PL95274B3

PL95274B3 -

Info

Publication number: PL95274B3
Application number: PL1975177449A
Authority: PL
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-20
Publication date: 1977-10-31
Also published as: CA998532A; NO144493C; JPS5943529B2; AR208189A1; LU71675A1; IT1049347B; ZA748219B; FR2258455A2; BE824414R; IN143511B; IE41162L; SE7500605L; US3881917A; ES433980A2; YU39073B; JPS50104117A; YU12675A; AU7715875A; BR7500228A; DE2501546A1

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.04.1978 95274 1 MKPC21c5/06 C21c 5/36 C21c 5/54 Int. Cl.2 C21C 5/06 C21C 5/36 C21C 5/54 • i ' * '-9 ¦¦ Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Crawford Brown Murton, Pittsiburgh (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób rafinowania stopów zelaza i Przedmiotem patentu jest sposób rafinowania stopów zelaza w zasadowym procesie tlenowym, w celu obnizenia zawartosci pierwiastków jak krzem, mangan, fosfor, siarka i wegiel, stanowiacy udoskonalenie sposobu rafinowania stopów zelaza wedlug patentu nr89755. 5 Sposób rafinowania stopów zelaza wedlug patentu nr 89755 polega na tym, ze zalany do pieca plynny wsad ogrzewa sie i swiezy wstepnie, po czym na powierzchnie wsadu naprowadza sie materialy zuzlotwórcze, stanowiace glównie palone wapno i/albo wapno dolomitowe oraz 10 srodek kondycjonujacy zuzel, skladajacy sie glównie z tlen¬ ków metali takich jak zelazo, wapn, mangan, magnez i krzem i majacy temperature topnienia znacznie nizsza od temperatury topnienia materialów zuzlotwórczych, a nas¬ tepnie kontynuuje sie proces swiezenia. 15 Wynalazek bedacy przedmiotem patentu glównego nr 89755 mial za zadanie wyeliminowanie stosowania fluorytu jako jednego ze skladników zuzlotwórczych dodawanego zgodnie ze znanymi sposobami w celu przy¬ spieszenia procesu rozpuszczania wapna. W znanych 20 zasadowych procesach tlenowych rafinowania stali zuzycie fluorytu na 1 tone stali wynosi w zaleznosci od parametrów procesu 1,5—12 kg. Stosowany w tak duzych ilosciach, fluoryt zwieksza koszty procesu i jest bardzo uciazliwy, gdyz w czasie procesu uwalnia sie z niego gazowy fluor, 25 silnie korodujacy i trujacy.

W procesie prowadzonym sposobem wedlug patentu glównego unika sie stosowania fluorytu przez zastosowanie srodka kondycjonujacego zuzel, to jest doprowadzajacego zuzel do zadanego stanu. Srodek ten stanowi mieszanine 30 tlenku zelaza, tlenku manganu, tlenku magnezu, tlenku wapnia i tlenku krzemu, a jego temperatura topnienia wynosi 1090—1540°C.

Srodek kondycjonujacy zuzel, majacy podany wyzej sklad, przyspiesza tak jak fluoryt proces rozpuszczania dodawanego wapna, jak równiez zapobiega wytwarzaniu sie ogniotrwalej powloki, która w znanych procesach powstaje przez otaczanie czastek wapna stopiona krzemion¬ ka i której powstawaniu fluoryt nie zapobiega.

Stwierdzono, ze proces rafinowania stopów zelaza w zasadowym procesie tlenowym wedlug patentu glównego mozna znacznie ulepszyc, jezeli na powierzchnie roztopio¬ nego wsadu poddanego wstepnemu swiezeniu oprócz stalych materialów zuzlotwórczych, stanowiacych glównie palone wapno i/albo wapno dolomitowe, naprowadza sie mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytem; majaca z góry ustalony sklad, zawierajaca 0,1—99,9% wagowych srodka kondycjonujacego zuzel i 0,1—99,9% wagowych fluorytu.

Zgodnie z wynalazkiem stosuje sie srodek kondycjonu¬ jacy o skladzie podanym w patencie glównym, to jest za¬ wierajacy 5—50%, zwlaszcza 15—30%, a najkorzystniej okolo 25% wagowych tlenku zelaza, 2—20%, jzwlaszcza —12%, a najkorzystniej okolo 10% wagowych tlenku manganu, 20—50%, zwlaszcza 30—48%, a najkorzystniej okolo 42% wagowych tlenku wapnia, 2—15%, zwfeszcza 8—10%, a najkorzystniej okolo 9% wagowych tlenku magnezu i 8—25%, zwlaszcza 10—16%, a najkorzystniej okolo 14% wagowych tlenku krzemu. Temperatura top- 95 27495 274 3 nienia srodka kondycjonujacego powinna wynosic 1090 — 1540°C.

Srodek kondycjonujacy zuzel zwieksza dzialanie fluo¬ rytu w nizszych temperaturach, co umozliwia skracanie cyklu rafinowania. Równoczesnie zas, stosowanie fluorytu razem z srodkami kondycjonujacymi zuzel umozliwia stosowanie mniejszych ilosci fluorytu niz w procesach znanych i tym samym ogranicza opisane wyzej wady stosowania fluorytu.

Mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytem dodaje sie do kapieli metalicznej równoczesnie z dodawa¬ niem stalego srodka zuzlotwórczego lub przed albo po jego dodaniu.

Zgodnie z wynalazkiem stosuje sie mieszaniny fluorytu z srodkami kondycjonujacymi zuzel o skladzie podanym w tablicy.

Tablica Skladnik Fluoryt Tlenki | metali Zawartosc w procentach wagowych uzyteczna 0,1—99,9 0,1—99,9 Ko¬ rzystna —95 —95 W tech¬ nice A —90 —90 W tech¬ nice B —80 —80 | Sklad uzyteczny podany w tablicy obejmuje wiekszosc procesów rafinowania stali przy uzyciu róznych, zwykle stosowanych surowców i przy wytwarzaniu róznych ga¬ tunków stali. Sklad korzystny obejmuje 90% mozliwych przypadków procesów rafinowania stali. Sklad A obejmuje 80% przypadków wytwarzania stali w technice, a sklad B odpowiednio 40% tych przypadków. Szczególnie przy wytwarzaniu stali o duzej zawartosci wegla stosowanie fluorytu i kondycjonera zuzla umozliwia rozpuszczanie czastek wapna znacznie szybsze niz przy stosowaniu samego fluorytu lub samego kondycjonera. Najkorzystniej stosuje sie w tym celu mieszanine zawierajaca 50% fluorytu i 50% kondycjonera zuzla. Na przyklad, zamiast 5 kg samego fluorytu, lub 10 kg samego srodka kondycjonujacego stosuje sie mieszanine zawierajaca 2,5 kg fluorytu i 5,0 kg kondycjonera zuzla.

Stwierdzono, ze w celu uzyskania wyników takich jak przy stosowaniu samego fluorytu, trzeba stosowac kondy- cjoner zuzla w ilosciach 1,3—2 razy wiekszych w stosunku wagowym do fluorytu.

Gdy kondycjoner zuzla i fluoryt dodaje sie z palonym wapnem i/lub wapnem dolomitowym, wówczas srodek kondycjonujacy topi sie szybko i tworzy zasadowa ciecz, która otacza czastki palonego wapna i wapna dolomitowego, zapobiegajac wytwarzaniu powloki z krzemianu dwuwapnio- wego dookola tych czastek, która to powloka powstaje przy stosowaniu znanych sposobów. Dzieki temu przyspie¬ sza sie znacznie proces rozpuszczania palonego wapna i wapna dolomitowego. Poza tym, duza zawartosc tlenku zelaza w srodku kondycjonujacym przyspiesza utlenianie fosforu i ulatwia utrzymywanie go w roztworze podczas powstawania zuzla.

V Wazna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze umozliwia on stosowanie podczas poczatkowych stadiów procesu wytapiania warunków cieplnych bardzo korzyst¬ nych dla usuwania fosforu, a w stadium pózniejszym (utlenianie wegla) umozliwia osiaganie wyzszej zasadowosci zuzla przy zawartosci tlenku zelaza nizszej niz to jest mo- 4 zliwe w procesach znanych, w których fluoryt dodaje sie bez srodka kondycjonujacego zuzel.

W znanych procesach na 1 tone stali zuzywa sie przewa¬ znie 4,5 kg fluorytu, a aby uzyskac równowazne dzialanie trzeba stosowac 6,8—9 kg samego srodka kondycjonujacego zuzel, to jest tlenków metali. Jezeli zas stosuje sie mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytem, to jak wykazano nizej w przykladzie, na 1 tone stali trzeba zuzyc tylko 1,15 kg fluorytu i 3,4 kg srodka kondycjonujacego, a wiec dzieki dwojakiemu dzialaniu tej mieszaniny, nie zwiekszajac calkowitej ilosci srodków kondycjonujacych zuzel, zmniejsza sie o 75% ilosc substancji wydzielajacej produkty trujace.

Poza tym uzyskuje sie zmniejszenie kosztu srodka kondy¬ cjonujacego zuzel o ponad 50%. Na przyklad, jezeli stosuje sie sposób wedlug wynalazku, to surówka o wysokie; zawartosci manganu zuzywa mniej fluorytu, a surówka o wysokiej zawartosci siarki zuzywa mniej kondycjonera zuzla. Efekty te mozna uzyskiwac zgodnie z wynalazkiem dzieki temu, ze utrzymuje sie niska temperature topnienia zuzla lub srodka kondycjonujacego zuzel, a takze wysoka zasadowosc zuzla, to jest stosunek wapna do krzemionki, wynoszacy okolo 3:1, który jednak przed osiagnieciem tej wartosci moze wahac sie od 1:1 do 4:1. Poza tym, dzieki niskiej temperaturze topnienia srodka kondycjonujacego zuzel,, mozna przedluzyc czas trwania reakcji w strefie wokól strumienia tlenu.

