio等人之文獻描述鋼鏽皮(steel scale)廢料作為砂漿生產中之組分的用途(Construction Materials 4(2016)第93至101頁中的「
Steel scale waste as component in mortars production: An experimental study」案例研究)。在本文獻中,作為鋼材生產之副產物的鋼鏽皮廢料替代部分用於與水泥混合以生產砂漿的天然聚集物之精細部分。
自Goi等人之文獻中亦已知使用鋼鏽皮廢料作為用於處理液體廢料之異質催化劑,因為其為豐富的鐵源。(「
Steel Scale Waste as a Heterogeneous Fenton-like Catalyst for the Treatment of Landfill Leachate」,Ind. Eng. Chem. Res. 2021, 60, 31, 11715–11724)。
值得注意地,EP0687309 A1亦揭示一種用於自高爐洗滌器淤渣(灰塵、顆粒及淤渣)中回收鐵及碳的製程及裝置。在諸如藉由過濾或水力旋流器進行分離的一系列處理之後,所回收之鐵及碳被再循環至煉鐵操作中。
煉鋼行業亦受到再循環及循環經濟問題之影響且目前正在經歷能源轉型。煉鋼行業必須根據不斷改變之規定而特別調整其對原料的依賴性。
然而,鑒於煉鋼行業之特定要求,在本領域中使用再循環產品極具挑戰性。出於此原因,當前,來自煉鋼製程之大量廢料或副產物無法在煉鋼製程中再使用。此亦是為什麼關於煉鋼廢料之再循環及再使用的大部分文獻屬於建築領域(水泥、砂漿等)的原因,在建築領域中更易於使用源自廢料之原料而不會顯著影響最終產品的品質。
鑒於上述情況,迫切需要一種用於煉鋼製程之改良組成物,該組成物允許來自煉鋼製程之副產物在煉鋼製程中作為原料再循環且再使用。
本發明人現已意外地發現有可能提供一種滿足上述需求之組成物。
因此,現提供一種用於煉鋼製程之組成物[下文中稱為組成物(C)],其中該組成物(C)藉由混合以下各者來製備:
(i) 至少一種鋼鏽皮副產物[下文中稱為化合物(SSB)],相對於該化合物(SSB)之總重量,該鋼鏽皮副產物包含等於或大於35.0 wt.%之自由水;
(ii) 至少一種第一添加劑,該第一添加劑之量使氧化鈣與存在於該化合物(SSB)中之該自由水的重量比等於或大於1.50,其中相對於該第一添加劑之總重量,該第一添加劑包含至少80.0 wt.%之量的氧化鈣,及
其特徵在於,相對於混合之後的該組成物(C)之總重量,該組成物(C)包含等於或小於5.0 wt.%之量的自由水。
在另一態樣中,本發明進一步提供如上文所詳述的一種用於製造用於煉鋼製程之組成物的方法、如上文所詳述的一種用於製造該組成物之預混物,及如上文所詳述的該組成物在煉鋼製程中作為原料之用途。
如本文及申請專利範圍中所用,術語「包含(comprising)」及「包括(including)」為包括性的或開放式的且不排除額外未列出之要素、組成性組分或方法步驟。因此,術語「包含」及「包括」涵蓋更具限定性的術語「基本上由...組成(consisting essentially of)」及「由...組成(consisting of)」。
申請專利範圍中使用的術語「包含」不應解釋為受限於其後所列出之手段;其不排除其他要素或步驟。其需要解釋為指定所提及之所陳述特徵、整數、步驟或組分之存在,但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟或組分或其群組的存在或添加。因此,表述「包含A及B之組成物」之範疇不應受限於僅由A及B組成之組成物。其意謂就本發明而言,組成物之僅組成性組分為A及B。因此,術語「包含」及「包括」涵蓋更具限定性的術語「基本上由...組成」及「由...組成」。
如本文所使用,術語「視需要的(optional)」或「視需要(optionally)」意謂隨後描述之事件或情形可能發生或無法發生,且該描述包括其中該事件或情形發生之情況及其中該事件或情形不發生之情況。
因此,根據本發明之組成物[下文稱為組成物(C)]用於煉鋼製程中。
換言之,本發明係關於一種適合於在煉鋼製程中用作原料之組成物(C)。在本發明之上下文中,表述「煉鋼製程」係指用於生產鋼之製程。此煉鋼製程之非限制性實例為鹼性氧氣爐(basic oxygen furnace;BOF)製程、電弧爐(electric arc furnace;EAF)製程及氬氧脫碳製程(argon oxygen decarburization process;AOD)。較佳地,組成物(C)特別適合於在電弧爐(EAF)製程中用作原料。
如上所述,根據本發明之組成物由至少一種鋼鏽皮副產物[下文稱為化合物SSB]來製備。
在本發明之上下文中,表述「至少一種鋼鏽皮副產物[下文稱為化合物SSB]」意欲指代一種或多於一種鋼鏽皮副產物。出於本發明之目的,亦可使用鋼鏽皮副產物之混合物。在本文之剩餘部分中,出於本發明之目的,表述「鋼鏽皮副產物」理解為複數形式及單數形式兩者。
在本發明之上下文中,化合物(SSB)意欲指煉鋼製程之副產物,亦稱為廢料。
鋼材在鑄造之後的高溫熱處理期間,其表面上會形成鏽皮。一般而言,在煉鋼製程結束時,將鋼材浸沒於酸性浴液(亦稱為浸洗製程)中以移除存在於鋼材表面之鏽皮。接著收集酸性溶液。其後,將石灰添加至此酸性溶液中以使pH達至約10且使溶解的金屬沉澱。收集含有沉澱金屬之所得淤渣,且使所得淤渣經歷壓製製程以便將固相與液相分離。固相包含至少諸如鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)之金屬。一般而言,此固相亦包含高含量水分,且亦稱為鋼鏽皮副產物、鋼鏽皮廢料或濾餅。
較佳地,化合物(SSB)為來自不鏽鋼製程或碳鋼製程之副產物或其混合物。
有利地,化合物(SSB)可呈不同形式,諸如糊狀物、粉末、碎屑或其混合物。較佳地,化合物(SSB)為糊狀物。化合物(SSB)亦可為塊狀、研磨狀、壓碎狀或粉末狀。
如上所述,根據本發明,相對於化合物(SSB)之總重量,該至少一種鋼鏽皮副產物[下文稱為化合物(SSB)]包含等於或大於35.0 wt.%的自由水。
