HU196628B - Process for steel production - Google Patents

Description

A találmány tárgya oxigénes konverterben végrehajtható, vastartalmú szilárd anyag, elsősorban ócskavas alapanyagú acélgyártási eljárás.

A 2 719 981, 2 729 982 és a 2 756 432 sz. DE szabadalmi bejelentésekből ismer olyan, a Német Szövetségi Köztársaságban kifejlesztett acélgyártási eljárás, amely szilárd, fémes betét alkalmazásával konverterben hajtható végre. Ez az eljárás megköveteli, hogy az alkalmazott konverter alap- és oldalfalai légfúvókákkal legyen ellátva. Ez a feltétel koaxiális konstrukció kialakítását követeli, ahol a középső csatornán keresztül oxigént, a külső csatornán keresztül pedig folyékony vagy légnemű szénhidrogéneket áramoltatnak.

Az eljárás az alábbi alapvető technológiai lépésekből áll:

A konvertert ócskavassal, vasszivaecsal, szilárd nycrsvassal és más, szilárd vashordozókkal töltjük meg. A szilárd fémes betétet először mintegy 10001200 °C-ra felhevítjük és a gáz halmazállapotú, illetve folyékony szénhidrogén tartalmú anyagok oxidáló gáz környezetében történő teljes elégetése közben az alábbi reakciók játszódnak le:

Cll₄ + 2O₂ Y CO₂ + 1I₂O (I)

CH₄ + ^ O₂ Y CO + 2H₂+35,713-10³ kJ/kg(2)

CO + -^O₂ #CO₂ + 283,781-10³ kJ/kg-Mol (3)

2H₂ +O₂ Y2H₂ 0 + 481,482-10³ kJ (4)

Az oxidáló, közegben a fentieken kívül a következő reakciók játszódnak le:

Fe + j O₂ í? FeO + 272,644-10³ kJ/kg- Mól (5)

Fe + CO₂ ? FeO + CO - 9,964-10³ kJ/kg-Mol (6)

Fe + ll₂OY I cO + ll₂ + 32,950-10³ kJ/kg-Mol (7)

Az égési reakciók terméke elsősorban széndioxid és víz, de vas-oxid is keletkezik.

Miután a légfúvókák körzetében folyékony fént képződik, a konverterbe összezúzott széntartalmú anyagokat (koksz, szén) adagolunk a hevítéssel keletkezett fémolvadék felszenesjtése céljából. Eközben a szénhidrogén tartalmú tüzelőanyag mennyiségét fokozatosan olyan szintre csökkentjük, amely a légfúvókákat a károsodástól megvédi, ami az oxigénfelhasználás mintegy 10-12 %-ának felel meg. Az olvadékot eközben elsősorban az alábbi reakció során felszabaduló hőmennyiség hevíti.

[C] +1 {o₂} = {CO}

A reakció során szén-monoxid keletkezik. A fenti folyamatszakasz végére a fémtartalmú betét teljes tömegében megolvad.

A következő lépésben a keletkezett fém-olvadékot a nyersvas szokásos átfúvatásához hasonlóan nemesítjük. Az olvadékot az utolsó reakció során felszabaduló hővel melegítjük, aminek következtében a füstgáz túlnyomóan szénmonoxidot tartalmaz. Ebben a szakaszban a salakképződés érdekében az olvadékhoz oxigénnel együtt mészport adagolunk.

A szükséges hőmérséklet elérése után az olvadékot egy üstbe leeresztjük, ahol a fémet dezoxidáljuk, ötvözzük, és szükség esetén kemencén kívüli eljárásnak vetjük alá.

