BRPI0511154B1

BRPI0511154B1 - MÉTODO PARA REDUÇÃO DE Cr EM ESCÓRIAS METALÚRGICAS CONTENDO Cr

Info

Publication number: BRPI0511154B1
Application number: BRPI0511154-4B1A
Authority: BR
Inventors: Markus Tschudin
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2014-02-18
Also published as: PL1747297T3; JP2007538156A; ES2297704T3; US7641713B2; TW200540279A; RU2360008C2; EP1747297B1; DE502005001988D1; ZA200608814B; WO2005113840A1; AU2005245678A1; BRPI0511154A; MXPA06012456A; TWI300444B; JP4829225B2; AU2005245678B2; CN1954086A; RU2006144836A; US20070227307A1; EP1747297A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO

PARA REDUÇÃO DE Cr EM ESCÓRIAS METALÚRGICAS CONTENDO

Cr". A presente invenção refere-se a um método para reduzir o teor de cromo de uma escória metalúrgica, no qual a escória é carregada em um banho de ferro no estado líquido e a redução de Cr é efetuada pelo banho de ferro que tem um teor de C de 2 a 4% em peso.

Durante a produção de aços inoxidáveis, ocorrem quantidades consideráveis de escória, cujo teor de Cr é tão alto que a redução será con- veniente de um ponto de vista econômico. Mas também por razões de prote- ção ambiental, a redução dos teores de Cr de tal escória é desejável no lon- go prazo. A WO 01 055641 A1, por exemplo, descreve um método no qual o teor de Cr de uma escória é reduzido até cerca de 0,05 a 0,2% em peso pela reação com um banho de ferro contendo C.

Entretanto, a realização prática daquele método envolve dificul- dades consideráveis, que são provavelmente a causa porque aquele método não foi aplicado até agora.

Conforme indicado no pedido de patente acima mencionado, um teor de C do banho de ferro atingindo pelo menos 3% é necessário para tal redução. O teor de Cr da escória varia de 4 a 6% em peso. A escória líquida contendo Cr deve ser carregada em um banho de ferro gusa. Ferro gusa deve denotar o ferro tendo um teor de C de cerca de 4% em peso.

Uma outra desvantagem da invenção acima mencionada reside em que o cromo reduzido da escória está contido em uma pré-liga tendo um teor de C. Aquele teor de C teria que ser novamente refinado no forno elétri- co, o que afetaria adversamente o processo em um todo.

No pedido de patente WO 01/055459 A1 já é apontado que uma escória líquida tendo um teor de FeO de mais de 5% em peso disparará rea- ções vigorosas quando carregada em um banho de ferro gusa, É, portanto, necessário reduzir o teor de C do banho de ferro para abaixo de 0,5% em peso antes de carregar a mencionada escória líquida contendo FeO. Entre- tanto, reações similares ocorrerão também se as escórias contendo CrO tendo teores de óxido de cromo de mais de 2% em peso forem carregadas no banho de ferro tendo um teor de C elevado. A presente invenção evita as desvantagens dos métodos descri- tos. A redução do Cr das escórias metalúrgicas conforme a invenção é efe- tuada pela combinação das seguintes etapas do método: a) a escória contendo Cr tendo um teor de Cr de 2 a 20% em peso é carregada em um banho de ferro tendo um teor de C abaixo de 1 % em peso, e portanto b) o teor de carbono do banho de ferro é aumentado até cerca de 2 a 4% em peso pela adição de transportadores de carbono no forneci- mento simultâneo de energia, c) a escória líquida tendo um teor de Cr de cerca de 0,1% em peso é escoada após a redução do Cr, d) um agente de resfriamento, preferivelmente sucata, é adicio- nado ao fundido de ferro e o teor de C no fundido é reduzido para abaixo de 1% em peso, preferivelmente para abaixo de 0,5% em peso, e e) uma porção de fundido contendo Cr é escoada no estado lí- quido, enquanto a porção remanescente é deixada no conversor no estado líquido para o tratamento do fundido subseqüente.

Um conversor de insuflação pelo fundo no qual os gases da rea- ção têm combustão retardada por um jato de ar quente é particularmente adequado para execução do método conforme a invenção. É apenas devido à alta eficiência provocada pelo fornecimento de energia nesse método que a quantidade necessária de carvão é tão baixa que permite que o método seja operado de forma econômica.

Para o método conforme a invenção, é essencial que a escória seja separada do banho de ferro a um alto teor de C após a redução do teor de Cr. Apenas uma quantidade pequena de escória residual permanecerá, assim, no conversor, a qual novamente aumentará em termos de teor de Cr durante a subseqüente diminuição do teor de C no banho de ferro. A quanti- dade de Cr assim transformada em escória, entretanto, é tão pequena que dificilmente terá qualquer efeito no equilíbrio de Cr. Além disso, aquela escó- ria permanece no conversor e o teor de Cr será então reduzido novamente na carga subseqüente.

