PL241831B1 - Sposób bezodpadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych - Google Patents
Sposób bezodpadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych Download PDFInfo
- Publication number
- PL241831B1 PL241831B1 PL427396A PL42739618A PL241831B1 PL 241831 B1 PL241831 B1 PL 241831B1 PL 427396 A PL427396 A PL 427396A PL 42739618 A PL42739618 A PL 42739618A PL 241831 B1 PL241831 B1 PL 241831B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- furnace
- dust
- iron
- zinc
- content
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 42
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 24
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 claims description 13
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 12
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 12
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 claims description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010309 melting process Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001309 Ferromolybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 description 2
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N zinc ferrite Chemical compound O=[Zn].O=[Fe]O[Fe]=O WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób bezodpadowego recyclingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych. Sposób ten charakteryzuje się tym, że mieszaninę pyłów i szlamów z konwertorów tlenowych o zawartości cynku w granicach od 0,5% do 3% i żelaza od 55% do 75% granuluje się w granulatorze z dodatkiem reduktora, aż do uzyskania jednorodnego materiału, przy czym ilość dodawanego reduktora mieści się w granicach od 20% do 30% masy mieszanki pyłów i szlamów z konwertora tlenowego, i zależy wprost proporcjonalnie od łącznej zawartości tlenków żelaza i cynku. Następnie, otrzymany granulat topiony jest w procesie ciągłym w temperaturze mieszczącej się w zakresie 1350°C - 1600°C w piecu elektrycznym łukowo-oporowym lub łukowym w zintegrowanym agregacie metalurgicznym, tak, że podczas topienia zachodzi proces redukcji tlenków żelaza i cynku, a wytrącony cynk w postaci gazowej jest odpędzany i utleniany w strumieniu powietrza, przy czym odpylanie fazy gazowej jest dwuetapowe, gdzie w pierwszym etapie gazy są wstępnie odpylane w komorze osadczej, w której odbierane są grubsze frakcje pyłów o średnicy powyżej 0,1 mm, które z uwagi na zawartość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca są zawracane do pieca elektrycznego. Następnie pozostałe gazy, zawierające pyły o średnicy poniżej 0,1 mm, są chłodzone dowolnym znanym sposobem do temperatury w zakresie 120°C - 200°C i następnie odpylane, tak że ze strumienia gazów procesowych oddzielane są stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm w celu wychwycenia i odzysku tlenku cynku w formie drobnego pyłu, który jest magazynowany, a powstały w piecu elektrycznym łukowo-oporowym lub łukowym stop żelaza i żużel odpadowy są okresowo spuszczane z pieca. Otrzymany w ten sposób stop żelaza charakteryzuje się podwyższoną zawartością węgla i/lub innych składników, stąd też poddawany jest modyfikacji mającej na celu usunięcie nadmiaru węgla, siarki, fosforu oraz dodanie złomu stalowego i/lub dodatków stopowych w celu uzyskania stopów handlowych.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób bezopadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych, używanych w przemyśle stalowniczym, prowadzący do całkowitej utylizacji przerabianych odpadów i produkcji w jednym etapie stali, tlenku cynku oraz żużla, spełniającego kryteria zastosowania go jako kruszywa w drogownictwie.
Złom stalowy, zawierający niewielkie ilości cynku w postaci pokryć ochronnych, jest szeroko używany jako komponent wsadu w pirometalurgicznych procesach otrzymywania żelaza i stali. W ten sposób realizowany jest proces recyklingu stali, który jednak generuje istotne ilości odpadów w postaci m.in. pyłów i szlamów. Materiały te mogą w zależności od zastosowanej technologii produkcji stali zawierać mniejsze lub większe ilości cynku.
Generalnie można wyróżnić dwa sposoby otrzymywania stali. Pierwszy sposób polega na przetwarzaniu wsadu składającego się przede wszystkim ze złomu stalowego poddawanego przetopowi w elektrycznych piecach łukowych (EAF). W ten sposób otrzymuje się pyły stalownicze o dużej zawartości cynku, które poddawane są dalszej obróbce. Sposoby obróbki pyłów stalowniczych o dużej zawartości cynku są znane w stanie techniki.
