[go: up one dir, main page]

CZ291176B6 - Způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv - Google Patents

Způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv Download PDF

Info

Publication number
CZ291176B6
CZ291176B6 CZ19951074A CZ107495A CZ291176B6 CZ 291176 B6 CZ291176 B6 CZ 291176B6 CZ 19951074 A CZ19951074 A CZ 19951074A CZ 107495 A CZ107495 A CZ 107495A CZ 291176 B6 CZ291176 B6 CZ 291176B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
slag
iron
steel
weight
clinker
Prior art date
Application number
CZ19951074A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ107495A3 (en
Inventor
Alfred Edlinger
Original Assignee
Holcim Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AT0180293A external-priority patent/AT400037B/de
Priority claimed from AT130994A external-priority patent/AT405189B/de
Application filed by Holcim Ltd. filed Critical Holcim Ltd.
Publication of CZ107495A3 publication Critical patent/CZ107495A3/cs
Publication of CZ291176B6 publication Critical patent/CZ291176B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/04Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • C04B5/06Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04Recovery of by-products, e.g. slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0087Treatment of slags covering the steel bath, e.g. for separating slag from the molten metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • C21C2005/363Slag cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2200/00Recycling of waste material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Zp sob v²roby oceli a hydraulicky aktivn ch pojiv vyu v strusky bohat na oxidy eleza, nap° klad ocelovou strusku, jako oxida n prost°edek pro uhl k v surov m eleze. Struska se redukuje a vznik druh vysokopecn strusky se zlep en²mi hydraulick²mi vlastnostmi.\

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv, jako například vysokopecní strusky, slínku a podobně, ze strusek.
Dosavadní stav techniky
Při xýrobě oceli vzniká ocelová struska, která má relativně vysoký obsah oxidů železa, podmíněný oxidačním procesem. Obvyklá ocelová struska obsahuje MnO a FeO v rozsahu až do 33 % hmotnostních.
Zatímco vysokopecní struska se vyznačuje výhodnými hydraulickými vlastnostmi a výrazně menším obsahem oxidů železa, a tedy může být snadněji zhodnocena jako základní stavební hmota, způsobuje odstraňování ocelových strusek stále větší obtíže, protože tato ocelová struska v daném složení, to znamená bez dalšího metalurgického zpracování, není takto použitelná pro stavební účely a podobně. Bylo již navrženo granulovat ocelové strusky společně s vysokopecními struskami a používat je jako násypný materiál při výstavbě silnic. Avšak relativně vysoký obsah CaO v ocelové strusce připouští i v tomto případě využití pouze omezeného množství ocelové strusky.
Metalurgické zpracovávání ocelové strusky za účelem získání hodnotnějšího produktu je zpravidla spojeno s vysokou energetickou spotřebou, a proto není hospodárné.
Avšak strusky s relativně vysokým obsahem oxidů železa vznikají i při jiných metalurgických procesech nebo procesech spalování. Zvláště je známo, že strusky z konvertorů s obsahem mědi mají často obsah oxidů železa přes 50 % hmotnostních, a jsou také známy strusky ze spaloven odpadů, které se vyznačují relativně vysokým obsahem oxidů železa.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je dále zpracovávat ocelové strusky, případně strusky s vysokým obsahem oxidů železa výše uvedeného druhu bezprostředně v ocelárně a upravovat je na lépe využitelný konečný produkt, totiž na hydraulicky aktivní pojivá.