在本發明之上下文中,表述「自由水(free water)」意欲指水在加熱時蒸發之部分。相反地,一般而言,表述「結合水(bound water)」係指在加熱時保持與化合物結合的水。應理解,熟習此項技術者將根據該熟習此項技術者已知之標準及一般實踐量測自由水之量。較佳地,除非另外提及或指示,否則根據本發明,自由水之量測係藉由使樣本在80℃下經歷加熱步驟來執行。根據本發明,自由水在80℃之加熱步驟下根據標準NF 94-050 09-1995量測。換言之,除了加熱步驟在80℃下而非50℃或105℃下執行以外,自由水係根據標準NF 94-050 09-1995量測。一般而言,加熱步驟之持續時間為至少4小時。應進一步理解,加熱步驟之持續時間之上限取決於各種參數,諸如樣本中自由水之含量及樣本之性質。一般而言,執行自由水之量測直至經歷該量測之樣本達至恆重為止,如標準NF 94-050 09-1995中所描述。
一般而言,相對於化合物(SSB)之總重量,該化合物(SSB)包含:或等於或大於40.0 wt.%、或等於或大於45.0 wt.%、或等於或大於50.0 wt.%、或等於或大於55.0 wt.%的自由水。
應進一步理解,相對於化合物(SSB)之總重量,化合物(SSB)中之自由水的上限有利地等於或小於80.0 wt.%、或等於或小於75.0 wt.%、或等於或小於70.0 wt.%。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於化合物(SSB)之總重量,如上文所詳述之自由水以35.0 wt.%至80.0 wt.%、或35.0 wt.%至75.0 wt.%、或40.0 wt.%至75.0 wt.%、或45.0 wt.%至75.0 wt.%、或50.0 wt.%至70.0 wt.%、或55.0 wt.%至70.0 wt.%之量存在於化合物(SSB)中。
相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)可進一步包含等於或大於0.2 wt.%以CaF
2表示之氟。
應進一步理解,表述「氟」亦指離子形式F-、氟化物。
在本發明之上下文中,除非另外提及或指示,否則表述「乾重(dry weight)」意欲指在自由水蒸發之後化合物(SSB)的重量,如上文所詳述。
一般而言,化合物(SSB)中存在之氟(以CaF
2表示)可來自產生鋼鏽皮副產物的煉鋼製程。一般而言,在添加石灰以中和酸性溶液期間,產生CaF
2。因此,化合物(SSB)中之氟含量取決於在產生鋼鏽皮副產物之煉鋼製程期間所使用的條件。
一般而言,相對於化合物(SSB)之總乾重,該化合物(SSB)可包含等於或大於1.0wt.%、或等於或大於5.0 wt.%、或等於或大於7.0 wt.%的以CaF
2表示之氟。
應進一步理解,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)中的以CaF
2表示之氟的上限可有利地為等於或小於15.0 wt.%。或等於或小於12.0 wt.%、或等於或小於10.0 wt.%、或等於或小於8.0 wt.%。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於化合物(SSB)之總乾重,如上文所詳述之以CaF
2表示之氟以0.2 wt.%至15.0 wt.%、或1.0 wt.%至12.0 wt.%、或5.0 wt.%至10.0 wt.%之量存在於化合物(SSB)中。
較佳地,化合物(SSB)可進一步包含諸如鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)之金屬。
根據本發明,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)可進一步包含等於或大於10 wt.%、較佳等於或大於20 wt.%、等於或大於30 wt.%之量的以Fe
2O
3表示之鐵。應進一步理解,表述「鐵」係指存在於化合物(SSB)中之呈其所有形式(離子形式)的鐵。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)中之以Fe
2O
3表示之鐵的上限等於或小於60 wt.%、較佳等於或小於50 wt.%、等於或小於60 wt.%。
較佳地,相對於化合物(SSB)之總乾重,以Fe
2O
3表示之鐵以較佳10 wt.%至60 wt.%、較佳20 wt.%至50 wt.%、較佳30 wt.%至40 wt.%之量存在於化合物(SSB)中。
根據本發明,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)可進一步包含等於或大於0.02 wt.%、較佳等於或大於0.06 wt.%、較佳等於或大於0.10 wt.%之量的鉻。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)中之鉻的上限等於或小於15.0 wt.%、較佳等於或小於12.0 wt.%、等於或小於10.0 wt.%。
較佳地,相對於化合物(SSB)之總乾重,鉻以0.02 wt.%至15.0 wt.%、或0.06 wt.%至12.0 wt.%、較佳0.1 wt.%至10 wt.%之量存在於化合物(SSB)中。
根據本發明,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)可進一步包含等於或大於0.02 wt.%、較佳等於或大於0.06 wt.%、較佳等於或大於0.1 wt.%之量的鎳。
在一特定具體實例中,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)中之鎳的上限等於或小於15.0 wt.%、較佳等於或小於12.0 wt.%、較佳等於或小於10.0 wt.%。
較佳地,相對於化合物(SSB)之總乾重,鎳以0.02 wt.%至15.0 wt.%、或0.06 wt.%至12.0 wt.%、較佳0.1 wt.%至10 wt.%之量存在於化合物(SSB)中。