Drugi sposób realizowany jest poprzez przerób wsadu składającego się przede wszystkim z rud żelaza uzupełnionych odpowiednimi dodatkami technologicznymi i niewielką ilością stali poddawanej recyklingowi. Urządzenia wykorzystywane w tej technologii to wielkie piece (BF) oraz konwertory tlenowe (BOF).
Ten sposób produkcji stali generuje duże ilości pyłów i szlamów w stosunku do 1 tony wyprodukowanej stali. Według danych literaturowych, w odniesieniu do konwertorów tlenowych, uzyskuje się 22,9 kg pyłów i szlamów na 1 tonę stali. Wsadem do konwertorów tlenowych jest ciekłe żelazo z wielkiego pieca uzupełnione o pewne ilości złomu stalowego. Prowadzenie procesu technologicznego skutkuje uzyskiwaniem pyłów zawierających do około 0.4% cynku i szlamów, w których zawartość tego pierwiastka może sięgać 6%. Równocześnie zarówno pyły jak i szlamy z konwertorów tlenowych mogą zawierać od około 50% do nawet 75% żelaza, i w związku z tym odpad ten powinien być zawracany do procesu otrzymywania żelaza i stali. Zdecydowana większość cynku w pyłach i szlamach, otrzymywanych z utylizacji gazów procesowych konwertorów tlenowych występuje w postaci tlenku cynku ZnO (74%), a tylko niewielka część w postaci ferrytu cynku ZnFe2O4 (26%).
Ostrożne szacunki pozwalają na określenie rocznych ilości materiałów uzyskiwanych z odpylania gazów procesowych z konwertorów tlenowych na poziomie 6 mln ton. W przypadku pyłów i szlamów z konwertorów tlenowych występuje głównie składowanie odpadów na hałdach, natomiast nieliczne są przypadki wykorzystywania pewnych ilości jako dodatek do wsadu wraz z innymi tlenkowymi materiałami żelazonośnymi i przerób w konwertorze tlenowym.
Pyły i szlamy powstające w tym procesie nie są obecnie poddawane recyclingowi z dwóch powodów. Przede wszystkim pyły i szlamy zawierają bardzo małe ilości cynku, i ich odzysk znanymi metodami nie jest opłacalny, a z drugiej strony, nawet tak niewielka zawartość cynku w szlamie powoduje, że zawarte tam żelazo staje się nieprzydatne.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu bezopadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych używanych w przemyśle stalowniczym, prowadzący do całkowitej utylizacji przerabianych odpadów i produkcji w jednym etapie stali, tlenku cynku oraz żużla, spełniającego kryteria zastosowania go jako kruszywa w drogownictwie.
Sposób bezodpadowego recyclingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszaninę pyłów i szlamów z konwertorów tlenowych o zawartości cynku w granicach od 0.5% do 3% i żelaza od 55% do 75% granuluje się w granulatorze z dodatkiem reduktora, aż do uzyskania jednorodnego materiału, przy czym ilość dodawanego reduktora mieści się w granicach od 20% do 30% masy mieszanki pyłów i szlamów z konwertora tlenowego, i zależy wprost proporcjonalnie od łącznej zawartości tlenków żelaza i cynku.
Następnie, otrzymany granulat topiony jest w procesie ciągłym w temperaturze mieszczącej się w zakresie 1350°C - 1600°C w piecu elektrycznym łukowo-oporowym lub łukowym w zintegrowanym agregacie metalurgicznym, tak, że podczas topienia zachodzi proces redukcji tlenków żelaza i cynku, a wytrącony cynk w postaci gazowej jest odpędzany i utleniany w strumieniu powietrza, przy czym odpylanie fazy gazowej jest dwuetapowe, gdzie w pierwszym etapie gazy są wstępnie odpylane w komorze osadczej, w której odbierane są grubsze frakcje pyłów o średnicy powyżej 0,1 mm, które z uwagi na
PL 241 831 B1 zawartość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca są zawracane do pieca elektrycznego.