Uvedené nedostatky odstraňuje a uvedený úkol splňuje způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv podle vynálezu, jehož podstatou je, že surové železo se zkujňuje smísením se struskou obsahující oxidy železa v množství nad 5 % hmotnostních, například ocelovou struskou, struskou z konvertorů s obsahem mědi po reakci s olověnou lázní nebo struskou ze spaloven odpadů. Tímto způsobem se tedy využije vysoký obsah oxidů železa tekutých strusek, jako například ocelové strusky, pro zkujnění tekutého surového železa, které má relativně vysoký obsah uhlíku a křemíku. V zásadě se zde oxid železa s uhlíkem, případně karbidem železa převádí na železo a oxid uhelnatý, zatímco oxid železa ve strusce společně s křemíkem v lázni surového železa reaguje na železo a oxid křemičitý SiCty Tyto reakce jsou částečně exotermické, takže se dosáhne vysoké hospodárnosti. Redukcí obsahu oxidů železa v ocelové strusce se dosáhne analýzy, která se odlišuje od původní analýzy strusky a jejímž důsledkem jsou výrazně výhodnější hydraulické vlastnosti. Obsah oxidů železa se využívá k oxidaci lázně surového železa a například může být dosažena v případě ocelových strusek redukce obsahu oxidů železa na třetinu původní hodnoty, čímž se zvýší množstevní podíly ostatních složek původní ocelové strusky v celkovém složení strusky. Z toho vyplývá nová analýza strusky, která již naprosto neodpovídá původní analýze ocelové strusky. Nová analýza strusky se vyznačuje výrazně výhodnějším hydraulickým
-1 CZ 291176 B6 modulem a relativně velkým obsahem alitu, i když tímto způsobem získaný struskový produkt, který- může být označen jako cementový slínek, neodpovídá normovanému slínku z portlandského cementu, je získán vysoce hodnotný slínek zalitového cementu, který je velmi vhodný jako základ pro směs s jinými hydraulickými nebo latentně hydraulickými látkami. Zvláště je tímto 5 způsobem získaný cementový slínek vhodný pro směsi s pucolány, přičemž po 28 dnech se získá obzvláště vysoká pevnost.
Obdobné rozvahy tak, jak byly uvedeny pro ocelovou strusku, platí i pro strusky z konvertorů s obsahem mědi, případně jiné strusky, přičemž v případě strusek z konvertorů s obsahem mědi to se musí přirozeně dbát na to, že se měď, jakožto škodlivá pro ocel, nesmí dostat do ocelové lázně.
Měď se proto musí nejprve odloučit pomocí olověné lázně, přičemž se měď odstraní ze strusky před kontaktem s ocelovou lázní. Olovo samotné se následně redukuje reakcí v ocelové lázni, přičemž železo a olovo mohou být od sebe odděleny jednoduchým způsobem, protože železo a olovo spolu netvoří žádný roztok. Pod železnou, případně ocelovou lázní, se tvoří olověné 15 jezero, a v těchto případech mohou být ocel a olovo staženy odděleně.
Díky možnosti přeměnit vedle spontánního získávání, případně rekuperace kovových frakcí, také zbývající strusku na vysoce hodnotný, znovu použitelný produkt, se dosáhne značné hospodářské výhody, a mohou být zpracovány strusky, pro které nebylo dosud nalezeno smysluplné využití.
Aby se umožnila požadovaná oxidace uhlíku v lázni surového železa a tím zkujnění na ocel, postupuje se s výhodou tak, že struska obsahuje při míšení nad 8 % hmotnostních, s výhodou nad 10 % hmotnostních oxidů železa.
Pro výše uvedené základní reakce tak, jak v lázni surového železa probíhají, je zásadně důležité zachování relativně vysokých teplot. Přes alespoň částečně exotermické reakce může požadovaná teplota .v důsledku tepelných ztrát klesnout, přičemž ztrátové teplo může být opět dodáno obzvláště jednoduchým způsobem pomocí ponorných elektrod. Tavná lázeň může být na základě svého chemického složení jednoduchým způsobem využita jako elektrický odpor a lázeň surové30 ho železa jako protielektroda. Ve všech případech je pro obzvlášť hospodárné provádění způsobu podle vynálezu a především pro dokončení požadovaných reakcí v přijatelném čase nutné sázet tekutou ocelovou strusku při teplotách nad 1550 °C, zvláště nad 1600 °C a tekuté surové železo při teplotách od 1450 do 1550 °C, přičemž se s výhodou postupuje tak, že tekuté surové železo a tekutá struska se udržují spolu po dobu 3 až 8 hodin, zvláště 6 hodin, při teplotách nad 1550 °C, 35 zvláště 1660 až 1800 °C. Horní hranice je zde zvolena s ohledem na horní hranici stability alitu.
Surové železo, použité jako redukční prostředek, musí být ohřáto alespoň na 1350°C, aby se vůbec umožnila tvorba alitu. S výhodou se postupuje tak, že se tekutá ocelová struska sází při teplotách nad 1550 °C, čímž se zajistí optimální tvorba fází pro další použití strusky.