根據本發明,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)可進一步包含等於或大於0.02 wt.%、較佳等於或大於0.05 wt.%、較佳等於或大於0.1 wt.%之量的鉬。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於化合物(SSB)之總乾重,化合物(SSB)中之鉬的上限等於或小於15.0 wt.%、較佳等於或小於12.0 wt.%、較佳等於或小於10 wt.%。
較佳地,相對於化合物(SSB)之總乾重,鉬以0.02 wt.%至15.0 wt.%、或0.06 wt.%至12.0 wt.%、較佳0.1 wt.%至10 wt.%之量存在於化合物(SSB)中。
較佳地,相對於化合物(SSB)之總乾重,鉻、鎳及鉬以0.1 wt.%至50 wt.%、較佳0.2 wt.%至40 wt.%、較佳0.5 wt.%至30 wt.%之累積量存在於化合物(SSB)中。
如上所述,如上文所詳述之組成物(C)藉由將如上文所詳述之化合物(SSB)與至少一種第一添加劑混合來製備。
第一添加劑
在本發明之上下文中,表述「至少一種第一添加劑」意欲指代一種或多於一種第一添加劑。出於本發明之目的,亦可使用第一添加劑之混合物。在本文之剩餘部分中,出於本發明之目的,表述「第一添加劑」理解為複數形式及單數形式兩者。
如上所述,上文所詳述之組成物(C)係藉由將上文所詳述之化合物(SSB)與至少一種第一添加劑混合來製備,該至少一種第一添加劑之量使氧化鈣與存在於化合物(SSB)之自由水的重量比等於或大於1.50。
換言之,以使得氧化鈣與化合物(SSB)之自由水的重量比等於或大於1.50之方式將第一添加劑與化合物(SSB)混合;
。
應進一步理解,與化合物(SSB)混合之第一添加劑之量的下限應足以提供上文所詳述之氧化鈣的量。
有利地,將第一添加劑與化合物(SSB)混合,該第一添加劑之量使得氧化鈣與存在於化合物(SSB)中之自由水的重量比等於或大於1.75、較佳等於或大於1.80、更佳等於或大於1.90、甚至更佳等於或大於2.00。
有利地,將第一添加劑與化合物(SSB)混合,該第一添加劑之量使得氧化鈣與存在於化合物(SSB)中之自由水的重量比等於或小於2.50、較佳等於或小於2.25、更佳等於或小於2.15、甚至更佳等於或小於2.10。
在本發明之方法之一較佳具體實例中,第一添加劑有利地以使得氧化鈣與存在於化合物(SSB)中之自由水的重量比為1.50至2.50、更佳1.80至2.25、最佳2.0至2.15之量與化合物(SSB)混合。
根據本發明,相對於第一添加劑之總重量,第一添加劑包含至少80.0 wt.%之量的氧化鈣。換言之,表述「第一添加劑」意欲指包含至少80.0 wt.%之氧化鈣的化合物或包含至少80.0 wt.%之氧化鈣的組成物或其混合物。
有利地,相對於第一添加劑之總重量,第一添加劑包含至少85.0 wt.%之量、較佳至少90.0 wt.%之量、更佳至少95.0 wt.%之量、甚至更佳至少98.0 wt.%之量的氧化鈣。
根據本發明之組成物之一較佳具體實例,第一添加劑為包含氧化鈣或基本上由氧化鈣組成之化合物,如上文所詳述,其中,相對於化合物之總重量,氧化鈣之總量等於或大於80.0 wt.%、或大於85.0 wt.%、或大於90.0 wt.%、或大於95.0 wt.%或理想地大於98.0 wt.%。
一般而言,熟習此項技術者已知如何選擇提供上文所詳述之重量比的第一添加劑。
根據本發明,相對於第一添加劑之總重量,第一添加劑可進一步包含等於或小於20 wt.%、較佳等於或小於15 wt.%、更佳等於或小於10 wt.%之量的除氧化鈣以外之至少一種鈣鹽。在本發明之上下文中,表述「至少一種鈣鹽」意欲指代一種或多於一種鈣鹽。在本文之其餘部分中,出於本發明之目的,表述「至少一種鈣鹽」理解為複數及單數形式兩者。此等鈣鹽之非限制性實例為碳酸鈣、氫氧化鈣、硫酸鈣或硝酸鈣。
根據本發明之一具體實例,第一添加劑可進一步包含至少一種選自由以下組成之群的鎂鹽:碳酸鎂、氧化鎂及氫氧化鎂。在本發明之上下文中,表述「至少一種鎂鹽」意欲指代一種或多於一種鎂鹽。在本文之其餘部分中,出於本發明之目的,表述「至少一種鎂鹽」理解為複數及單數形式兩者。
在此具體實例中,相對於第一添加劑之總重量,存在於第一添加劑中之以氧化鎂表示之鎂的含量等於或小於10.0 wt.%、較佳等於或小於7.0 wt.%、更佳等於或小於5.0 wt.%。
相對於第一添加劑之總重量,根據本發明之第一添加劑可進一步包含等於或小於5.0%、較佳等於或小於4.0 wt.%、更佳等於或小於2.5 wt.%之量的雜質。此等雜質之非限制性實例為單獨或呈組合形式之矽、鋁、鐵、鈉、鉀、硫、磷。雜質亦可呈鹽形式、呈氧化物形式、呈與鈣之組合形式或其組合。
該第一添加劑可為化合物或組成物或其混合物。
該第一添加劑可藉由所屬領域中已知之各種方法合成製備或可具有天然來源。
天然來源之第一添加劑之非限制性實例可由諸如石灰石之開採(原始)礦石製成。一般而言,相對於石灰石之總重量,石灰石包含總量大於95.0 wt.%、或大於96.0 wt.%、或大於97.0 wt.%或理想地大於98.0 wt.%的CaCO
3。
在本發明之一較佳具體實例中,第一添加劑為生石灰。一般而言,生石灰由石灰石製成,尤其藉由鍛燒石灰石製成。
在此具體實例中,當第一添加劑為生石灰時,該生石灰之反應性t
60為至多10分鐘。生石灰反應性係利用歐洲消化反應性測試(European reactivity on slaking test)EN 459-2:建築石灰-部分2:測試方法進行評估。一般而言,生石灰反應性表示為t
60,其為當將150 g生石灰添加至600 cm³水中時達至60℃所需要的時間。較佳地,生石灰符合根據歐洲標準EN 459-1之石灰鈣CL80-R5的化學要求。
本發明人現已發現,當組成物(C)藉由將上文所詳述之化合物(SSB)與上文所詳述之至少一種第一添加劑混合來製備時,該第一添加劑之量使氧化鈣與存在於化合物(SSB)中之自由水的重量比等於或大於1.50,所得組成物(C)之自由水顯著減少。
根據本發明,相對於將上文所詳述之化合物(SSB)與上文所詳述之至少一種第一添加劑混合之後的該組成物(C)之總重量,該組成物(C)包含等於或小於5.0 wt.%之量的自由水。
