PL29405B1 - Sposób usuwania siarki, arsenu i innych szkodliwych domieszek z surówki, stali lub stopów zawierajacych zelazo. - Google Patents

Description

Siarke, arsen i inne szkodliwe do¬ mieszki usuwa sie z surówki, stali i sto¬ pów zelaznych zazwyczaj w ten sposób, ze na ciekla kapiel dziala sie w piecu hut¬ niczym, np. w piecu Siemens-Martina lub elektrycznym, srodkami oczyszczajacymi, jak^wapnem, soda itd., przy czym szkod¬ liwe domieszki przechodza do tworzacego sie zuzla. Doswiadczenia wykazaly, ze sto¬ pien usuniecia tych domieszek zalezy od róznych czynników, np, od stosowanych temperatur, czasu oddzialywania srodka¬ mi oczyszczajacymi, stopnia zasadowosci zuzla oraz od zawartosci w nim FeO, Tylko w szczególnie korzystnych wa¬ runkach za pomoca znanych srodków oczyszczajacych mozna na ogól bardzo dokladnie usunac z metalu siarke i inne domieszki szkodliwe. Na przyklad odsiar- kowywanie metalu jest latwe w piecu elektrycznym, w którym wysokie tempe¬ ratury oraz utrzymywanie atmosfery obo¬ jetnej osiaga sie stosunkowo latwo, w przeciwienstwie do wielu innych pieców hutniczych* Mozna prsy tym stosowac zuzle ubogie w tlenek zelazawy, czyli tak zwane „zuzle bialek Gdy zawartosc siar¬ ki w surówce lub stali wynosi tylko okolo 0,05 — 0,la/o» to po jednorazowej lub dwukrotnej zmianie zuzla mozna juz w wielu przypadkach osiagnac dostateczne odsiarkowanie. Przy odsiarkowywaniu su¬ rówki o wiekszej zawartosci siarki, np. wynoszacej 0,5 — 0,6%, nie napotyka siewprawdzie zadnych trudnosci technicz¬ nych, jednakze wtedy trzeba wielokrotnie zmieniac zuzel, co znacznie przedluza czas topienia i powoduje wieksze zuzycie pra¬ du. Dziala to bardzo niekorzystnie na wy¬ dajnosc pieca i oplacalnosc sposobu.Niedogodnosc odsiarkowywania su¬ rówki lub stali o duzej zawartosci siarki w jeszcze wiekszym stopniu odczuwa sie przy sposobie martenowskim. Wobec sto¬ sowania atmosfery utleniajacej oraz zuzli z koniecznosci bogatych w tlenek zelaza¬ wy zawartosc siarki w surówce wyjscio¬ wej ponad 0,2% nie daje sie usuwac eko¬ nomicznie w zwyklych warunkach..... W wymienionych piecach hutniczych /warunki dzialania srodka odsiarkowywa- jacego, zwlaszcza w przypadka stosowa¬ nia surówki o duzej zawartosci siarki, nie sa korzystne, poniewaz reakcje zachodza tylko na powierzchni zetkniecia sie ka¬ pieli metalowej z zuzlem odsiarkowywa- jacym. W celu przyspieszenia dzialania srodka odsiarkowywajacego nalezy stale poruszac energicznie kapiel metalowa, aby coraz to nowe masy metalu stykaly sie z zuzlem i nie wytwarzal sie stan równo¬ wagi pomiedzy zawartoscia siarki w ka¬ pieli i w zuzlu. Mozna to uskuteczniac np. przez dzialanie na kapiel metalowa pra¬ dem elektrycznym, np. szybkozmiennym w niektórych typach indukcyjnych pieców elektrycznych, lub tez przez sam proces gotowania stali w piecu Siemens-Martina.Trudnosci dobrego odsiarkowywania metalu staja sie tym dotkliwsze, im wiek¬ sza jest zawartosc siarki w przerabianym materiale. Chcac np. przetopic surówke o zawartosci 0,5 — 0,6% siarki na stal trzeba przy dzisiejszym stanie techniki zupelnie zrezygnowac z zastosowania pie¬ ca Siemens-Martina. Zastosowanie zas pieców elektrycznych moze miec miejsce tylko wtedy, gdy nie zalezy na kosztach produkcji.Sposób wedlug wynalazku usuwa prak¬ tycznie biorac calkowicie te trudnosci.Wedlug wynalazku znaczne usuniecie szkodliwych domieszek uskutecznia sie w ten sposób, ze surówke lub stal wzgled¬ nie stop zelaza podlegajacy przeróbce roz- drabia sie i miesza w stanie zimnym z drobnoziarnistym srodkiem oczyszczaja¬ cym, po czym mieszanine te topi sie w obrotowym piecu plomiennym. Podczas procesu topienia surówka wzglednie stal przesaczajac sie przez srodek oczyszczaja¬ cy styka sie z nim tak scisle, ze szkodliwe domieszki calkowicie lacza sie z tym srod¬ kiem oczyszczajacym. Nastepnie po cal¬ kowitym roztopieniu metalu srodek oczy¬ szczajacy