Redukcí železné lázně se sníží obsah oxidů železa ve strusce například na asi 5 % hmotnostních, přičemž způsob je s výhodou veden tak, že ze strusky se vytvoří slínek obsahující 15 až 25 % hmotnostních taveniny sestávající ze sloučenin železa a hlinitanů, přičemž zbývající část taveniny obsahuje slínkové minerály jako jsou alit a bělit.
Požadované přehřátí, které částečně vyplývá z exotermických reakcí strusky se surovým železem, může být uskutečňováno vnějším ohřevem, přičemž míšení tekutého surového železa s tekutou struskou se provádí v elektricky ohřívatelném sklopném konvertoru.
Další možnost zajištění vedle relativně vysokého obsahu oxidů železa ve strusce také odpovída50 jící teploty spočívá v tom, že se struska udržuje na teplotě přehřátí dmýcháním nebo vháněním kyslíku. Zvláště tehdy, jestliže má být struska udržována na teplotě přehřátí dmýcháním kyslíku, je výhodné, když je výška struskové lázně pro reakci se surovým železem volena v rozmezí 2 až 8 cm, nejlépe 2 až 6 cm, čímž se zajistí, že kyslíkem je zkujňována pouze struska, a nikoli pod ní ležící kovová lázeň.
-2CZ 291176 B6
Slínek vyplave na povrch železné lázně, přičemž redukované kapky železa sedimentují ze strusky, případně ze slínku do železné lázně. Protože je ve slínku vv soký sedimentační odpor, je zase výhodné, jak již bylo uvedeno výše, omezit tloušťku strusky, případně slínku na 2 až 6 cm, takže při prodlevách v rozmezí 3 až 8 hodin lze ze strusky téměř zcela odstranit kovové železo.
Další možnost nastavení požadovaných parametrů spočívá v tom, že se do strusky přidají zásadité chudé rudy pro zvýšení obsahu oxidů železa nad 8 % hmotnostních. S výhodou se také jako přísady využijí CaCO3, A12O3 a/nebo SiO2. Zvláště při použití takovýchto dalších přísad lze využít odpadní teplo z procesu, a to jak zjevné teplo, tak i chemické teplo, k předohřevu těchto materiálů.
Vedle rekuperace mědi pomocí olověné lázně existuje přirozeně také možnost rekuperace zinku, přičemž se s výhodou postupuje tak, že při sázení strusek z konvertorů s obsahem mědi se olovo stáhne pod ocelovou lázeň a zinek kondenzuje z plynné fáze.
Pro doplňování ztrátového tepla se míšení tekutého surového železa s tekutou struskou provádí v elektricky vyhřívatelném sklopném konvertoru.
Obsah oxidů železa ve strusce se snižuje v závislosti na množstevním poměru strusky a surového železa, přičemž je přirozeně možné dosáhnout pouze rovnovážných reakcí, takže úplná přeměna obsahu oxidů železa není bez dalšího myslitelná. Obzvláště hospodárný a účinný způsob spočívá v tom, že tekuté surové železo se mísí s tekutou struskou v hmotnostních poměru od 1 :2 do 1 :3.
Sintrovaný cementový slínek lze dále zpracovávat obvyklou technologií. S výhodou se zbývající část taveniny, obsahující slínkové minerály, jako jsou alit a bělit, přivede do ústroji pro chlazení slínku a granulaci, přičemž slínek se zvlášť jednoduchým způsobem chladí přímo vzduchem.
Také zkujněné tekuté surové železo, které již značně odpovídá složení oceli, může být následně dále zpracováváno známými způsoby dodatečného ošetřování oceli.
Příklady provedení vynálezu
Vynález je dále popsán pomocí příkladných provedení.
Příklad 1
Do jednoho dílu ocelové strusky se přisadilo 0,5 dílů hmotnostních tekutého surového železa, přičemž obě fáze byly spolu udržovány po dobu 6 hodin na teplotě 1660 °C. Při přeměně se vytvořilo na jeden kilogram ocelové roztavené strusky 35 g oxidu uhelnatého, odpovídající 28 normolitrům.
Výsledná struska vykazovala následující složení (v % hmotn.):
SiO28
A12O37
CaO45
MgO5
MnO + FeO30,5
TiO21
Surové železo vykazovalo následující složení (v % hmotn.):
Si C Fe
SiO2 A12O3
CaO
MgO
MnO + FeO
TiO2
Po šestihodinové reakci se složení strusky a složení oceli změnily následujícím způsobem:
Složení strusky_____________________________(% hmotn.)___________________
8,9
6,4
1,3
Složení oceli Si
C
Fe (% hmotn.)