A lenti eljárás leglényegesebb hiányossága abban áll, hogy őrölt széntartalmú anyagok konverterbe juttatását követeli, mivel ezek előkészítése és szállítása járulékos berendezések (malom, csővezetékek sth.) kialakítását teszi szükségessé. Ezáltal a ráfordítási költségek jelentősen magasabbak. A fenti eljárás hiányossága továbbá a konverterben történő előmelegítés közbeni oxidáció okozta vasveszteség. A keletkezett vasoxidok képezik az elsődleges salak alapját, és az olvadékba befúvatott szénporral a következő reakcióba lépnek:

(FeO) I C = |Fcj + {CO} 160,773-10’ kJ/ /kg-Mól

Ez a folyamat jelentős hőmennyiséget követel. A reakció tehát megnöveli a vastartalmú betét teljes megolvasztásához szükséges széntartalmú anyagok adalékolásának időtartamát, továbbá az acél oxigénbefúvatás miatt végbemenő oxidációja következtében a vas-oxid salakképződését.

Az említett hiányosságok bizonyos mértékig kiküszöbölhetők darabos széntartalmú fűtőanyagok alkalmazásával, amelyeket a konverterbe a vastartalmú betéttel együtt adagolunk, ahogy azt a 2 729 982 sz. DE szabadalmi bejelentés szerinti eljárás esetében láthatjuk. A vastartalmú betéttel együtt beadagolt szilárd égő anyag a szénhidrogének által keletkezett hőmennyiséggel együtt biztosítja a betét felhevítéséhez szükséges hőmennyiséget, az alábbi reakció szerint:

C + { O₂ } = CO₂ + 394,397-10’ kJ/kg-Mol

A betét felszenesítésének következtében az olvadási hőmérséklet csökken, tehát a szilárd széntartalmú tüzelőanyag jelenléte az olvadási folyamat meggyorsítását eredményezi. Ennek ellenére, a fémes betét teljes megolvasztásának folyamata olyan olvasztási eljárások esetén is megfigyelhető, amikor a szilárd tüzelőanyag az ócskavassal együtt lesz beadagolva. Ez a jelenség a közvetlen redukció lejátszódásával magyarázható. A fenti jelenség hatása jelentkezik továbbá abban is, hogy a fémtartalmú betét tonnánként 40...50 70...80 m³ tüzelőanyag felhasználása, és 1520-1570 °C közötti hőmérséklet elérése után a hőmérséklet tovább nem emelkedik. Egyidejűleg megfigyelhető a salak oxidációfokának emelkedése, vas-oxidoknak a salakba való belépése következtében. Ennek megfelelően növekszik a vasveszteség és a fajlagos oxigénfogyasztás. Az említett okokból kifolyólag az olvadási folyamat hőegyensúlyának javítása

196 628 érdekében járulékos hőhordozók (szilícium, alumínium stb.) alkalmazása szükséges, amelyek jelenléte a közvetlen redukció kifejlődését gátolja, és ezzel a hőveszteséget csökkenti.

A találmány szerinti eljáráshoz technikai alapgondolatát és a kitűzött célt tekintve a 2 939 859 sz. DE, és az ezzel analóg 4 304 598 sz. US szabadalmi bejelentések állnak legközelebb. Ezekre az eljárásokra jellemző, hogy kombinált fúvatású oxigénes konverterben, amelybe a fémtükör alatt, az oxigénnel egyidőben őrölt fémtartalmú anyagot vezetnek be, az olvadék névleges súlyánál 10—30 %-kal több acél állítható elő, amely mennyiség öntőüstben fogható fel. Az olvadék lecsapolása és az öntőüst feltöltésc után ezt az acélmcnnyiségcl (az olvadék súlyának 10 30 %-a) l'clszciiesilés és például szilíciummal történő ötvözés után egy második öntőüstbe vezetik. A szilíciumot úgy adagolják, hogy az acél szilíciumtartalma mintegy 1,5 %-ot ér el. A szilíciumtartalmú acélt a második öntőüstből az olvasztásra előhevített, szilárd fémtartalmú betéthez a konverterbe töltik. Ezáltal, vagyis a szénnél kedvezőbb hatású hőhordozó adalékolásával az olvasztási folyamat hőegyensúlya javult, tehát az előzőekben leírt eljárás lényeges hiányossága megoldódott.

Ennek az acélgyártási eljárásnak gzonban az a hátránya, hogy egy második öntőüst alkalmazása következtében a munkatermelékenység csökken, a tűzbiztos anyagszükséglet viszont növekszik. Továbbá, egy járulékos technológiai lépés - a második öntőüst tartalmának konverterbe való juttatásához szükséges szállítási és egyéb lépések - az üzemcsarnok munkaszervezését bonyolultabbá teszi.