本發明人已發現,本發明之組成物(C)可安全地用於煉鋼製程中。組成物(C)中之自由水等於或小於5 wt.%為一個重要數字,因為其為在煉鋼製程中安全再引入此組成物作為原料的臨限值。實際上,原料中低含量之自由水在煉鋼製程中係強制的,以避免自由水快速膨脹成氣體。歸因於煉鋼製程中所使用之高溫,自由水變為佔據更大體積之氣體。液態水快速膨脹成氣體可如此突然以至於液體鋼被噴射出容器。此會導致重大安全風險且會潛在地損害裝備。因此,使用根據本發明之第一添加劑具有成本效益,因為其避免使用進一步乾燥步驟。此外,其允許副產物之回收及再使用,尤其化合物(SSB)中含有之高價值金屬及合金的回收及再使用。
本發明提供一種用於回收及再循環鋼鏽皮副產物且促進此副產物在煉鋼製程中的後續再使用,同時改良此製程之效能的解決方案。鑒於公共策略有利於再循環,尤其在煉鋼領域中,本發明具有重要經濟潛力。
應進一步理解,上文針對化合物(SSB)所描述之自由水之定義同樣適用於組成物(C)。
較佳地,相對於組成物(C)之總重量,該組成物(C)包含等於或小於4.5 wt.%、等於或小於4.0 wt.%、較佳等於或小於3.5 wt.%、更佳等於或小於3.0 wt.%、最佳等於或大於2.5 wt.%、最佳等於或大於2.0 wt.%、甚至更佳等於或小於1.5 wt.%的自由水。
應進一步理解,相對於組成物(C)之總重量,組成物(C)中之自由水的下限有利地為等於或大於0.0 wt.%或等於或大於0.2 wt.%、較佳等於或大於0.3 wt.%、較佳等於或大於0.4 wt.%、更佳等於或大於0.5 wt.%、甚至更佳等於或大於0.7 wt.%、最佳等於或大於1.0 wt.%。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於組成物(C)之總重量,上文所詳述之自由水有利地以0.0 wt.%至5.0 wt.%、較佳0.2 wt.%至4.5 wt.%、較佳0.3 wt.%至4.0 wt.%、更佳0.5 wt.%至3.5 wt.%、更佳0.7 wt.%至3.0 wt.%、1.0 wt.%至3.0 wt.%或1.0 wt.%至2.0 wt.%之量存在於該組成物(C)中。
有利地,根據本發明,相對於將上文所詳述之化合物(SSB)與上文所詳述之至少一種第一添加劑混合之後的組成物(C)之總乾重,該組成物(C)進一步包含等於或小於20.0 wt.%、較佳等於或小於15.0 wt.%、較佳等於或小於10.0 wt.%之量的以CaF
2表示之氟。
應進一步理解,上文針對化合物(SSB)所描述之乾重之定義同樣適用於組成物(C)。
根據本發明之某一具體實例,可將第二添加劑添加至上文所詳述之組成物(C)中,其中相對於該第二添加劑之總重量,該第二添加劑包含至少20.0 wt.%的以氧化鎂形式表示之鎂。
添加至上文所詳述之組成物(C)之量係藉由組成物中(C)中以CaF
2表示之氟的量及第二添加劑的性質確定。
有利地,以使組成物中(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比等於或大於5.0之量來添加第二添加劑。
第二添加劑
在本發明之上下文中,表述「至少一種第二添加劑」意欲指代一種或多於一種第二添加劑。出於本發明之目的,亦可使用第二添加劑之混合物。在本文之剩餘部分中,出於本發明之目的,表述「第二添加劑」理解為複數形式及單數形式兩者。
在本發明之上下文中,表述「第二添加劑」意欲指包含至少一種鎂鹽之化合物或包含至少一種鎂鹽之組成物,或其混合物。
在本發明之上下文中,表述「至少一種鎂鹽」意欲指代一種或多於一種鎂鹽。
在本文之其餘部分中,出於本發明之目的,表述「至少一種鎂鹽」理解為複數及單數形式兩者。
適合之鎂鹽之非限制性實例可由碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂、硫酸鎂、矽酸鎂或硝酸鎂製成。
根據本發明之組成物之一較佳具體實例,至少一種鎂鹽係選自由以下組成之群:碳酸鎂、氧化鎂及氫氧化鎂。
如上所述,本發明之上文所詳述之組成物可藉由使用至少一種第二添加劑來製備,該至少一種第二添加劑之量使組成物(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比等於或大於5.0。
換言之,以使得組成物(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比等於或大於5.0之方式來使用第二添加劑;
。
一般而言,熟習此項技術者知道如何確定提供上文所詳述之重量比所需的第二添加劑之量。第二添加劑之量取決於第二添加劑中之鎂的含量且取決於將上文所詳述之化合物(SSB)與上文所詳述之至少一種第一添加劑混合之後的組成物(C)中的氟(以CaF
2表示)。
在本發明之某一具體實例中,組成物(C)藉由以下來製備:相對於將上文所詳述之化合物(SSB)與上文所詳述之至少一種第一添加劑混合之後的組成物中氟(以CaF
2表示)之重量,進一步添加400 wt.%至2500 wt.%、較佳1000 wt.%至2000 wt.%、較佳1500 wt.%至1800 wt.%之量的第二添加劑。
應進一步理解,所使用之第二添加劑之量的下限應足以提供上文所詳述之以氧化鎂表示之鎂的含量。
有利地,以使組成物(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比等於或大於7.0、較佳等於或大於10.0、更佳等於或大於12.0、最佳等於或大於15.0、甚至更佳等於或大於20.0之量使用第二添加劑。
有利地,以使組成物(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比等於或小於25.0、較佳等於或小於20.0、更佳等於或小於15.0、最佳等於或小於12.0、甚至更佳等於或小於10.0之量使用第二添加劑。
在本發明方法之一較佳具體實例中,以使組成物(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比為5.0至25.0、較佳7.0至20.0、更佳10.0至15.0、最佳12.0至15.0或7.0至10.0之量使用第二添加劑。