Při hodnocení strusky, která se použila jako cementový slínek, se uskutečnilo obvyklé technologické hodnocení cementu, ze kterého byly získány následující hodnoty. V následující tabulce ío jsou pro srovnání uvedena také rozmezí typická pro portlandské slínky:
Kritérium Hodnota Typické rozmezí (pro portlandský slínek)
Hydraulický modul 1,85 17 — 23
Silikátový modul 0,67 1,8-3,2
Modul kyseliny křemičité 1,46 2,5-3,5
Modul oxidu hlinitého 0,85 1,5-2,5
Standard vápna 1,12 0,8 - 0,95
Obsah alitu (C3S) 70,7
Celkově byl získán vysoce hodnotný alitový cementový slínek. Pevnost po 28 dnech podle DIN 1164 činila 62N/mm2, tedy může být označena jako extrémně vysoká. Avšak nejedná se 15 o normovaný portlandský cementový slínek, přičemž když je požadován portlandský cementový slínek odpovídající normě, bylo by možné pokračovat v redukci oxidu železa a přisadit menší přídavek přísad, jako například jílů, pro zvýšení obsahu SiO2 a A12O3.
Příklad 2
Pro přeměnu ocelové strusky uvedené již v příkladu 1 na konečnou strusku, která by mohla být označena jako vysokopecní struska, a má mít následující složení:
Složky SiO2 A12O3 CaO MgO MnO + FeO TiO2 Konečná struska (% hmotn.) 36,5 8.5 48 5.5 0 1.5
se původní ocelová struska redukovala na konečnou strusku. Najeden kilogram ocelové strusky je zapotřebí 733 g surového železa, přičemž se vytvoří 950 g oceli a uvolní 60 g CO, případně
-4CZ 291176 B6 normolitrů CO. Pro výrobu výše uvedené konečné strusky bylo dodatečně přisazeno 225 g křemenného písku. Složení surového železa a oceli je uvedeno v následující tabulce - hodnoty jsou v % hmotn.
Složky
Si
C
Fe
Surové železo
Ocel 0
1,5
Teplota taveniny byla asi 1600 °C a byla zachována doba redukce přibližně 4,5 hodiny. Vytvořená vysokopecní struska je výtečně využitelná jako hydraulicky aktivní pojivo. Příslušné údaje byly určeny následovně:
to Hydraulický index (klín) = 92 % (velmi dobré) Pucolanita (ASTM C618) = 118 (výborné)
Příklad 3
Při použití měděné strusky z konvertoru byla nasazena výchozí struska o následujícím chemickém složení:
Hlavní složky Podíl (% hmotn.) Vedlejší složky Podíl (% hmotn.
SiO2 28 SO3 0,5
A12O3 6 K2O 0,13
Fe2O3 53 Na2O 0,64
CaO 8 TiO2 0,36
MgO 2 Cr2O3 1,4
Mn2O3 0,35
p2o5 0,27
Cl+F 1
Barevný kov Podíl (% hmotn.)
Cu 1,1
Pb 0,68
Zn 0,376
V případě vysokého obsahu struskové mědi se při předřazení olověné lázně odstranila ze strusky měď před kontaktem s železnou lázní. Následně se olovo redukovalo, přičemž železo a olovo spolu navzájem netvoří roztok, takže se pod železnou, případně ocelovou lázní vytvořilo olověné jezero. Ocel a olovo mohly být staženy zvlášť.
Relativně vysoký podíl struskového zinku se přes železnou lázeň redukoval a kondenzoval na plynnou fázi.
Zbývající koncentrace těžkých kovů ležela v oblasti surového materiálu cementového slínku. Po 30 redukci strusky pomocí uhlíku rozpuštěného v železné lázni se získala struska o následujícím složení:
Složka Podíl (% hmotn.)
SiO2 60
A12O3 13
Fe2O3 0,5
CaO 17
MgO 4
-5CZ 291176 B6
Struska se ochladila ve vodní lázni a vykazovala vynikající pucolánové vlastnosti. Současně s rekuperací kovové frakce zinku z plynné fáze kondenzací a rekuperací mědi, stejně jako rekuperací olověné lázně se získal hydraulicky aktivní materiál, který na základě dobrých pucolá5 nových vlastností vykazoval vysokou konečnou pevnost, nízké hydratační teplo a vysokou odolnost vůči chemikáliím.