A találmánnyal célunk a jelenleg alkalmazott acélgyártást eljárások hiányosságainak kiküszöbölésével olyan acélgyártási eljárás kifejlesztése, amely technológiai segédberendezéseket nem igényel, valamint tűzálló anyag- és oxidálószer szükséglete alacsony, ezáltal a konverter teljesítménye magasabb.

A kitűzött feladat tehát olyan acélgyártási eljárás kidolgozása, amellyel szilárd fémes vashordozókból közvetlenül, oxigéncs konverterben technológiai segédberendezések alkalmazása nélküli acélelőállítás valósítható meg, és amelynek tűzállóanyag- és oxidálószer igénye alacsony, ezáltal a konverter teljesítménye magas.

A kitűzött feladatot olyan acélgyártási eljárás kifejlesztésvel oldottuk meg, amelynek alapanyaga szilárd fémes vashordozó, és amelyet oxigénes konverterben végzünk oly módon, hogy a szilárd, fémes vashordozóhoz alulról felfelé, valamint oldalról a konverterbe adalékolt vastartalmú anyagok rétegén keresztül tüzelőanyagot és oxidálószert, továbbá felülről lefelé oxidálószert vezetünk, ezáltal a vashordozókat felhevítjük és megolvasztjuk, majd a fóinolvadékot nemesítjük, és az acélelőállítás közben szénás szilíciumtartalmú hőhordozókat adalékolunk hozzá, továbbá a találmány szerint a szilíciumtartalmú hőhordozót nemesítés közben adalékoljuk a fémolvadékhoz, és ezzel egyidejűleg az oxidálószer oldalról és felülről történő hozzávezetését megszüntetjük, alulról történő hozzávezetését pedig mérsékeljük.

A szilíciumtartalmú hőhordozót egy tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva 75—85 m³ közötti térfogatú oxigénnek megfelelő oxidálószer felhasználása után adalékoljuk.

Az oxidálószer alulról felfelé történő hozzávezetését célszerűen olyan mértékre csökkentjük, ami egy tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva percenként 1- 2 m³ közötti térfogatú oxigénnek felel meg.

A szilíciumtartalmú hőhordozót célszerűen olyan mennyiségben adalékoljuk, amely egy tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva 3—10 kg közötti tömegű szilíciumnak felel meg.

Ugyancsak célszerű szilíciumtartalmú hőhordozóként termikus ércfeldolgozó berendezések hulladékanyagainak felhasználása, illetve hőerőművek salakhulladékából nyert leiros/.ilícium alkalmazása.

A találmányt részletesebben foganatosítás! módok, valamint a rajz alapján ismertetjük. A rajzon a hőmérséklet változását ábrázoltuk grafikusan az I tonna fémes betétre viszonyított fajlagos oxigénfogyasztás függvényében.

Példakénti foganaiositdsi mód

Konverterbe vashordozót, például ócskavasat, valamint tonnánként 50—80 kg közötti tömegű tüzelőanyagot, például széumorzsalékot adagolunk. Az alap-, illetve oldalfal) légfúvókákon át alulról felfelé, illetve oldalról a konverterbe adagolt anyagok rétegén keresztül tüzelőanyagot és oxidálószert vezetünk. Továbbá, a felső légfúvókán keresztül oxidálószert juttatunk a konverterbe. Egy tonna vashordozóra viszonyított 40—50 in³ közötti oxigén felhasználása után a konverterben levő betét hőmérséklete 1100-1300 °C-ra melegszik fel. Ezután indul meg az olvadási folyamat.

Először az alapi légfúvókák körzetében jelentkezik folyékony fémes tömeg. Ugyanekkor keletkezik az elsődleges salak is. A szénmorzsalék szilárd széntartalma a vassalakkal érintkezik, miálta a vas direkt redukciójának folyamata, amely sok hőmennyiséget igényel, megindul. A még meg nem olvadt ócskavas jelenléte az olvadékban a közvetlen redukció egyidejű lezajlása közben azt eredményezi, hogy az olvadék hőmérsékletének emelkedése lelassul, amint az a rajzon látható.