Następnie pozostałe gazy, zawierające pyły o średnicy poniżej 0,1 mm, są chłodzone dowolnym znanym sposobem do temperatury w zakresie 120°C - 200°C i następnie odpylane, tak że ze strumienia gazów procesowych oddzielana są stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm w celu wychwycenia i odzysku tlenku cynku w formie drobnego pyłu, który jest magazynowany, a powstały w piecu elektrycznym łukowo- oporowym lub łukowym stop żelaza i żużel odpadowy są okresowo spuszczane z pieca. Otrzymany w ten sposób stop żelaza charakteryzuje się podwyższoną zawartością węgla i/lub innych składników, stąd też poddawany jest modyfikacji mającej na celu usunięcie nadmiaru węgla, siarki, fosforu oraz dodanie złomu stalowego i/lub dodatków stopowych w celu uzyskania stopów handlowych.
Wstępna obróbka stopu żelaza ma miejsce w trakcie spustu stopu, ponieważ stop przelewany do kadzi ma kontakt z powietrzem i następuje częściowe utlenienie węgla. Dalsza obróbka ma miejsce w konwertorze tlenowym lub w piecu kadziowym wyposażonym w lancę tlenową.
Jeżeli modyfikacja polega tylko na usuwaniu nadmiaru węgla, przeprowadza się ją w konwertorze tlenowym bądź też w piecu kadziowym wyposażonym w lancę tlenową. W każdym z tych urządzeń, tlen przepuszczany jest przez ciekły metal do momentu, w którym osiągnięty zostanie oczekiwany poziom zawartości węgla.
Jeżeli modyfikacja polega nie tylko na usunięciu nadmiaru węgla, ale też prowadzony jest proces rozcieńczania domieszek w stopie metalicznym żelazem wprowadzanym ze złomem lub dotowania stopu żelaza określonymi dodatkami stopowymi, to proces prowadzony jest w piecu kadziowym wyposażonym w lancę tlenową. W tym piecu następuje w pierwszej kolejności przedmuchiwanie ciekłego metalu tlenem, co powoduje usunięcie nadmiaru węgla. Możliwe jest na tym etapie dodawanie złomu i/lub wprowadzanie dodatków stopowych. Tak prowadzony proces skutkuje uzyskaniem stali stopowych o wysokich parametrach jakościowych (np. stal nierdzewna chromowo-molibdenowa). Uzyskany produkt jest odlewany w postaci zależnej od wymagań odbiorców.
Korzystnie, sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że proces granulowania przeprowadzany jest przy wykorzystaniu granulatora talerzowego, bębnowego lub intensywnego.
Korzystnie, sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że proces granulowania przeprowadza się z dodatkiem reduktora będącego pyłem węglowym lub karbonizatem, lub koksikiem.
Korzystnie w sposobie według wynalazku zintegrowany agregat metalurgiczny jest w postaci dwóch pieców współpracujących z sobą w ten sposób, że metal uzyskany w pierwszym podstawowym piecu (łukowo-oporowym lub łukowym) przelewany jest bezpośrednio do pieca kadziowego umiejscowionego przy w/w piecu elektrycznym (łukowo-oporowym lub łukowym) i następnie w piecu kadziowym prowadzona jest modyfikacja składu stopu żelaza do uzyskania odpowiedniego gatunku stali.
Korzystnie, sposób według wynalazku charakteryzuje się, tym, że stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm odpylane są za pomocą odpylaczy filtracyjnych.
Szczególnie korzystnie, sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm odpylane są za pomocą filtrów pulsacyjnych workowych.
Zastosowanie sposobu według wynalazku posiada wiele zalet i jest korzystne z powodów technologicznych i ekonomicznych. Przede wszystkim dostarczony jest sposób bezopadowego recykling pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych (BOF) używanych w przemyśle stalowniczym, prowadzący do całkowitej utylizacji przerabianych odpadów i produkcji w jednym etapie stali, tlenku cynku i żużla spełniającego kryteria zastosowania go jako kruszywa w drogownictwie.
Tlenek cynku jest jednym z produktów tego procesu i ze względu na wysoką zawartość cynku, od 60% do 75%, stanowi produkt handlowy.