根據本發明,相對於第二添加劑之總重量,該第二添加劑包含至少20.0 wt.%之量的以氧化鎂表示之鎂。一般而言,熟習此項技術者知道如何選擇提供上文所詳述之重量比的第二添加劑。
根據本發明之組成物之一較佳具體實例,第二添加劑包含上文所詳述之鎂鹽或基本上由上文所詳述之鎂鹽組成,其中相對於第二添加劑之總重量,以氧化鎂表示之鎂的總量為至少至少25.0 wt.%、或至少30.0 wt.%、或至少35.0 wt.%或理想地至少35.0 wt.%。有利地,相對於第二添加劑之總重量,以氧化鎂表示之鎂含量小於90.0 wt.%、或小於80.0 wt.%、或小於70.0 wt.%、或小於60.0 wt.%、或小於55.0 wt.%、或小於50.0 wt.%或理想地小於45.0 wt.%。
根據本發明之組成物之一較佳具體實例,第二添加劑可進一步包含至少一種選自由以下組成之群的鈣鹽:碳酸鈣、氧化鈣及氫氧化鈣。
根據本發明之組成物之一較佳具體實例,第二添加劑包含上文所詳述之鎂鹽及上文所詳述之鈣鹽或基本上由上文所詳述之鎂鹽及上文所詳述之鈣鹽組成,其中相對於化合物之總重量,以氧化鎂表示之鎂及以氧化鈣表示之鈣的總量大於80.0 wt.%、或大於85.0 wt.%、或大於90.0 wt.%、或大於95.0 wt.%或理想地大於98.0 wt.%,且其中相對於第二添加劑之總重量,以氧化鎂表示之鎂含量為至少20.0 wt.%、或至少25.0 wt.%或理想地至少30.0 wt.%。有利地,相對於第二添加劑之總重量,以氧化鎂表示之鎂含量小於90.0 wt.%、或小於80.0 wt.%、或小於70.0 wt.%、或小於60.0 wt.%、或小於55.0 wt.%、或小於50.0 wt.%或理想地小於45.0 wt.%。有利地,相對於第二添加劑之總重量,以氧化鈣表示之鈣含量小於80.0 wt.%、或小於70.0 wt.%、或小於60.0 wt.%、或小於50.0 wt.%、或小於40.0 wt.%、或小於30.0 wt.%或理想地小於20.0 wt.%。
理想地,相對於第二添加劑之總重量,以氧化鎂表示之鎂含量在20.0 wt.%至80.0 wt.%、或20.0 wt.%至70.0 wt.%、或25.0 wt.%至60.0 wt.%、或30.0 wt.%至50.0 wt.%或30.0 wt.%至45.0 wt.%之間變化。
該第二添加劑可藉由此項技術中已知的各種方法合成製備或可具有天然來源。
天然來源之第二添加劑之非限制性實例可由諸如白雲石及白雲石石灰石之開採(原始)礦石製成。
一般而言,白雲石石灰石包含MgCO
3及CaCO
3,其中相對於白雲石石灰石之總重量,MgCO
3及CaCO
3以大於95.0 wt.%、或大於96.0 wt.%、或大於97.0 wt.%或理想地大於98.0 wt.%之總量存在,且其中相對於MgCO
3及CaCO
3之總重量,MgCO
3含量可在20.0 wt.%至45.0 wt.%、或25.0 wt.%至40.0 wt.%或30.0 wt.%至40.0 wt.%之間變化。
一般而言,白雲石包含MgCO
3及CaCO
3,其中相對於白雲石石灰石之總重量,MgCO
3及CaCO
3以大於95.0 wt.%、或大於96.0 wt.%、或大於97.0 wt.%或理想地大於98.0 wt.%之總量存在,且其中MgCO
3及CaCO
3含量以1:1的莫耳比存在。
適合用於本發明之組成物中之合成製備之第二添加劑的非限制性實例可為由以下組成之部分或完全燃燒的白雲石:氧化鈣及氧化鎂(亦稱為煅燒白雲石或白雲石生石灰或煅燒白雲石(dolime))、氫氧化鈣及氧化鎂(亦稱為半水合白雲石石灰)或氫氧化鈣及氫氧化鎂(亦稱為S型水合石灰)。
替代地,第二添加劑基本上由上文所詳述之至少一種鎂鹽組成。
在本發明之上下文中,術語「基本上由...組成」應理解為意謂按第二添加劑之總重量計,不同於上文所詳述之鎂鹽的任何額外組分以至多1.0 wt.%、或至多0.5 wt.%或至多0.1 wt.%之量存在。此添加劑之非限制性實例為氧化鎂、菱鎂礦、橄欖石及水鎂石。
應進一步理解,根據本發明之第一添加劑及第二添加劑為兩種不同化合物或組成物。
本發明人已意外地發現,當上文所詳述之第二添加劑用於製備上文所詳述之組成物(C)時,在煉鋼製程期間CaF
2對熔渣黏度之負面影響減小。已發現,CaF
2為熔渣流化劑。此意謂當含有大量CaF
2之組成物在煉鋼製程中用作原料時,在製程期間產生之熔渣的黏度較低。具有低黏度之此熔渣不再恰當地覆蓋液體鋼,其導致熱絕緣之降低且增加氮拾取之風險,該氮拾取接著可降低製程的產率。因此,使用根據本發明之第二添加劑使得改良煉鋼製程之產率,同時使用副產物作為原料。
根據本發明,相對於將上文所詳述之化合物(SSB)與上文所詳述之至少一種第一添加劑及與上文所詳述之至少一種第二添加劑混合之後的組成物(C)之總乾重,該組成物(C)進一步包含等於或小於10.0 wt.%之量的以CaF
2表示之氟。
因此,本發明人已發現,本發明之組成物(C)可在煉鋼製程中安全地用作原料,且改良該製程之產率,且減少在製程期間對其他添加劑的需要。
應進一步理解,上文針對化合物(SSB)所描述之乾重之定義同樣適用於組成物(C)。
較佳地,相對於組成物(C)之總乾重,該組成物包含等於或小於8.0 wt.%、等於或小於7.0 wt.%、較佳等於或小於6.0 wt.%、更佳等於或小於5.0 wt.%、甚至更佳等於或小於4.0 wt.%、最佳等於或小於3.0 wt.%、最佳等於或小於2.0 wt.%的以CaF
2表示之氟。
應進一步理解,相對於組成物(C)之總乾重,組成物(C)中以CaF
2表示之氟的下限有利地為等於或大於0.0 wt.%、或等於或大於0.2 wt.%、較佳等於或大於0.5 wt.%、較佳等於或大於0.7 wt.%、更佳等於或大於1.0 wt.%、甚至更佳等於或大於1.5 wt.%、最佳等於或大於2.0 wt.%。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於組成物之總乾重,上文所詳述之以CaF