Ez a fázis a rajzon az 1520-1570 °C közötti szakasznak felel meg. A fém hőmérséklete viszonylag hosszú ideig marad ebben a hőmérséklettartományban, és csak a teljes betét megolvadása után tapasztalható az olvadék jelentősebb hőmérsékletnövekedése. Amint a rajzon látható, az ócskavas olvadékba történő teljes átmenetének pillanata mintegy 75-85 m³/ /tonna fajlagos oxigénfclhasználás után következik be. Ezt követően az oxigénátfúvatás következtében az olvadék hőmérséklete gyorsabban emelkedik (a rajzon ez az a jelű szakasznak felel meg). A szükséges olvadékhőmérsőklet mintegy 1600 1650 °C — egy tonna fémes betétre viszonyítva körülbelül 20 ni³ oxigén felhasználása által érhető el, ami azt jelenti, hogy az oxigén befúvatását mintegy 7—8 percig kell folytatni.

196 628

A konverterben feldolgozandó ócskavas eltérő hőtani jellemzői következtében az ócskavas megolvadása ehhez képest gyorsabban vagy lassabban mehet végbe. Nehéz ócskavas feldolgozása esetén a hőmérséklet emelkedését a rajzon az alsó görbe szemlélteti. A teljes megolvadás pillanata, amit a rajzon az 1 ponttal jelöltünk, körülbelül 85 m³/tonna fajlagos oxigénfclhasználás úján következik be. Könnyű ócskavas esetén az olvasztás kisebb energiaráfordítást, és ennek megfelelően kisebb oxigénfelhasználást igényel. Amint az 1. ábrán látható, ebben az esetben a teljes megolvasztáshoz körülbelül 75 m³ /tonna fajlagos oxigénfclhasználás elegendő (a felső görbe, 2 pont).

A teljesítmény javítása érdekében célszerű a járulékos szilíciumtartalmú hőhordozók adagolásának időpontját megváltoztatni, és azokat az ócskavas teljes megolvadásának pillanatában adaiékoini, amely az 1 és 2 pontok közötti szakasznak felel meg. A szilíciumtartalmú hőhordozók adaiékolásának kedvező hatása a következő reakcióval magyarázható:

(FeO) + Si = 2 Fe + (SiO₂) + 332,851 · 10³ kJ/mól.

Ezt a reakciót a közvetlen redukció szénmonoxid képződéséhez és ennek utánégetéséhez viszonyítva nagyfokú exotermikus hajás jellemzi. Az exotermikus hatás következtében a fém felhevítésének időtartama lényegesen megrövidül, és ezáltal a fő energiahordozó, azaz az oxigénfelhasználás csökken, amint azt az ábrán is láthatjuk. A szilíciumtartalmú hőhordozók adalékolása az ál lóval ás közben (vagyis az 1 és 2 pontok között) az olvadék ijőmérsékietemeikedési menetének megváltozásához vezet. Amint a rajzon láthatjuk, ez a változás a görbe vízszintes szakaszának megrövidülésében jelentkezik, így a szükséges hőmérséklet elérésének pillanata jicm a 3 pontban, (inneni a 4 pontban következik be. Az oxigénigény csökkenése következtében az átfúvatás időtartama is megrövidül, tehát a folyamat teljesítménye emelkedik. Ezen túlmenően a járulékos öntőüst alkalmazását is kiküszöböltük, aminek következtében természetesen csökken a szükséges tűzálló anyagok mennyisége. Annak ellenére, hogy célszerűnek látszik a hőhordozókat az 1, illetve 2 pontok elérése előtt adagolni, ez mégsem előnyös, mivel ez megnövelt hőhordozó-felhasználáshoz vezetne, ami a salak lúgosságát lényegesen csökkentené. 85 m³/tonna járulékos oxigénfelhasználás után viszont a járulékos hőhordozó adalékolása a fém túlhevítéséhez vezetne. A gyakorlatban a járulékos szilíciumtartalmú hőhordozó adalékolását úgy időzítik, hogy a vízszintes szakasz átmenete biztosítva legyen, tehát 80—85 m³/tonna közötti fajlagos oxigénfelhasználás elérésének időtartományában.