Żużel odpadowy nie zawiera metali ciężkich, zawartość żelaza wynosi do 3%, przy czym podstawowymi jego składnikami są tlenki CaO, MgO, AI2O3 i SO2 i stanowi on materiał ekologicznie obojętny dla środowiska, spełniający wymagania do stosowania go w charakterze kruszywa.
Połączenie, zgodnie z wynalazkiem, procesu wytopu stopu na bazie żelaza z procesem odpędzania cynku i odzysku go w postaci tlenku cynku ZnO w jednym agregacie pozwala na efektywne energetycznie przeprowadzenie procesu przy pojedynczym rozgrzaniu wsadu do temperatury powyżej 1200°C i możliwości precyzyjnego sterowania procesem wytopu stopu żelaza poprzez regulowanie ilości odpadu wsadowego do pieca łukowo-oporowego jak i regulowanie ilości dodatków stopowych dodawanych na etapie przetwarzania stopu żelaza w konwertorze tlenowym lub piecu kadziowym.
PL241 831 Β1
Oszczędność energetyczna pozwala na przerób odpadu o niskiej zawartości cynku i czyni ten proces opłacalnym ekonomicznie.
Poniżej przedstawione zostały n i eog ran i czające przykłady realizacji sposobu według wynalazku.
Przykład 1
1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych zawierających 2,82% cynku i 59,9% Fe, zostały zmieszane z 200 g pyłu węglowego pełniącego rolę reduktora i poddane granulowaniu przy wykorzystaniu granulatora talerzowego. Po granulacji, materiał został przekierowany do zintegrowanego agregatu metalurgicznego, którego głównym elementem jest piec łukowo-oporowy, w którym w procesie ciągłym w temperaturze maksymalnej 1510°C przez 40 min przeprowadzono proces redukcji tlenków żelaza i cynku.
Przy czym, temperatura maksymalna to najwyższa temperatura odnotowywana w podstawowym piecu zintegrowanego agregatu metalurgicznego. Temperatura w trakcie procesu może obniżać się o około 50 stopni w momentach dodawania kolejnych porcji wsadu, usuwania żużla i stopu żelaza z pieca (wytopach laboratoryjnych temperatura maksymalna to najwyższa uzyskana temperatura utrzymywana przez co najmniej 3/4 wskazywanego czasu przetopu).
Wytrącony cynk w postaci gazowej został odpędzony i utleniony w strumieniu powietrza. W tym etapie procesu otrzymano: (i) materiał odpadowy - żużel odpadowy w ilości 181 g, zawierający 1,83% Fe i 0,08% Zn, który następnie został poddany kruszeniu a następnie zmagazynowany, oraz (ii) gazy procesowe i (iii) stop żelaza, które zostały podane dalszej obróbce.
I tak, gazy procesowe zostały poddane dwuetapowemu odpylaniu. W pierwszym etapie odpylania gazy przeszły przez komorę wstępnego odpylania (komorę osadczą), gdzie odbierane zostały grubsze frakcje pyłów, o średnicy powyżej 0,1 mm, które uwagi na zawartość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca zostały zawrócone do procesu. W kolejnym etapie odpylania, gazy zostały schłodzone do temperatury 180°C i skierowanie na odpylacze filtracyjne w postaci filtrów workowych, w wyniku czego oddzielono stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm zawierające tlenek cynku w formie drobnego pyłu. W wyniku oddzielenia cząsteczek stałych otrzymano 44 g pyłu tlenku cynku ZnO, zawierającego 62,7% Zn. Pył tlenku cynku ZnO został następnie zmagazynowany. Pozostały gaz odpylony został przekazany do emitora.
W wyniku procesów zachodzących w trakcie topienia granulatu w piecu łukowo-oporowym zyskano również 608 g stopu żelaza (96,1% Fe; 0,009% Zn; 3,02% C), które poddano obróbce, tj. przepuszczeniu tlenu przez ciekły metal, mającej na celu utlenienie węgla w konwertorze tlenowym, w wyniku czego otrzymano 580 g stopu żelaza o zawartości 0,60% C.