2表示之氟有利地以0.0 wt.%至10.0 wt.%、較佳0.2 wt.%至8.0 wt.%、較佳0.5 wt.%至7.0 wt.%、更佳0.7 wt.%至6.0 wt.%、更佳1.0 wt.%至5.0 wt.%、或1.5 wt.%至5.0 wt.%或2.0 wt.%至5.0 wt.%之量存在於該組成物(C)中。
較佳地,該組成物(C)進一步包含至少一種成形劑。一般而言,熟習此項技術者知道如何選擇改良成形步驟之成形劑。實際上,成形劑允許包含於上文所詳述之組成物(C)中之各種組分結合在一起以改良成形步驟及所得經成形組成物(C)的機械特性。
在本發明之上下文中,表述「至少一種成形劑」意欲指代一種成形劑或多於一種成形劑。可使用成形劑之混合物。
在本文之其餘部分中,出於本發明之目的,表述「成形劑」理解為複數形式及單數形式兩者。
成形劑之非限制性實例為包含至少一種糖之化合物及包含至少一種硬脂酸鹽之化合物。包含至少一種糖之化合物之非限制性實例為糖及糖蜜。
硬脂酸鹽之非限制性實例為硬脂酸鈉鹽、硬脂酸鈣鹽、硬脂酸鎂鹽、硬脂酸鋅鹽及二羥基硬脂酸鋁。硬脂酸鈣鹽尤其較佳。
較佳地,相對於成形劑之總重量,該至少一種成形劑包含至少30.0 wt.%之至少一種選自由單糖、二糖、三糖及四糖組成之群的糖(S)[下文中稱為糖(S)]。
在本發明之上下文中,表述「至少一種選自由單糖、二糖、三糖及四糖組成之群的糖[下文中稱為糖(S)]」意欲指代一種糖(S)或多於一種糖(S)。可使用糖(S)之混合物。
在本文之其餘部分中,出於本發明之目的,表述「糖(S)」理解為複數形式及單數形式兩者。
在本發明之上下文中,本文所使用之術語「糖」可具有此項技術中已知的最廣泛含義。
糖(S)可含有一個碳水化合物單元或多於一個碳水化合物單元,該多於一個碳水化合物單元可為相同的或彼此獨立地不同。
如上所定義之糖(S)亦可含有一或多個含有五個或六個碳原子之碳水化合物單元,該一或多個碳水化合物單元分別稱為戊糖及己醣。
所提及之戊糖之非限制性實例可由視需要經至少一個鹵基、
C1-6烷基或C
1-6烷氧基取代基取代之核糖、阿拉伯糖(arabinose)、阿拉伯酮糖(arabulose)、來蘇糖、木酮糖(lyxulose)、核酮糖、木糖及木酮糖(xylulose)製成。
所提及之己糖之非限制性實例可由視需要經至少一個鹵基、C
1-6烷基或C
1-6烷氧基取代基取代之阿洛糖(allose)、阿卓糖(altrose)、果糖、半乳糖、葡萄糖、古洛糖(gulose)、艾杜糖(idose)、甘露糖、阿洛酮糖(psicose)、山梨糖、塔格糖(tagatose)及塔羅糖(talose)製成。
根據本發明之一較佳具體實例,糖(S)係選自由單醣及雙醣組成之群。
較佳的單糖係選自由以下組成之群:葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、核糖、阿拉伯糖及木糖,更佳地,糖(S)係選自由以下組成之群:葡萄糖、甘露糖及果糖。
較佳的雙糖係選自由以下組成之群:蔗糖、乳糖、麥芽糖、海藻糖及纖維二糖,更佳地選自由以下組成之群:蔗糖、乳糖及麥芽糖。蔗糖尤其較佳。
根據本發明之一更佳具體實例,糖(S)產物係選自由以下組成之群:葡萄糖、甘露糖、果糖及蔗糖。蔗糖尤其較佳。
較佳地,相對於成形劑之總重量,至少一種成形劑包含至少40.0 wt.%、更佳至少50.0 wt.%、甚至更佳至少60.0 wt.%、最佳70.0 wt.%、更佳至少75 wt.%的上文所詳述之至少一種糖(S)。
一般而言,熟習此項技術者知道如何確定改良成形步驟之成形劑的量,如上文所詳述。較佳地,相對於組成物(C)之總重量,本發明之組成物(C)包含至少1.0 wt.%、或至少1.5 wt.%、或至少2.0 wt.%、或至少2.5 wt.%之成形劑,如上文所詳述。
進一步應理解,相對於組成物(C)之總重量,組成物(C)中之成形劑的上限有利地為等於或小於8.0 wt.%或等於或大於7.0 wt.%、較佳等於或大於6.5 wt.%、較佳等於或大於6.0 wt.%、更佳等於或大於5.5 wt.%、甚至更佳等於或大於5.0 wt.%。
在本發明之組成物之一具體實例中,相對於組成物(C)之總重量,上文所詳述之成形劑有利地以1.0 wt.%至8.0 wt.%、較佳1.5 wt.%至7.0 wt.%、較佳2.0 wt.%至6.5 wt.%、更佳2.0 wt.%至6.0 wt.%、更佳2.5 wt.%至6.0 wt.%或2.5 wt.%至5.5 wt.%或2.0 wt.%至5.0 wt.%之量存在於組成物中。
較佳地,組成物(C)係呈固體組成物之形式。出於本發明之目的,術語「固體組成物」意欲指呈粉末、纖維、粉塵、錠狀物、丸粒、聚集體、壓成體或團塊形式或諸如顆粒或粹屑之顆粒形式的組成物。
較佳地,該組成物(C)係呈選自由以下組成之群的形式:粉末、聚集體、團塊或其兩者或更多者之混合物。較佳地,該組成物(C)係呈選自由以下組成之群的形式:聚集體、團塊或其兩者或更多者之混合物。
用於製造組成物( C )之方法
用於製造組成物(C)之方法亦為本發明之一態樣。
應進一步理解,上文所描述之所有定義及偏好同樣適用於下文所描述的所有其他具體實例。
本發明之組成物(C)可藉由此項技術中已知之各種方法製備。
在本發明之一個具體實例中,用於製造上文所詳述之組成物(C)之方法包含將
( a )上文所詳述之至少一種化合物(SSB)、
( b )上文所詳述之至少一種第一添加劑與
( c )視需要上文所詳述之至少一種第二添加劑混合。
本發明人已進一步發現,根據本發明製備之組成物(C)特別適用作煉鋼製程中的原料。
應理解,熟習此項技術者將根據一般實踐進行該混合,諸如特別地使用最佳時間、速度、重量、體積及批量。
此外,應理解,上文所詳述之組成物(C)中包含的各種組分之任何混合次序為可接受的。
在適當時,上文所詳述之第一添加劑及上文所詳述之第二添加劑可在與化合物(SSB)混合之前進行預混以形成預混物,或第一添加劑及第二添加劑可分開與化合物(SSB)混合。
當第一添加劑及第二添加劑分開與化合物(SSB)混合時,第一添加劑及第二添加劑可同時混合,或必要時,可在第一添加劑之後混合第二添加劑。
應進一步理解,包含於上文所詳述之組成物(C)中之各種組分可以固體形式或以液體形式引入。固體形式之非限制性實例為粉末或粉塵,然而,其亦可以壓縮形式(諸如,錠狀物、丸粒或顆粒)存在以製造組成物(C)。