A kísérleti eredmények szerint egy tonna fémes betéthez célszerűen 3—10 kg szilíciumot kell adagolni, például ferroszilícium formájában. Nem számolhatunk azonban olyan és hasonló tényezőkkel, mint például szilárd szénrészecskék jelenléte a salakolvadékban, ami pedig szinte az olvadási folyamat befejezéséig fennáll; ezen részecskék nagyságát nem áll módunkban meghatározni. Ennek következtében többek között nem határozhatjuk meg, és így a számításoknál sem vehetjük Figyelembe a reakció Fejlődésének fokát. A rendelkezésre álló adatok szerint a járulékos hőhordozók hatása tonnáiként 3 kg-nál kevesebb szilíciumadaiék esetén nem kielégítő, mivel a kívánt hőmciscklctemclkedés a rajz szerinti szóráslartományban marad, azaz nem lépi túl azt a tartományt, amelyet a felső görbe határol. 10 kg/ tonnánál nagyobb mennyiségű szilícium felhasználása esetén a salak lúgossága tekintélyesen csökken, ami szintén nem kívánatos. Valamennyi felsorolt tényezőt figyelembe véve megállapítható, hogy a legjobb eredmények 5-8 kg/tonna közötti szilíciumnak megfelelő járulékos hőhordozó felhasználása esetén várhatók.

Annak elkerülése érdekében, hogy a fémoxidok a salakban a szilíciumtartalmú hőhordozók adalékolása után túl nagy mennyiségben forduljanak elő, az oldalsó és felső légfúvókákon keresztül történő oxigén-befúvatást megszüli le tjük, ugyanakkor az alapfali légfúvókákon beáramló oxigén mennyiségét olyan szintre csökkentjük, amely csak arra elegendő, hogy elkerüljük a fémnek a légfúvókába való jutását (azaz a fémes betét 1 tonnájára viszonyított 1-2 m³/perc oxigén).

Szilíciumtartalmú hőhordozóként célszerűen a termikus ércfeldolgozásnál keletkező hulladékanyagok alkalmazhatók, például a ferroszilícium-előállítás során keletkező salak, amely kalciumoxid, magnéziumoxid és alumíniumoxidon kívül ferroszilíciumot és szilíciumkarbidot is tartalmaz. Ezen alkotórészek mennyisége az alábbi tartományok között mozog: 18 25 % Si, 15- 24 % l e, 5-15 % SiC. Hőhordozóként jól alkalmazható szilikoalumínium termokémiai előállításából származó salakhulladék is, amely 30— 40 % szilikoalumíniumot, 10—12 % szilíciumkarbidot és egy rész oxidot (elsősorban timföldet, fluoridokat, kalciumoxidokat) tartalmaz. A termikus ércfeldolgozás hulladékanyagai közül meg kell még említeni a ferroszilíciumsalak-huliadékot, amely nagy hőerőművek salakmelléktermékeiből választható ki, és amely legalább 14 % szilíciumot és maximum

1,5 % szenet, 0,4 % ként és 1 % foszfort tartalmaz. Egyes esetekben a szilíciumíartalom a 60 %-ot is meghaladhatja. Az említett hulladék esetleges magasabb kén, illetve foszfortartalma, tekintettel csekély felhasználásukra, és a konvertersalak „foszfortalanító” és „kéntelenítő” képességére, a konverteres eljárásban való felhasználásukat nem korlátozza.

Olyan konverteres aeclelőállítási eljárás esetén, amelynél a belét 100 %-osan ócskavasból áll, célszerű speciális hőhordozó, például vas-szilícium-alumínium ötvözet megolvasztásáról gondoskodni.