| Materiał wsadowy: | 1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych (2,82 % Zn; 59,9 % Fe;), 200 g pyłu węglowego |
| Czas przetopu: | 40 min |
| Temperatura maks. | 1510°C |
| Produkty: | 608 g stopu żelaza (96,1 % Fe; 0,009 % Zn; 3,02 % C), 44 g pyłu ZnO (62,7 % Zn), 181 g żużla (1,83 % Fe; 0,08 % Zn) |
| Stop żelaza po obróbce (utlenianie węgla w konwertorze tlenowym) | 580 g (0,60% C;) |
Przykład 2
1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych zawierających 2,12% Zn i 66,7% Fe, zostało zmieszane z 250 g pyłu węglowego pełniącego rolę reduktora i poddane granulowaniu przy wykorzystaniu granulatora talerzowego. Po granulacji, materiał został przekierowany do zintegrowanego agregatu metalurgicznego, którego głównym elementem był piec łukowo-oporowy, w którym w procesie ciągłym w temperaturze maksymalnej 1480°C przez 60 min, przeprowadzono proces redukcji tlenków żelaza i cynku, a wytrącony cynk w postaci gazowej został odpędzony i utleniony w strumieniu powietrza.
PL 241 831 Β1
W tym etapie procesu otrzymano: (i) materiał odpadowy - żużel odpadowy w ilości 163 g zawierający 1,36% Fe oraz 0,1% Zn, który następnie został poddany kruszeniu a następnie zmagazynowany, oraz (ii) gazy procesowe i (iii) stop żelaza, które zostały podane dalszej obróbce.
I tak, gazy procesowe zostały poddane dwuetapowemu odpylaniu. W pierwszym etapie odpylania gazy przeszły przez komorę wstępnego odpylania (komorę osadczą), gdzie odebrane zostały grubsze frakcje pyłów, o średnicy powyżej 0,1 mm, które uwagi na zawartość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca zostały zawrócone do procesu. W kolejnym etapie odpylania, gazy zostały schłodzone do temperatury 180°C i skierowanie na odpylacze filtracyjne w postaci filtrów workowych, w wyniku czego oddzielono stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm zawierające tlenek cynku w formie drobnego pyłu. W wyniku oddzielenia cząsteczek stałych otrzymano 28,9 g pyłu tlenku cynku, zawierającego 69,9% Zn. Pył tlenku cynku ZnO został następnie zmagazynowany. Pozostały gaz odpylony przekazany został do emitora.
W wyniku procesów zachodzących w trakcie topienia granulatu w piecu łukowo-oporowym zyskano również 683,1 g stopu żelaza (95,6% Fe; 0,008% Zn; 3,2% C), które następnie poddano obróbce w piecu kadziowym z lancą tlenową, polegającej na przedmuchaniu tlenem w celu usunięcia nadmiaru węgla oraz na dodaniu żelazochromu HC w ilości 250 g (64% Cr, 29% Fe) oraz żelazomolibdenu w ilości 18 g (65% Mo, 33% Fe), w wyniku czego otrzymano 924 g stopu żelaza zawierającego 0,45% C; 17,5% Cr, 1,3% Mo (stal nierdzewna chromowo-molibdenowa).
| Materiał wsadowy: | 1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych (2,12% Zn; 66,7 % Fe;), 250 g pyłu węglowego |
| Czas przetopu: | 60 min |
| Temperatura maks. | 1480°C |
| Produkty: | 683,1 g stopu żelaza (95,6 % Fe; 0,008 Zn; 3,2 % C;), 28,9 g pyłu ZnO (69,9 % Zn), 163 g żużla (1,36% Fe; 0,1% Zn) |
| Dodatki stopowe do modyfikacji stopu żelaza: - żelazochrom HC - żelazomolibden | 250 g (64% Cr, 29% Fe) 18 g (65% Mo, 33% Fe) |
| Stop żelaza po obróbce (modyfikacja składu w piecu kadziowym - utlenianie węgla, dotowanie Cr i Mo) | 924g (0,45 % C; 17,5% Cr, 1,3% Mo) |
Przykład 3
1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych zawierających 3,95% Zn i 60,4% Fe, zostały zmieszane z 210 g pyłu węglowego pełniącego rolę reduktora i poddane granulowaniu przy wykorzystaniu granulatora talerzowego. Po granulacji, materiał został przekierowany do zintegrowanego agregatu metalurgicznego, którego głównym elementem był piec łukowo-oporowy, w którym w procesie ciągłym w temperaturze 1500°C przez 50 min, przeprowadzono proces redukcji tlenków żelaza i cynku, a wytrącony cynk w postaci gazowej został odpędzony i utleniony w strumieniu powietrza. W tym etapie procesu otrzymano: (i) materiał odpadowy - żużel odpadowy w ilości 172 g i zawierający 1,91% Fe i 0,07% Zn, który następnie został poddany kruszeniu a następnie zmagazynowany, oraz (ii) gazy procesowe i (iii) stop żelaza, które zostały podane dalszej obróbce. 1 tak, gazy procesowe zostały poddane dwuetapowemu odpylaniu.