包含於上文所詳述之組成物(C)中之各種化合物的形式通常為熟習此項技術者已知。
包含於組成物(C)中之各種組分通常呈上文所詳述之固體形式,然而,其亦可存在於溶液中。
舉例而言,當糖蜜用作成形劑時,此化合物為液體,亦即黏稠液體。
一般而言,上文所詳述之該混合可藉由使用此項技術中已知的各種混合手段來進行。此等混合手段之非限制性實例例如為機械混合,諸如傳統混合器及摻合器、高強度混合器及電攪拌器,該等混合器、摻合器及攪拌器可裝配有至少一個分散盤。可在混合期間施加高剪切力以便改良組成物(C)之均勻性。
較佳地,進行該混合直至獲得均勻混合物為止。
有利地,組成物(C)可進一步轉化為丸粒形式、錠狀物形式、團塊形式、壓成體形式、聚集體形式或顆粒形式,或其混合物。此轉化方法為此項技術中已知的。
在一較佳具體實例中,混合之後的該組成物(C)接著經歷成形步驟。一般而言,在此成形步驟期間,賦予組成物(C)一形狀。各種成形製程為此項技術中已知的且此類成形製程之非限制性實例為粒化、壓實、鑄漿成型、聚集、擠塑。較佳地,成形製程為壓實製程。壓實製程之非限制性實例為冷均衡加壓、壓片、壓塊、輥壓。在成形製程之後,經成形之組成物(C)可呈各種形式,諸如壓成體、錠劑、團塊、丸劑、擠出物。
較佳地,根據本發明,經成形之組成物(C)呈團塊或聚集體之形式。
較佳地,根據本發明,在混合與成形步驟之間存在等待步驟。
有利地,該等待步驟之持續時間為至少6小時、較佳至少12小時、更佳至少18小時、甚至更佳至少20小時、最佳至少24小時。
在本發明之一較佳具體實例中,在上文所詳述之混合之後且在上文所詳述之成形步驟之前,在組成物(C)中添加該成形劑。
當該製程包含等待步驟時,該成形劑可在該等待步驟之前及/或在該等待步驟期間及/或在該等待步驟之後添加。在等待步驟之後及在成形步驟之前添加成形劑尤其較佳。
上文所詳述之第一添加劑與上文所詳述之第二添加劑的預混物為本發明之另一態樣。
應進一步理解,上文所描述之所有定義及偏好同樣適用於預混物。
上文所詳述之組成物(C)在煉鋼製程中作為原料之用途為本發明的另一態樣。
應進一步理解,上文所描述之所有定義及偏好同樣適用於組成物(C)在煉鋼製程中作為原料的用途。
實例
現將參考以下實例更詳細地描述本發明,該等實例之目的僅為說明性且不意欲限制本發明之範疇。
測試方法 自由水之量測
自由水之量測藉由使樣本在80℃下經歷加熱步驟直至經歷該量測之樣本達至恆重來進行。
氟之量測
在上文所描述之自由水之量測之後量測氟的量。因此,在上文所詳述之自由水蒸發之後,在「乾式樣本」上量測氟。
氟之量測藉由使用來自Malvern Panalytical Zetium之波長色散X射線螢光光譜儀來進行。
反應性之量測
生石灰反應性利用歐洲消化反應性測試EN 459-2:建築石灰-部分2:測試方法進行評估。反應性t
60測定為當150 g生石灰添加至600 cm³水中時達至60℃所需要的時間。
燒失量 ( Loss on ignition ; LOI ) 之量測
為了測定本發明中之結合水及碳酸鹽之量,使用熱解重量分析(thermogravimetric analysis;TGA)獲得LOI,藉由在氮氣流下在鍋爐中以5℃/分鐘之速率使組成物之樣本的溫度自室溫逐漸升高至至少950℃(或達至恆定質量)來進行,同時在分析天平上量測其重量。相對於溫度標繪樣本之重量以觀測溫度升高時發生的熱轉變/分解。包含於本發明之組成物中之一或多種水合化合物在350℃與550℃之間藉由釋放水(接著稱為「結合水」)而分解。因此,在350℃與550℃之間發生之質量損失對應於根據本發明之「結合水」(以H
2O表示)的量。包含於本發明之組成物中之一或多種碳酸鹽化合物在550℃與950℃(或恆定質量)之間藉由釋放CO
2而分解。因此,在550℃與950℃(或恆定質量)之間發生之質量損失對應於根據本發明之全部碳酸鹽(以CO
2表示)之量。
附聚組成物之機械阻力之量測
抗壓強度藉由在固體樣品上施加逐漸增加的負載量(或力)直至斷裂來量測。記錄在斷裂之前所施加之最大力且將其用作機械阻力的指標。
使用實驗室壓力機Mecmesin OmniTest進行量測。
實施例 1 ( E1 )
實施例1使用具有表1至3中所描述之組成物及屬性的原料來實現。
表 1 : 鋼鏽皮副產物化合物 ( 化合物 SSB )
表 2 :第一添加劑 - 組成
表 3 :第一添加劑 - 反應性
| Wt.% | |
| 自由水 * | 55.0 |
| CaF 2** | 36.2 |
| Fe 2O 3** | 30.4 |
| Cr ** | 5.3 |
| Ni ** | 4.1 |
| Mo ** | 0.1 |
| *相對於化合物SSB之總重量 ** 相對於化合物SSB之總乾重 |
| 量(wt.%*) | |
| Na 2O | 0.04 |
| MgO | 1.55 |
| Al 2O 3 | 0.252 |
| SiO 2 | 0.745 |
| P 2O 5 | 0.025 |
| SO 3 | 0.123 |
| K 2O | 0.046 |
| CaO | 92.94 |
| Ti | 0.032 |
| Fe 2O 3 | 0.090 |
| Zn | 0.005 |
| Sr | 0.041 |
| H 2O(結合水) | 0.9 |
| CO 2(碳酸鹽) | 0.7 |
| * 相對於第一添加劑之總重量 |
| 反應性 | |
| T60(分鐘) | 1.6 |
| T°2'(℃) | 63.2 |
| Tmax (℃) | 74.7 |
將表1中描述之化合物SSB與表2及3中詳述之第一添加劑以使氧化鈣與存在於化合物(SSB)中之自由水的重量比為1.62之量混合。用Eirich強力混合器R01型在300 rpm攪拌器速度及42 rpm轉子速度下進行混合。如表1及2中詳述,將1.5 kg化合物SSB與500g第一添加劑一起添加至混合器中,且混合30分鐘。接著,再添加500g第一添加劑且混合30分鐘。接著,再添加500g第一添加劑且混合30分鐘。
在開始2小時之後對所得組成物進行取樣以量測其自由水含量,相對於該組成物之總重量,該自由水含量為4.7 wt%。此結果展示,添加第一添加劑允許獲得自由水之含量小於5 wt.%的組成物,因此該組成物可在煉鋼製程中用作原料。