wyplywa i tworzy zuzel na po¬ wierzchni kapieli. Zaleca sie, aby zuzel, tworzacy sie podczas topienia, który w pewnych okolicznosciach nie ma postaci stopionej, zostal usuniety natychmiast po ukonczeniu topienia, po czym kapiel me¬ talowa wykancza sie w zwykly sposób po naprowadzeniu drugiego zuzla.Znaczne korzysci wynalazku niniejsze¬ go polegaja wiec na tym, ze odsiarkowy- wanie surówki, bardzo bogatej w siarke, postepuje naprzód przy koncu topienia juz na tyle, ze zawartosc siarki w rozto¬ pionej kapieli nie jest wieksza niz przy obróbce zwyklej surówki ubozszej w siar¬ ke. Oznacza to, ze równiez w surówce wyjsciowej bogatej w siarke nie jest ko¬ nieczna kilkakrotna zmiana zuzla. W ten sposób i czas topienia nie jest dluzszy niz w przypadku stosowania surówki wyjscio¬ wej, ubogiej w siarke. Zwiekszenie kosz¬ tów topienia nie zachodzi.Ponizsze przyklady wyjasniaja dziala¬ nie i zalety sposobu wedlug wynalazku w porównaniu ze sposobami dotychczasowy¬ mi.Przyklad 1. Kawalki surówki o za¬ wartosci siarki okolo 0,6% roztopiono i nastepnie zmieszano z 5% wegliku wap¬ nia. Zawartosc siarki w wytworzonej ka¬ pieli metalowej wynosila 0,44%. — 2 —Przyklad 2. Taka sama ilosc kawal¬ ków surówki zostala zmieszana w stanie zimnym z 5% wegliku wapnia i wspólnie roztopiona. Utworzony gestoplynny zu¬ zel, zawierajacy 8°/o siarki, zostal usunie¬ ty. Roztopiona kapiel zawierala 0,035% S.Z powyzszych liczb widac, ze zawar¬ tosc siarki w zuzlu przewyzszala wiecej niz 200 razy zawartosc siarki w gotowej kapieli. Taki nadzwyczaj korzystny sto¬ sunek zawartosci siarki w zuzlu i w ka¬ pieli osiaga sie przez bardzo scisle ze¬ tkniecie srodków oczyszczajacych z prze¬ rabianym metalem w okresie podgrzewa¬ nia i topienia.Topienie wstepne mozna przeprowa¬ dzac równiez w dowolnym piecu palenis¬ kowym lub tyglowym, np. w piecu Sie- mens-Martina lub w piecu elektrycznym.Piec plomienny mozna ogrzewac w roz¬ maity sposób, np. za pomoca gazu albo pylu weglowego. Najlepiej jest przy tym stosowac ogrzane powietrze spalania.Czynnik oczyszczajacy w stanie rozdrob¬ nionym wprowadza sie do obrotowego pieca plomieniowego razem z surówka wzglednie stala w stanie zimnym. Wsku¬ tek ruchu obrotowego pieca srodek oczy¬ szczajacy i czastki metalu scisle mieszaja sie ze soba. Specjalne mieszanie metalu ze srodkiem oczyszczajacym przed umie¬ szczaniem go w piecu nie jest konieczne.W miare wzrostu temperatury czastki metalu powlekaja sie srodkiem oczyszcza¬ jacym wzglednie tworzacym sie zuzlem. Z chwila osiagniecia temperatury topnienia metalu opada on powoli jeszcze w stanie gestoplynnym przez srodek oczyszczajacy na spód pieca. Podczas opadania metalu nastepuje wydatne oczyszczanie go z siar¬ ki i innych domieszek szkodliwych. Oczy¬ szczanie to, wskutek ciaglego mieszania i ruchu obrotowego pieca, jest jeszcze bar¬ dziej skuteczne, niz w razie wykonywania sposobu w piecach nieruchomych. W po¬ równaniu z piecami nieruchomymi zasto¬ sowanie obrotowego pieca plomieniowego do wstepnego topienia i oczyszczania me¬ talu posiada te zalete, ze okres topienia jest znacznie krótszy, gdyz wskutek obra¬ cania sie pieca jego scianki stale dopro¬ wadzaja cieplo do ladunku.Najczesciej korzystne jest dodawanie do ladunku pieca stalego paliwa, np. koksu lub mialu koksowego albo wegla drzewnego, w celu zapobiezenia szkodli¬ wemu utlenianiu surówki wzglednie stali i wprowadzeniu tlenków zelaza do zuzla, jak równiez w celu naweglenia, w razie potrzeby, metalu podczas topienia.Jako srodki oczyszczajace mozna sto¬ sowac wszelkie srodki stosowane w tym celu, jak np. wapno, mangan, sode, weg¬ lik wapnia itd. Przy uzyciu uwlaszcza manganu i sody zaleca sie stosowac zuzel bardzo bogaty w te srodki, zuzle oczy¬ szczajace po nasyceniu siarka mozna utle¬ niac w innym oddzielnym zabiegu w ni¬ skich temperaturach, np. w naczyniach do spiekania, przy czym siarke zawarta w zuzlu usuwa