W pierwszym etapie odpylania gazy przeszły przez komorę wstępnego odpylania (komorę osadczą), gdzie odbierane zostały grubsze frakcje pyłów, o średnicy powyżej 0,1 mm, które uwagi na zawar
PL241 831 Β1 tość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca zostały zawrócone do procesu. W kolejnym etapie odpylania, gazy zostały schłodzone do temperatury 185°C i skierowanie na odpylacze filtracyjne w postaci filtrów workowych, w wyniku czego oddzielono stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm zawierające tlenek cynku w formie drobnego pyłu. W wyniku oddzielenia cząsteczek stałych otrzymano 63,3 g pyłu tlenku cynku, zawierającego 61,9% Zn. Pył tlenku cynku ZnO został następnie zmagazynowany. Pozostały gaz odpylony przekazany został do emitora.
W wyniku procesów zachodzących w trakcie ogrzewania granulatu w piecu łukowo-oporowym uzyskano również 622 g stopu żelaza (96,3% Fe; 0,01% Zn; 2,88% C), które poddano obróbce mającej na celu utlenienie węgla w konwertorze tlenowym, w wyniku czego otrzymano 588 g stopu żelaza o zawartości 0,70% C.
| Materiał wsadowy: | 1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych (3,95 % Zn; 60,4 % Fe;), 210 g pyłu węglowego |
| Czas przetopu: | 50 min |
| Temperatura maksymalna: | 1500°C |
| Produkty: | 622 g stopu żelaza (96,3 % Fe; 0,01 % Zn; 2,88 % C), 63,3 g pyłu ZnO (61,9 % Zn), 172 g żużla (1,91 % Fe; 0,07 % Zn) |
| Stop żelaza po obróbce (utlenianie węgla w konwertorze tlenowym) | 588 g (0,70% C;) |
Przykład 4
1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych zawierających 2,55% Zn; 62,4% Fe, zostało zmieszane z 235 g pyłu węglowego pełniącego rolę reduktora i poddane granulowaniu przy wykorzystaniu granulatora talerzowego. Po granulacji, materiał został przekierowany do zintegrowanego agregatu metalurgicznego, którego głównym elementem był piec łukowo-oporowy, w którym w procesie ciągłym w temperaturze maksymalnej 1520°C przez 60 min, przeprowadzono proces redukcji tlenków żelaza i cynku, a wytrącony cynk w postaci gazowej został odpędzony i utleniony w strumieniu powietrza. W tym etapie procesu otrzymano: (i) materiał odpadowy - żużel odpadowy w ilości 171 g zawierający 1,76% Fe oraz 0,06% Zn, który następnie został poddany kruszeniu a następnie zmagazynowany, oraz (ii) gazy procesowe i (iii) stop żelaza, które zostały podane dalszej obróbce.
I tak, gazy procesowe zostały poddane dwuetapowemu odpylaniu. W pierwszym etapie odpylania gazy przeszły przez komorę wstępnego odpylania (komorę osadczą), gdzie odebrane zostały grubsze frakcje pyłów, o średnicy powyżej 0,1 mm, które uwagi na zawartość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca zostały zawrócone do procesu. W kolejnym etapie odpylania, gazy zostały schłodzone do temperatury 180°C i skierowanie na odpylacze filtracyjne w postaci filtrów workowych, w wyniku czego oddzielono stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm zawierające tlenek cynku w formie drobnego pyłu. W wyniku oddzielenia cząsteczek stałych otrzymano 36,8 g pyłu tlenku cynku, zawierającego 68,8% Zn. Pył tlenku cynku ZnO został następnie zmagazynowany. Pozostały gaz odpylony przekazany został do emitora.