Příklad 4
Z tekuté, oxidované odpadní strusky se pomocí redoxní reakce, popsané v příkladu 3, při reakční době 3,5 hodin a teplotě tavení 1500 °C odebrala měď.
Výchozí struska měla následující složení:
Složka Podíl (% hmotn.) Barevný kov Podíl (% hmotn.
SiO2 42 Cu 1,2
A12O3 8 Pb 0,25
Fe2O3 28 Zn 0,3
CaO 11 Sn 0,1
MgO 2 Ni 0,1
K2O 1
Na2O 3
TiO2 1
p2o5 0,1
Při aktivitě mědi v olověné lázni v rozmezí 30 až 40 % a tloušťce struskovrstvy 3,5 cm byla rovnovážná koncentrace mědi ve strusce 0,02 % hmotn.
Z tekuté strusky zbavené mědi se následně redukovaly a odloučily zbývající těžké kovy olovo, zinek, cín, nikl a železo.
Oddělení obou kovových fází železo/olovo zajistilo rekuperací vysoce hodnotného surového železa prakticky bez mědi, o následujícím složení:
Barevný kov
Ni
Sn
Cu
Podíl (% hmotn.)
0,34
0,13
0,07
Chlazením, granulací a mletím tekuté strusky upravené těžkými kovy získal struskový produkt „pucolán“, který vykazoval následující složení:
Složka Podíl (% hmotn.)
SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 p2o5 59 12 0,5 16 2.5 1.5 4.5 1.5 0,2
-6CZ 291176 B6
V důsledku vysokého obsahu A12O3 vykazuje pucolánový cement vysokou počáteční pevnost. Jeho klínový index je přibližně 95 %.
Celkově lze přidáním SiO2 a případně nosičů A12O3, jako například jílů, křemičitého písku a bauxitu vyrobit optimalizované vysokopecní strusky, přičemž se současně značně sníží viskozita taveniny. Při redukci takovýchto tavenin lze kapky oceli sedimentací snadněji vyloučit, takže může být značně snížen volný obsah železa v hydraulických pojivech.
Způsob podle vynálezu může být uskutečňován jednoduchým způsobem v ocelárně. Za předpokladu hodinové produkce strusky o přibližně 15 tunách by musel být nasazen konvertor s přibližně 125 t aktivní váhy, případně 35 m3 aktivního objemu, aby se mohlo vždy smísit 901 ocelové strusky, případně 30 nf s přibližně 341, to je přibližně 5 m3 surového železa. Slinutá fáze se stáhne odděleně od oceli a odpíchne se do směsné nádoby, kde proběhne dohotovení. V této směsné nádobě může například přidáním přísad, jako například jílů, a další redukcí proběhnout zušlechtění na portlandský cementový slínek. Jinak může ovšem v takovéto směsné nádobě proběhnout v prvé řadě vyrovnání fluktuací strusek.
Ústrojí pro chlazení slínku a granulaci může být chlazeno přímým způsobem pomocí vzduchu.
V takovýchto případech se vzduch zahřívá z teploty 20 °C na asi 1100 °C a slínek se chladí z asi 1600 °C na 250 °C.
Vytvořené množství oxidu uhelnatého CO představuje další zdroj energie. Oxid uhelnatý CO se objevuje při teplotách asi 1600 °C a obsahuje tedy vedle latentní tepelné energie také zjevné teplo. Když se u dobře izolovaného metalurgického zásobníku počítá s tepelnou ztrátou maximálně 30 %, znamená to, že by mohl být způsob výroby oceli a slínku podle vynálezu provozován exotermicky, pokud mohou být vytvořené spalitelné plyny optimálně zhodnoceny.
Způsobem podle vynálezu lze zvlášť jednoduše přeměnit obtížně dále využitelnou ocelovou strusku na rudný cementový slínek, přičemž se současně provede zkujnění. Způsob podle vynálezu dále umožňuje využívat velká, v konvenčních procesech bez dalšího nevyužitelná množství tepla, a takto snížit také emise plynů, zvláště CO2.