Uma escória não ligada como é comumente empregada a uma porção de 30% em peso na produção de graus de aço inoxidável pode, por exemplo, ser usada como meio de resfriamento durante o refino do fundido de ferro. Uma escória não ligada nesse caso oferece a vantagem de o teor de Cr no fundido de ferro permanece baixo, o que resultará em tempos de tratamento mais curtos para a redução da escória. Ainda também resíduos da reciclagem que ocorre durante o processamento dos dejetos, ou mesmo escórias derivadas de conversores AOD ou fábricas de desgaseificação em panela, podem ser fundidas ali. O método conforme a invenção oferece as seguintes vantagens sobre a técnica anterior: • O banho de ferro necessário para tratar a escória contendo Cr é recuperado do fundido precedente. • A pré-liga formada no conversor pela redução da escória con- tendo Cr tem um baixo teor de C e pode ser adicionada ao forno elétrico no estado líquido. • A sucata não ligada é fundida de uma forma de custo eficaz, aumentando assim consequentemente a produtividade do forno elétrico. O método conforme a invenção será explicado em mais detalhes por meio de um exemplo.

Graus de aço tendo um teor de Cr de 18% em peso e um teor de Ni de 8% em peso são produzidos em um forno elétrico de 100 toneladas. A produção conforme a técnica anterior compreende a fundição de 60 tonela- das de sucata ligada, 35 toneladas de sucata não ligada e 15 toneladas de FeCr em um forno elétrico. Após a redução da escória pela ajuda do ferro- silício, 100 toneladas de aço líquido contendo 18% em peso de Cr, 8% em peso de Ni e 0,5% em peso de C são escoados juntamente com 10 tonela- das de escória. A escória tem um teor de Cr de 5% em peso e um teor de FeO de 1,5% em peso.

De acordo com a invenção, esta escória é carregada no estado líquido em um conversor contendo 20 toneladas de um fundido de ferro que inclui 0,5% em peso de C, e 3% em peso de Cr, a partir do fundido prece- dente. O conversor é operado a uma taxa de insuflação de 5.000 Nm/h para o oxigênio introduzido através do seu fundo, e a uma taxa de sopro de ar quente superior de 25.000 Nm/h, o mencionado ar quente sendo enrique- cido a 25% em peso de (¼. No total, 5 toneladas de carvão sujo dão forneci- dos pelo sopro através das ventaneiras do fundo.

Para a primeira etapa parcial, ou seja, o aumento do teor de C e da temperatura do banho de ferro bem como a redução do cromo da escória, são necessárias 2 toneladas de carvão. É adequado fundir simultaneamente, na mencionada primeira etapa parcial, também as quantidades de escória e de sucata ligada que ocorrem no processamento de dejetos, as quais che- gam a 4% em peso da quantidade de aço produzida. Com essa finalidade, é necessário cerca de 0,5 t de carvão. Após isto, a escória, cujo teor de Cr chega a cerca de 0,1% em peso, é escoada. Se necessário, o teor de Cr pode ser reduzido até cerca de 0,01% em peso antes da formação de escó- ria pela adição de 4 kg de FeSi/tonelada de escória.

Trinta toneladas de sucata não ligada são carregadas no banho de ferro, que tem um teor de C de 3% e um teor de Cr de 7% em peso. Para fundir tal sucata, são necessárias 3 toneladas de carvão, das quais 2,5 tone- ladas são sopradas como poeira, enquanto a quantidade remanescente é fornecida pelo banho de ferro, cujo teor de C é diminuído de 3% em peso para 0,5% em peso durante a fusão.

Da pré-liga presente no conversor e contendo 3% em peso de Cr, 30 toneladas são escoadas e carregadas em um forno elétrico no estado líquido. A quantidade remanescente de 20 toneladas é deixada no conversor para a carga subseqüente.

As quantidades acima mencionadas podem ser variadas dentro de amplos limites. Assim, é, por exemplo, possível reduzir-se a quantidade de sucata adicionalmente fundida para cerca de 15 toneladas. Uma pré-liga contendo 7% em peso de Cr será assim formada para uso no forno elétrico.

Isto, entretanto, exigirá um considerável aumento no teor de Cr do banho de ferro, o que provocará uma extensão do tempo necessário para reduzir o Cr da escória. O processo deve ser controlado de forma que o teor de Cr do banho de ferro não exceda 10% em peso nas etapas parciais individuais. A presente invenção é também dirigida a mudar a composição das escórias, pela adição dos materiais formadores de escoria apropriados, de forma que tais escórias possam ser empregadas na produção de cimen- to.

Claims

1. Método para reduzir o teor de cromo de uma escória metalúr- gica em um conversor, em que a escória é carregada em um banho de ferro no estado líquido e a redução do Cr é efetuada pelo banho de ferro tendo um teor de C de 2% a 4% em peso, caracterizado pelo fato de que: a) a escória contendo Cr tendo um teor de Cr de 2% a 20% em peso é carregada em um banho de ferro em um estado líquido tendo um teor de C abaixo de 1 % em peso, em que: b) o teor de carbono do banho de ferro é aumentado de 2% a 4% em peso pela adição de transportadores de carbono com fornecimento simultâneo de energia, c) a escória líquida tendo um teor de Cr de 0,1 % em peso após a redução do Cr é escoada, d) um agente de resfriamento, preferivelmente sucata, é adicio- nado ao fundido de ferro e o teor de C no fundido é reduzido para abaixo de 1 % em peso, e e) uma porção de fundido contendo Cr é escoada no estado lí- quido, enquanto a porção remanescente é deixada no conversor no estado líquido para o tratamento do fundido subsequente.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado agente de resfriamento é adicionado para reduzir o teor de C do fundido para menos de 0,5% em peso.