W wyniku procesów zachodzących w trakcie topienia granulatu w piecu łukowo-oporowym uzyskano również 641,2 g stopu żelaza 96,6% Fe; 0,007% Zn; 3,0% C, które następnie poddano obróbce w piecu kadziowym, polegającej na przedmuchaniu tlenem w celu usunięcia nadmiaru węgla oraz na dodaniu żelazochromu HC w ilości 210 g (64% Cr, 29% Fe) oraz żelazomolibdenu w ilości 15 g (65% Mo, 33% Fe), w wyniku czego otrzymano 849 g stopu żelaza zawierającego 0,33% C; 15,0% Cr; 1,0% Mo (stal nierdzewna chromowo-molibdenowa).
PL 241 831 Β1
| Materiał wsadowy: | 1000 g mieszanki pyłów i szlamów konwertorowych (2,55 % Zn; 62,4 % Fe;), 235 g pyłu węglowego |
| Czas przetopu: | 60 min |
| Temperatura maksymalna: | 1520°C |
| Produkty: | 641,2 g stopu żelaza (96,6 % Fe; 0,007 Zn; 3,0 % C;), 36,8 g pyłu ZnO (68,8 % Zn), 171 g żużla (1,76 % Fe; 0,06 % Zn) |
| Dodatki stopowe do modyfikacji stopu żelaza: - żelazochrom HC - żelazomolibden | 210 g (64% Cr, 29% Fe) 15 g (65% Mo, 33% Fe) |
| Stop żelaza po obróbce (modyfikacja składu w piecu kadziowym - utlenianie węgla, dotowanie Cr i Mo) | 849g (0,33 % C; 15,0 % Cr; 1,0 % Mo) |
Podane przykłady realizacji nie wyczerpują możliwości zastosowania wynalazku.
Claims (6)
1. Sposób bezodpadowego recyclingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych znamienny tym, że:
• mieszaninę pyłów i szlamów z konwertorów tlenowych o zawartości cynku w granicach od 0.5% do 3% i żelaza od 55% do 75% granuluje się w granulatorze z dodatkiem reduktora, aż do uzyskania jednorodnego materiału, przy czym ilość dodawanego reduktora mieści się w granicach od 20% do 30% masy mieszanki pyłów i szlamów z konwertora tlenowego, i zależy wprost proporcjonalnie od łącznej zawartości tlenków żelaza i cynku, • następnie, otrzymany granulat jest topiony w procesie ciągłym w temperaturze mieszczącej się w zakresie 1350°C - 1600°C w piecu elektrycznym łukowo-oporowym lub łukowym w zintegrowanym agregacie metalurgicznym, tak, że podczas topienia zachodzi proces redukcji tlenków żelaza i cynku, a wytrącony cynk w postaci gazowej jest odpędzany i utleniany w strumieniu powietrza, • przy czym odpylanie fazy gazowej jest dwuetapowe, gdzie w pierwszym etapie gazy są wstępnie odpylane w komorze osadczej, w której odbierane są grubsze frakcje pyłów o średnicy powyżej 0,1 mm, które z uwagi na zawartość w nich materiału wynoszonego mechanicznie z pieca i zbliżonego składem do materiału wsadowego do pieca są zawracane do pieca elektrycznego, po czym pozostałe gazy, zawierające pyły o średnicy poniżej 0,1 mm, są chłodzone dowolnym znanym sposobem do temperatury w zakresie 120°C-200°C i następnie odpylane, tak że ze strumienia gazów procesowych oddzielane są stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm w celu wychwycenia i odzysku tlenku cynku w formie drobnego pyłu, który jest magazynowany, a powstały w piecu elektrycznym łukowo-oporowym lub łukowym stop żelaza i żużel odpadowy są okresowo spuszczane z pieca, przy czym stop żelaza z uwagi na podwyższoną zawartość węgla i/lub innych składników jest kierowany do konwertora tlenowego lub pieca kadziowego z lancą tlenową, gdzie następuje jego modyfikacja poprzez usunięcie nadmiaru węgla, siarki, fosforu oraz dodanie złomu stalowego i/lub dodatków stopowych w celu uzyskania stopów handlowych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces granulowana przeprowadzany jest przy wykorzystaniu granulatora talerzowego, bębnowego lub intensywnego.