A találmány jobb megértése érdekében a következő foganatosítást módokat ismertetjük:

/. Pclda tonnás kombinált fúvatásű konverterbe betétként 9,7 tonna ócskavasat, 0,5 tonna meszet, és 0,6 tonna szénzúzalékot adagolunk. Az ócskavas

196 628 perc 30 másodperc alatt történő felhevítéséhez és megolvasztásához 739 m³, azaz 1 tonna fémes betétre viszonyítva 75,4 m³ oxigén szükséges. Eközben az alap- és oldalfali légfúvókákon át percenként mintegy 20-30 m³ oxigént és 5-15 m³ földgázt áramoltatunk a konverterbe. A fenti oxigénmennyiség felhasználása után a fémolvadék hőmérséklete eléri az 1565 °C-ot. Ezután az energiahordozók (oxigén és földgáz) oldalfali légfúvókákon keresztül történő adagolását megszüntetjük, az alapfali-légfúvókákon keresztül történő adagolást pedig csökkentjük: oxigén: maximum 13,5 m³/tonna·min, földgáz: maximum 1,5 m³/t-min. A konverterbe 80 kg 75 %-os ferroszilíciumot, azaz szilíciumra átszámítva és a fémes betét 1 tonnájára viszonyítva 6,1 kg szilíciumot adagolunk. Az oxigén oldalfali légfúvókákon át történő befúvatását a ferroszilícium adagolása után 2 perc 20 másodperc múlva szüntetjük meg. Az átfúvatás befejezése után a fém 0,05 % szenet, 0,04 % mangánt, 0,022 % szilíciumot és 0,008 % foszfort tartalmaz. A salak vastartalma (oxidformában)

20,5 %, CaO tartalma 33,0 %, SiO₂ tartalma pedig 20,8 %. A fém lecsapolás utáni hőmérséklete 1630 °C. Az eljárás folyékony fémhozama eléri a 9,2 tonnát.

II. Példa

A konvertert 9,5 tonna ócskavassal, 0,55 tonna mésszel és 0,48 tonna antracit-zúzalékkal töltjük meg. 783 m³, azaz tonnánként 82,4 m³ alap- és oldalfali légfúvókákon keresztül adagolt oxigén felhasználása után a fémolvadék hőmérséklete eléri az 1560 °C-ot. Ezután az oxigén és földgáz oldalról való befúvatását megszüntetjük, alulról történő befúvatását pedig percenként 13,5 m³-re, illetve 1,4 m³-re mérsékeljük., A konverterbe 65 kg 75 %-os ferroszilíciumot adagolunk, ami szilíciumra számítva és a fémes beiét egy tonnájára viszonyítva 5,0 kg szilíciumnak felel meg. Ezután 1 perc 40 másodperc múlva a csökkentett mennyiségű (1,4 m³/tonna· perc) oxigénadagolást is megszüntetjük. Az olvadék ekkor maximum 0,04 % szenet, 0,03 % mangánt, 0,026 % ként és 0,007 % foszfort tartalmaz. A firtomítóolvasztás befejezése után a fém hőmérséklete 1600 °C. A salak 16,4 % vasat (oxidformában), 35,3 % CaO-t, és 22,7 % SiO₂-t tartalmaz. Az öntőüstbe kerülő folyékony fém tömege eléri a 8,8 tonnát.

III. Példa

A konvertert 10,1 tonna ócskavassal, 0,65 tonna messze! és 0,55 antracit-zúzalékkal töltjük meg. A betét felbe vitáséhoz és megolvasztásához 856 m³, azaz tonnánként 84,7 ni³ oxigén szükséges. Ezután a konverterbe 130 kg 75 %-os ferroszilíciumot adagolunk, ami a fémes betét egy tonnájára viszonyítva 9,6 kg szilíciumot jelent. Az oxigén és földgáz oldalfali légfúvókákon át történő befúvatását meg'züntetjük és az oxigén alulról történő befúvatását percenként 15 m³-rc, azaz egy tonnára számítva körülbelül

1,5 m³-rc csökkentjük. A légfúvókák réscsalornájáu át percenként 1,5 m³ földgáz áramlik. Az energiahordozók fenti mennyiségű befúvatása 1 perc 15 másodpercig tart, majd a konvertert kiürítjük. A fém hőmérséklete eléri az 1620 °C-ot, széntartalma pedig 0,04 %, mangántartalma 0,04%, kéntartalma 0,028%, foszfortartalma pedig 0,010 %. Az. öntőüstbe lecsapolt folyékony fém tömege eléri a 9,5 tonnát.