V rámci způsobu podle vynálezu se uskutečňují rozhodující reakce vždy na hraničních plochách tavenin a způsob může být prováděn ve slinovací peci. Oxid uhelnatý, vystupující z hraniční plochy, redukuje uvolněný oxid železa ve vrstvě struskové lázně, přičemž přirozeně stoupá podíl CO2 redukčního plynu ve vrstvě strusky. Od objemového podílu přibližně 15 % objemových CO2 ztrácí plyn svůj redukční účinek, přičemž je ale vždy alespoň částečně možné další energetické využití, protože takovéto plyny mohou být spalovány nad vrstvou strusky tahem vzduchu, případně kyslíkem nebo směsí vzduchu a kyslíku. Přenos tepla na strusku a železo probíhá tedy prakticky výlučně zářením.
Jak již bylo uvedeno, může být vznikající odpadní teplo použito pro předehřev přísad. Řízení teplot podle vynálezu je nastaveno na oblast stability alitu, z čehož vyplývá výše uvedené přehřátí. Vzniklý alitový sintr může být obvyklými přístroji pro chlazení slínku zmražen na alitový slínek, přičemž je hlavním úkolem minimalizace obsahu volného vápna.
Případný požadavek vnesení uhlíku pro regulaci teploty tavení surového železa a redukčního potenciálu může být uskutečněn sycením uhlíkem v lázni, například přes ponorné tyče a podobně. Vnášení uhlíku může být prováděno proti proudu nebo po proudu na několika místech. Kovová lázeň v tomto případě splňuje nejen úlohu nosiče redukčního prostředku, ale také přenosového média pro strusku a slínek, přičemž mohou být použity zvlášť jednoduché konstrukce pecí.

Claims (14)

1. Způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních poj iv ze strusek, vy zn a č uj í c í se tím, že surové železo se zkujňuje smísením se struskou obsahující oxidy železa v množství nad 5 % hmotnostních, například ocelovou struskou, struskou z konvertorů s obsahem mědi po reakci s olověnou lázní nebo struskou ze spaloven odpadů.
2. Způsob výroby podle nároku / vyznačující se tím, že struska obsahuje při míšení nad 8 % hmotnostních, s výhodou nad 10 % hmotnostních oxidů železa.
3. Způsob výroby podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplota tekuté 15 ocelové strusky je při vsázení nad 1550 °C, zvláště nad 1600 °C, a tekutého surového železa od
1450 do 1550 °C.
4. Způsob výroby podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že tekuté surové železo se mísí s tekutou struskou v hmotnostním poměru od 1 : 2 do 1 : 3.
5. Způsob výroby podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že tekuté surové železo a tekutá struska se udržují spolu po dobu 3 až 8 hodin, zvláště
6 hodin, při teplotách nad 1550 °C, zvláště 1660 až 1800 °C.
25 6. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že míšení tekutého surového železa s tekutou struskou se provádí v elektricky vyhřívatelném sklopném konvertoru.
7. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že tekutá 30 struska se udržuje na teplotě přehřátí dmýcháním nebo vháněním kyslíku.
8. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že do strusky se přisazují zásadité chudé rudy pro zvýšení obsahu oxidů železa nad 8 % hmotnostních.
35
9. Způsob výroby podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se t í m , že jako přísady jsou přisazeny
CaCO3, A12O3 a/nebo SiO2.
10. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 8, v y z n a č u j í c í se t í m, že při použití strusek z konvertorů s obsahem mědi je pod ocelovou lázní staženo olovo a zinek se kondenzuje
40 z plynné fáze.
11. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že výška struskové lázně pro reakci se surovým železem je volena v rozmezí 2 až 8 cm, s výhodou 2 až 6 cm.
12. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 10, v y z n a č u j í c í se t í m, že se ze strusky vytvoří slínek obsahující 15 až 25 % hmotnostních taveniny sestávající ze sloučenin železa ahlinitanů, přičemž zbývající část taveniny obsahuje slínkové minerály, jako jsou alit a bělit.
-8CZ 291176 B6
13. Způsob výroby podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že zbývající část taveniny, obsahující slínkové minerály jako jsou alit a bělit, případně slínek obsahující 15 až 25 % hmotnostních taveniny sestávající ze sloučenin železa a hlinitanů, se přivede do ústrojí pro
5 chlazení slínku a granulaci.
14. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že slínek se chladí přímo vzduchem.