實施例 2 ( E2 )
實施例2藉由將實施例1中獲得之組成物與呈現如表4中詳述之的第二添加劑混合來實現。
表 4 :第二添加劑 - 組成
| 量(wt.%*) | ||
| 自由H 2O | < 0.01 | |
| MgO | 27.5 | |
| CaO | 40.0 | |
| Fe 2O 3 | 1.8 | |
| F | < 0.01 | |
| SO 3 | 1.8 | |
| SiO 2 | 3.0 | |
| 總LOI(結合水+碳酸鹽) | 26.0 | |
| *相對於第二添加劑之總重量 |
如上文所詳述,量測實施例1中獲得之組成物中以CaF
2表示之氟的含量,且相對於組成物之總乾重,氟之含量為8.8 wt.%。接著,添加216.6g如表4中詳述之第二添加劑且將其與自實施例1中獲得之組成物中取樣的200g混合。
使用WABTurbula®混合器在72 rpm下進行混合10分鐘。相對於組成物之總重量,所得組成物之自由水為2.2 wt.%。在此組成物中,以氧化鎂表示之鎂與以CaF
2表示之氟的重量比為5.0。此結果展示,添加第二添加劑允許獲得可在煉鋼製程中安全地用作原料的組成物。
比較實施例 3 ( CE3 )
將表1中描述之化合物SSB與表2及3中詳述之第一添加劑以使氧化鈣與存在於化合物(SSB)中之自由水的重量比為1.1之量混合。如標準NF P 94-093中所描述,用快速剪切混合器進行混合。如表1及2中詳述,將1.5 kg化合物SSB與500g第一添加劑一起添加至混合器中,且混合30分鐘。接著,再添加500g第一添加劑且混合30分鐘。
在開始1小時之後對所得組成物進行取樣以量測其自由水含量,相對於該組成物之總重量,該自由水含量為17.4 wt%。此結果展示,以較低比率添加第一添加劑不允許獲得可在煉鋼製程中安全地用作原料的組成物。
表 5 :結果
成形製程之實施例 實施例 4
| E1 | E2 | CE3 | |
| 組成物( C )中之自由水 | 4.7 | 2.2 | 17.4 |
| 在添加第一添加劑期間的 CaO/ 自由 H 2O 比率 | 1.62 | 1.62 | 1.08 |
| 在添加第二添加劑之後的 MgO/CaF 2 比率 | N/A | 5.0 | N/A |
實施例4使用實施例1中獲得之組成物來實現。
使用實驗室規模之壓片裝置在94Mpa下壓製15g產物,以獲得壓縮機械強度為890N之呈錠狀物形式的附聚組成物。此結果展示,本發明之組成物可成形且所得成形產物呈現良好機械強度。
無
無
Claims (16)
- 一種用於製造在煉鋼製程中用作原料之組成物[下文中稱為組成物(C)]的方法,該方法包含混合以下各者: ( a )至少一種鋼鏽皮副產物[下文中稱為化合物(SSB)],相對於該化合物(SSB)之總重量,該鋼鏽皮副產物包含等於或大於35.0 wt.%的自由水; ( b )至少一種第一添加劑,該至少一種第一添加劑之量使氧化鈣與存在於該化合物(SSB)中之該自由水的重量比等於或大於1.50,其中相對於該第一添加劑之總重量,該第一添加劑包含至少80.0 wt.%之量的氧化鈣; 其中相對於該組成物(C)之總重量,該組成物(C)包含等於或小於5.0 wt.%之量的自由水。
- 如請求項1之方法,該方法進一步包含混合以下各者: ( c )至少一種第二添加劑,該至少一種第二添加劑之量使該組成物(C)中以氧化鎂表示之鎂與以CaF 2表示之氟的重量比等於或大於5.0,其中相對於該第二添加劑之總重量,該第二添加劑包含至少至少20.0 wt.%之以氧化鎂表示之鎂 其中相對於該組成物(C)之總乾重,該組成物(C)進一步包含等於或小於10.0 wt.%之量的以CaF 2表示之氟。
- 如請求項1或請求項2之方法,其中相對於該化合物(SSB)之總乾重,該化合物(SSB)進一步包含20 wt.%至50 wt.%之量的以Fe 2O 3表示之鐵。
- 如請求項1至3中任一項之方法,其中相對於該化合物(SSB)之總乾重,該化合物(SSB)進一步包含0.5 wt.%至30 wt.%之累積量的鉻、鎳及鉬。
- 如請求項1至4中任一項之方法,其中該第一添加劑為生石灰,較佳地,該生石灰之反應性t60為至多10分鐘,其中該反應性係根據歐洲消化反應性測試EN 459-2來量測。
- 如請求項2至5中任一項之方法,其中該至少一種鎂鹽係選自由以下組成之群:碳酸鎂、氧化鎂及氫氧化鎂。
- 如請求項1至6中任一項之方法,其中該第二添加劑係選自由以下組成之群:煅燒白雲石、白雲石、氧化鎂、菱鎂礦、橄欖石、水鎂石及其兩者或更多者之混合物。
- 如請求項1至7中任一項之方法,其中該組成物(C)係呈選自由以下組成之群的形式:粉末、聚集體、團塊或其兩者或更多者之混合物。
- 如請求項1至8中任一項之方法,其中在混合該至少一種化合物(SSB)之前,將該至少一種第一添加劑與該至少一種第二添加劑預混合以形成預混物。
- 如請求項1至9中任一項之方法,其中該組成物(C)在該混合之後經歷成形製程,較佳地,該成形製程為壓實製程。
- 如請求項10之方法,其中該組成物(C)在該成形製程之後係呈選自由以下組成之群的成形形式:錠狀物、丸粒、聚集體、壓成體、團塊、顆粒或其兩者或更多者之混合物。
- 如請求項10或請求項11之方法,其中該方法進一步包含在該混合與該成形製程之間的等待步驟。
- 如請求項12之方法,其中該等待步驟之持續時間為至少18小時,較佳至少24小時。
- 一種藉由如請求項1至11中任一項之方法獲得之在煉鋼製程中用作原料的組成物[下文中稱為組成物(C)],其中相對於混合之後的該組成物(C)之總重量,該組成物(C)包含等於或小於5.0 wt.%之量的自由水。
- 一種用於製造如請求項9至13中任一項之組成物(C)之預混物,其中該預混物包含該至少一種第一添加劑及該至少一種第二添加劑。
- 一種藉由如請求項1至13中任一項之方法獲得之組成物(C)在煉鋼製程中作為原料的用途,較佳地,該煉鋼製程係選自由以下組成之群:鹼性氧氣爐(BOF)製程、電弧爐(EAF)製程及氬氧脫碳製程(AOD)。
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