Wyznanych procesach juz we wczesnym stadium pro¬ cesu dmuchania powstaje ciekly produkt, skladajacy sie zasadniczo z krzemionki i powodujacy powstawanie krze¬ mianu dwuwapniowego. W odróznieniu od tego, jezeli stosuje sie mieszanine fluorytu i srodka kondycjonujacego zuzel wedlug wynalazku, to otrzymuje sie silnie zasadowa ciecz, która styka sie dokladnie ze stalymi czastkami wapna, dzieki czemu strefa reakcji wokól strumienia tlenu ulega rozszerzeniu i predkosc rozpuszczania stalych czastek wzrasta.

Inna zaleta stosowania zgodnie z wynalazkiem mieszaniny fluorytu i srodka kondycjonujacego zuzel jest to, ze zmniej¬ sza sie predkosc erodowania ogniotrwalej wykladziny za¬ sadowego konwertora tlenowego, gdyz predkosc ta jest najwieksza, gdy stosunek wapna do krzemionki w zuzlu wynosi okolo 0,7:1. Jak podano wyzej, w procesie prowa¬ dzonym sposobem wedlug wynalazku mozna utrzymac stosunek wapna do krzemionki wyzszy niz 1:1 juz w po^ czatkach procesu wytapiania.

Prowadzac proces sposobem wedlug wynalazku osiaga sie warunki sprzyjajace usuwaniu fosforu i siarki, lepsze niz w procesach znanych. Stosujac mieszanine fluorytu i srodka 50 kondycjonujacego zuzel wedlug wynalazku uzyskuje sie silnie zasadowy zuzel, w którym czastki palonego wapna nie sa narazone na dzialanie krzemionki o wysokim stezeniu> co w znanych procesach powoduje wytwarzanie powloki z krzemianu dwuwapniowego i utrudnia rozpuszczanie 55 czastek wapna.

Srodek kondycjonujacy, stosowany w sposobie wedlug wynalazku, zawiera topniki, takie jak tlenki zelaza, magnezu i manganu, które powoduja szybkie przechodzenie palonego wapna do roztworu, zgodnie z warunkami panujacymi 60 w stanie równowagi. Poza tym, zdolnosc uplynniajaca tego srodka kondycjonujacego jest tak duza, ze uzyty w nadmiarze moze dawac zuzel zbyt plynny, na skutek czego moze zachodzic wyrzucanie metalu i zuzla z konwer¬ tora. Fakt ten wskazuje na to, ze srodek stosowany w sposo- 65 bie wedlug wynalazku ma zdolnosc zwiekszania predkosci95 274 rozpuszczania wapna ponad wartosc wymagana w zasado¬ wym konwertorze tlenowym z dmuchem górnym lub dol¬ nym.

Przyklad. W zasadowym konwertorze tlenowym z górnym dmuchem rafinuje sie 230 ton wsadu i po uplywie 1 minuty od rozpoczecia wdmuchiwania tlenu na 1 tone wsadu dodaje sie 3,4 kg srodka kondycjonujacego zuzel, 3,4 kg fluorytu, 59 kg palonego wapna i 29 kg wapna dolo¬ mitowego.

Analiza wykazala, ze surówka poddawana procesowi zawierala 3,00% C, 1% Si,0,87% Mn, 0,113% P i 0,026%S.

Przy pierwszym wylaczeniu dmuchu analiza stopu wykazala zawartosc: 0,52% C, 0,008% P i 0,018% S, a zuzel zawieral 12,03% Si02, 39,6% CaO i 8,04% MgO. Zasadowosc zuzla wynosila 3,29 przy 26,4% Fe, 4,5% Mn, 0,05% S, 0,4% P i 1,1% A1203.

Claims

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób rafinowania stopów zelaza w zasadowym procesie tlenowym, w którym zalany do pieca plynny wsad ogrzewa sie i swiezy wstepnie, po czym na powierzchnie wsadu naprowadza sie materialy zuzlotwórcze, stanowiace glównie palone wapno i/albo wapno dolomitowe oraz 10 15 6 srodek kondycjonujacy zuzel, zawierajacy tlenki metali takich jak zelazo, wapn, mangan, magnez i krzem, a nas¬ tepnie kontynuuje sie proces swiezenia, wedlug patentu nr 89755, znamienny tym, ze na powierzchnie wsadu naprowadza sie mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytem, majaca z góry ustalony sklad, zawiera¬ jaca 0,1—99,9% wagowych fluorytu i 0,1—99,9% wagowych srodka kondycjonujacego zuzel, którego temperatura top¬ nienia wynosi 1090—1540 °C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stru¬ mien sprezonego gazu zawierajacego tlen wprowadza sie na powierzchnie metalicznej kapieli.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na 1 tone stali stosuje sie mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytem zawierajaca 3,4 kg tlenków metali i 1,15 kg flucrytu. H

4. / Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytern zawierajacakorzystnie 5—95 % wagowych fluorytu i 5—95% wagowych tlenków metali.

5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine srodka kondycjonujacego zuzel z fluorytem zawierajaca korzystnie 10—90% wago¬ wych fluorytu i 10—90% wagowych tlenków metali. Stosunek wapna do krzemionki Zawartosc wegla. , manganu, krzemu C%)