sie w postaci S02. zuzel moze byc wówczas uzyty ponownie jako srodek oczyszczajacy.Inny przyklad wykonywania sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze sto¬ suje sie zuzel wapienny o duzej zawartosci manganu, np. 30% manganu, który na¬ stepnie zostaje przerobiony calkowicie lub czesciowo na zelazomangan. Otrzymany w ten sposób zelazomangan stosuje sie na¬ stepnie razem z wapnem znowu jako sro¬ dek oczyszczajacy. Dzieki uzyciu zelazo¬ manganu w obiegu zamknietym bezwzgle¬ dna strata manganu moze byc stosunkowo nieznaczna. Sposób wedlug wynalazku tym sie rózni od znanych sposobów odsiarko- wywania kapieli metalowej za pomoca zuzla o duzej zawartosci manganu, ze przy znanych sposobach duzo manganu traci sie w zuzlu. Przez uzywanie zelazo¬ manganu do oczyszczania metalu i ewen¬ tualnie do naweglania go w tym samym — 3 —zabiegu mozna uzyskac równiez ustalenie zawartosci manganu w zuzlu, potrzebnej do dalszego zastosowania go.Wynalazek niniejszy nadaje sie zwlaszcza do przerabiania produktów, otrzymywanych sposobem Kruppa we¬ dlug patentu nr 22 270. Warunki hutni¬ cze tego sposobu sa tego rodzaju, ze przy tym nie mozna osiagnac znacznego odsiar- kowywania przerabianej surówki, zwla¬ szcza gdy ze wzgledów ekonomicznych stosuje sie jako material redukcyjny ma- lowartosciowe, najczesciej bogate w siar¬ ke paliwa odpadkowe. Otrzymane pro¬ dukty zawieraja wówczas najczesciej siarke w ilosci 0,2 — 0,5% i jak dotych¬ czas istnialy znaczne trudnosci w usuwa¬ niu siarki przy przerabianiu tej surówki na stal. Trudnosci te usuwa ostatecznie sposób wedlug wynalazku.Kawalki surówki, wytworzone sposo¬ bem Krupp-Renna, stosuje sie na ogól w stanie dostatecznie rozdrobnionym. Gdy zawartosc w nich siarki nie jest zbyt du¬ za, to wystarcza juz wielkosc kawalków ponizej 20 i?im, aby uzyskac wystarczaja¬ ce dzialanie srodków oczyszczajacych.Przy wiekszej zawartosci siarki lepiej by¬ loby, gdyby wielkosc ziarna nie przekra¬ czala 3 mm. W dwóch roztopionych ma¬ sach porównawczych otrzymano, np. w przypadku stosowania wielkosci ziarn o- kolo 5 — 8 mm odsiarkowanie metalu od 0,6% do 0,06% S, przy wielkosci zas ziarn okolo 1 — 3 mm osiagnieto odsiarkowa¬ nie do 0,02%.W wielu przypadkach, zwlaszcza gdy kawalki surowca musza byc wprowadzane do cieklej kapieli stalowej, moze byc ko¬ rzystne brykietowanie mieszaniny roz¬ drobnionego surowca ze srodkami oczy¬ szczajacymi i ewentualnie z materialem, zawierajacym wegiel. Jako srodki oczy¬ szczajace nadaja sie wtedy zwlaszcza tlen¬ ki wapniowców.Gdy chodzi o przerabianie zawieraja¬ cej siarke surówki wzglednie stali w ziar¬ nach grubosci ponad 30 mm, to korzyst¬ nie jest roztopic je, zgranulowac, a otrzy¬ mane ziarno przerabiac sposobem opisa¬ nym wyzej. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób usuwania siarki, arsenu i innych szkodliwych domieszek z surówki, stali lub stopów zawierajacych zelazo, znamienny tym, ze przerabiany material w postaci drobnych kawalków miesza sie z rozdrobionymi srodkami oczyszczajacy¬ mi, tworzacymi zuzel, po czym otrzymana mieszanine topi sie w obrotowym piecu plomieniowym.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze do ladunku podczas wstepnego topienia dodaje sie stalego paliwa.
3. 3. Sposób wedlug zastfz. 1, znamien¬ ny tym, ze zuzel oczyszczajacy poddaje sie w niskiej temperaturze procesowi u- tleniania w celu usuniecia z niego siarki, a nastepnie stosuje sie go ponownie jako srodek oczyszczajacy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze jako srodek oczyszczajacy sto¬ suje sie zuzel wapienny o duzej zawartosci manganu, przerabiany nastepnie calkowi¬ cie lub czesciowo na zelazomangan, przy czym otrzymany w ten sposób zelazoman¬ gan stosuje sie znowu jako srodek oczy¬ szczajacy. Fried. Krupp Grusonwerk Aktiengesellschaft. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. DRUK M ARCT CZERNIAKOWSKA 22b PL