PL 241 831 B1
3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że proces granulowania przeprowadzany jest z dodatkiem reduktora będącego pyłem węglowym lub karbonizatem, lub koksikiem.
4. Sposób według zastrz. 1-3, znamienny tym, że zintegrowany agregat metalurgiczny jest w postaci dwóch pieców współpracujących z sobą w ten sposób, że metal uzyskany w pierwszym z pieców (łukowym oporowym lub łukowym) przelewany jest bezpośrednio do pieca kadziowego, umiejscowionego przy w/w piecu elektrycznym (łukowo-oporowym lub łukowym), i następnie w piecu kadziowym prowadzona jest modyfikacja składu stopu żelaza do uzyskania odpowiedniego gatunku stali.
5. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm odpylane są za pomocą odpylaczy filtracyjnych.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stałe cząstki pyłu o średnicy mniejszej niż 0,1 mm odpylane są za pomocą filtrów pulsacyjnych workowych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL427396A PL241831B1 (pl) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | Sposób bezodpadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL427396A PL241831B1 (pl) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | Sposób bezodpadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL427396A1 PL427396A1 (pl) | 2020-04-20 |
| PL241831B1 true PL241831B1 (pl) | 2022-12-12 |
Family
ID=70281451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL427396A PL241831B1 (pl) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | Sposób bezodpadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241831B1 (pl) |
-
2018
- 2018-10-12 PL PL427396A patent/PL241831B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL427396A1 (pl) | 2020-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lobato et al. | Management of solid wastes from steelmaking and galvanizing processes: A brief review | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| FI131558B1 (en) | Combined melting of smelting slag and residues from stainless steel and ferrochrome production | |
| KR20230160380A (ko) | 원하는 성질을 갖는 슬래그의 생성 방법 | |
| CA3123326A1 (en) | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization | |
| US20130305882A1 (en) | Titanium-containing molded body | |
| DE69737623T2 (de) | Verfahren zum Behandeln von Flugstäuben aus Elektrostahlwerken | |
| RU2041961C1 (ru) | Способ производства стали | |
| Schweers et al. | A pyrometallurgical process for recycling cadmium containing batteries | |
| Tleugabulov et al. | Metallurgical processing of converter slag | |
| JP5017846B2 (ja) | クロム含有鋼精錬スラグの再利用方法 | |
| PL241831B1 (pl) | Sposób bezodpadowego recyklingu pyłów i szlamów z odpylania gazów procesowych zasadowych konwertorów tlenowych | |
| Baricová et al. | Recycling of the Steelmaking by-products into the Oxygen Converter Charge | |
| Popielska-Ostrowska et al. | Dust arising during steelmaking processes | |
| EP4458994A1 (en) | Process for the production of zinc oxide concentrate and iron ecosinter from steelmaking wastes and product obtained by such process | |
| RU2352645C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи | |
| AU2011279533B2 (en) | Pyrometallurgical method | |
| EP4417713A1 (en) | The novel two-step (semi-)continuous process for clean slag and steel or hot metal | |
| RU2716554C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| CN108193005A (zh) | 一种脱硫固废再循环利用的方法 | |
| Sassen et al. | The DK process-for the recovery of iron and zinc from BOF dusts and sludges | |
| Nematillaev et al. | A METHOD FOR PROCESSING SLAG FROM STEELMAKING TO EXTRACT IRON-CONTAINING COMPONENTS. | |
| RU2194082C2 (ru) | Способ подготовки агломерационной шихты | |
| Chen et al. | A Novel High-Efficiency, Short-Flow Process of Direct Zinc Smelting Using Oxidative Smelting and Subsequent Electrothermal Reduction | |
| WO2024010474A1 (en) | Method of recovering metals from metallurgical waste |