CZ19951074A 1993-09-07 1994-08-24 Způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv CZ291176B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0180293A AT400037B (de) 1993-09-07 1993-09-07 Verfahren zum herstellen von stahl und hydraulisch aktiven bindemitteln
AT130994A AT405189B (de) 1994-07-01 1994-07-01 Verfahren zum herstellen von stahl und hydraulisch aktiven bindemitteln

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ107495A3 CZ107495A3 (en) 1996-01-17
CZ291176B6 true CZ291176B6 (cs) 2003-01-15

Family

ID=25595502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19951074A CZ291176B6 (cs) 1993-09-07 1994-08-24 Způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0666930B1 (cs)
KR (1) KR100325794B1 (cs)
CN (1) CN1037858C (cs)
AT (1) ATE151118T1 (cs)
AU (1) AU678516B2 (cs)
BR (1) BR9405583A (cs)
CA (1) CA2148226A1 (cs)
CZ (1) CZ291176B6 (cs)
DE (1) DE59402298D1 (cs)
DK (1) DK0666930T3 (cs)
ES (1) ES2102869T3 (cs)
GR (1) GR3023849T3 (cs)
HU (1) HU219946B (cs)
NZ (1) NZ271025A (cs)
RU (1) RU2127765C1 (cs)
SK (1) SK281859B6 (cs)
TR (1) TR28280A (cs)
WO (1) WO1995007365A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ297709B6 (cs) * 2001-09-11 2007-03-07 Wopfinger Stein- Und Kalkwerke Schmid & Co. Hydraulické pojivo

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA963234B (en) * 1995-05-02 1996-07-29 Holderbank Financ Glarus Process for the production of hydraulic binders and/or alloys such as e g ferrochromium of ferrovanadium
AT405839B (de) * 1996-01-17 1999-11-25 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum herstellen von roheisen, buntmetall-legierungen, fecr und synthetischen hochofenschlacken unter verwendung von metalloxidhaltigen müllverbrennungsrückständen oder schlacken
HRP970303B1 (en) * 1996-06-05 2002-06-30 Holderbank Financ Glarus Method for making pozzolans, synthetic blast-furnance slag, belite or alite clinkers, and pig-iron alloys, from oxidic slag and a device for implementing this method
EP0938591B1 (de) 1997-09-15 2007-11-07 Holcim Ltd. Verfahren zum aufarbeiten von stahlschlacken und eisenträgern zur gewinnung von roheisen und umweltverträglichen schlacken
AT406691B (de) * 1998-06-10 2000-07-25 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum entsilizieren von roheisen vor einem frischen zu stahl
LU90481B1 (fr) * 1999-12-01 2001-06-05 Wurth Paul Sa Proc-d- de post-traitement de laitiers m-tallurgiques
ATA205799A (de) * 1999-12-07 2001-03-15 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum zerkleinern von schlacken unter gleichzeitiger entschwefelung und nachfolgendem entchromen
WO2001055459A1 (de) * 2000-01-28 2001-08-02 Holcim Ltd. Verfahren zum behandeln von schlacken oder schlackengemischen auf einem eisenbad
PL194967B1 (pl) * 2000-01-28 2007-07-31 Holcim Ltd Sposób wytwarzania pucolanowych lub hydraulicznych domieszek mielonych dla przemysłu cementowego z zasadowych żużli tlenkowych
JP5665638B2 (ja) * 2011-04-19 2015-02-04 株式会社トクヤマ セメントクリンカーの製造方法
RU2492151C1 (ru) * 2012-03-26 2013-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна
UA110757C2 (uk) * 2012-09-06 2016-02-10 Лоеше Гмбх Спосіб обробки сталевого шлаку та гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал
RU2534682C1 (ru) * 2013-07-11 2014-12-10 Сергей Викторович Ласанкин Способ получения плавленых минеральных компонентов для шлакопортландцемента ( варианты)
ES2596526T3 (es) 2013-09-02 2017-01-10 Loesche Gmbh Procedimiento para tratar escoria de acería así como un aglutinante mineral hidráulico
WO2018107251A1 (pt) * 2016-12-12 2018-06-21 Instituto De Pesquisas Tecnológicas Do Estado De São Paulo S/A – Ipt Tratamento siderúrgico de escória de aciaria para uso como adição ao cimento portland
RU2674048C2 (ru) * 2017-03-24 2018-12-04 Сергей Викторович Ласанкин Способ совместного получения стали и портландцемента и технологическая камера для реализации способа
RU2710088C1 (ru) * 2018-10-23 2019-12-24 Сергей Викторович Ласанкин Способ получения стали и портландцемента и технологические камеры для реализации способа

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU71715A1 (cs) * 1975-01-24 1976-12-31
US4102675A (en) * 1975-04-16 1978-07-25 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method of treating molten slags in steel making process
US4009024A (en) * 1975-09-26 1977-02-22 Koppers Company, Inc. Process for regeneration and reuse of steelmaking slag
DE2611889C3 (de) * 1976-03-20 1978-11-02 Ferdinand Dr.Rer.Mont. 6374 Steinbach Fink Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln aus Hüttenabfallen
DE3644518A1 (de) * 1986-12-24 1988-07-14 Didier Werke Ag Verwendung von magnesit und verfahren zur durchfuehrung einer solchen verwendung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ297709B6 (cs) * 2001-09-11 2007-03-07 Wopfinger Stein- Und Kalkwerke Schmid & Co. Hydraulické pojivo

Also Published As

Publication number Publication date
CN1115580A (zh) 1996-01-24
HUT75853A (en) 1997-05-28
AU678516B2 (en) 1997-05-29
AU7452794A (en) 1995-03-27
CZ107495A3 (en) 1996-01-17
HU219946B (hu) 2001-09-28
EP0666930B1 (de) 1997-04-02
WO1995007365A1 (de) 1995-03-16
ES2102869T3 (es) 1997-08-01
ATE151118T1 (de) 1997-04-15
SK281859B6 (sk) 2001-08-06
KR100325794B1 (ko) 2002-07-31
RU2127765C1 (ru) 1999-03-20
CN1037858C (zh) 1998-03-25
EP0666930A1 (de) 1995-08-16
SK58495A3 (en) 1996-03-06
CA2148226A1 (en) 1995-03-16
NZ271025A (en) 1997-01-29
KR950704516A (ko) 1995-11-20
DE59402298D1 (de) 1997-05-07
BR9405583A (pt) 1999-09-08
DK0666930T3 (da) 1997-10-13
HU9501320D0 (en) 1995-06-28
TR28280A (tr) 1996-04-08
GR3023849T3 (en) 1997-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ291176B6 (cs) Způsob výroby oceli a hydraulicky aktivních pojiv
CN100469932C (zh) 一种v2o5直接合金化炼钢工艺
JP3754116B2 (ja) 産業廃棄物または金属酸化物を含有する廃棄物の焼却残滓を処理する方法とその方法を実施するための装置
RU2739040C1 (ru) Способ получения ферровольфрама на основе восстановления самораспространяющегося градиента алюминотермии и рафинирования шлака
NO136620B (cs)
US5865872A (en) Method of recovering metals and producing a secondary slag from base metal smelter slag
US5405429A (en) Method for treatment and conversion of refuse incineration residues into environmentally acceptable and reusable material, especially for construction purposes
JPH10502974A (ja) 水硬性結合剤及び/またはフェロクロム或いはフェロバナジウムのような合金の製造方法
KR100208317B1 (ko) 선철 및 시멘트클린커의 제조방법
RU95112569A (ru) Способ получения стали и гидравлически активных связующих из шлаков
RU2238331C2 (ru) Способ обработки шлаков или смесей шлаков
US10703675B2 (en) Method for processing steel slag and hydraulic mineral binder
US6261340B1 (en) Method for transforming slag derived from non-iron metallurgy
CN106542749A (zh) 一种预合成硅砖矿化剂及其制备方法
JP7531273B2 (ja) 副生成物の処理方法
JP7531274B2 (ja) 副生成物の処理方法
RU2154680C1 (ru) Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке
RU2020180C1 (ru) Способ выплавки феррованадия в дуговой электропечи
CN112400028A (zh) 钙、铝及硅合金以及其生产方法
SU1097697A1 (ru) Шихта дл переработки цинксодержащих материалов
RU2086659C1 (ru) Способ переработки железоглиноземистого сырья
US6068677A (en) Method for processing waste or waste fractions, in particular car shredder light fractions
AT405189B (de) Verfahren zum herstellen von stahl und hydraulisch aktiven bindemitteln
CN117658217A (zh) 一种低碱度铸余渣提取氧化锰且改质为矿棉原料的生产方法
CN117265283A (zh) 一种利用aod高温钢渣资源化利用铜渣的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19940824