IV. Példa

A betét 9,6 tonna ócskavasból, 0,5 tonna mészből és 0,58 tonna anliacitzíizalékból áll. Λ betét felhevítéséhez és megolvasztásához I tonnára viszonyítva 83,9 m³, azaz 30 perc 30 másodperc alatt összesen 805 m³ oxigén szükséges. Ezután 100 kg ferroszilícium előállításból származó salakot adagolunk a konverterbe. Ez a salakliulladék 14,7 % CaO-t, t8,8 % SiO₂-t, 10,9 % AI₂O₃-t, 45,8 % fémszabályozót és 8,2 % szilíciumkarbidot tartalmaz. A fémszabályozó szilíciumtartalma mintegy 63 %. Ennek megfelelően egy tonna fémes betétre 3,6 kg/szilícium jut. A ferroszilícium előállításból származó salakhulladék hozzáadagolása után az oxigén és a földgáz befúvatását folytatjuk, mégpedig percenként 13,5 m³ oxigénnel (1,4 in³/fmin) és 1,5 m³ földgázzal. A befúvatást 1 perc 40 másodperc múlva befejezzük. A fém hőmérséklete ekkor eléri az 1615 °C-ot. A salak oxidációfoka az oxidformában jelenlevő vastartalom szerint 24,1 %. A folyékony fém tömege 8,9 t.

V. Pé lda

A betét 9,7 t ócskavasat, 0,45 t meszet és 0,62 t antracitot tartalmaz. 824 m³ oxigén 30 perc alatt történő felhasználása után (tehát tonnánként 83,9 m³ oxigén) hőhordozóként alumínium-előállításból származó szilíciumtartalmú salakot adalckolunk, amely 34,7 % szilikoalunüniumot, 12,1 % szilíciumkarbidot és 41,8 % alumíniumoxidot tartalmaz. A konverterbe összesen 110 kg hőhordozót adalékolunk, ami szilíciumra átszámítva a betét egy tonnájára viszonyítva 4 kg szilíciumnak felel meg. Ezután az oldalfali légfúvókákon keresztül történő oxigén és földgáz befúvatást megszakítjuk, míg az alulról történő oxigénfogyasztást percenként 13,5 m³-re (földgázbefúvatás esetén 1,7 m³-re) csökkentjük. A befúvatást még 1 perc 30 másodpercen keresztül folytatjuk, majd a konvertert kiürítjük. A fém hőmérséklete ekkor 1610 °C, széntartalma 0,06 %, a salak vastartalma pedig (oxidok formájában) 20,2 %. Az öntőüstbe lecsapolt folyékony fém mennyisége 9,2 t.

A mellékelt táblázatok áttekintést nyújtanak a fenti példák technológiai adatairól. A táblázatok clyan olvasztási eljárások középértékeit is tartalmazzák, amelyek során az ajánlott módszereket nem alkalmazták. Az adatok alapján a találmány szerinti eljárás technikai és gazdasági előnyei felmérhetők. Ezek közül a legfontosabbak a következők:

— az oxigénbefúvatás időtartama mintegy 15— 20 %-kal megrövidül;

— a konverter teljesítménye ugyanilyen mértékben növekszik;

-a fajlagos oxigcnfclhasználás 10 20 m³/t-val csökken;

196 628 — azáltal, hogy szükségtelenné vált a járulékos fém öntőüstbe való lecsapolása és a konverterbe való áttöltése, az tűzálló anyagszükséglet egy tonna acélra viszonyítva 5—7 kg-mal csökkept;

— további tűzálló anyagszükséglet-csökkenés várható a konverterbélésnél, mivel a salak oxidációfoka 3—5 %-kal csökkent.

Táblázat

Jelző- szám	Jellemzők	Példi I.	1 11.
1	Hetét: - Ócskavas (t)	9,8	9,5
2	— Antracitzúzalék	0,600	0,480
3	— Mész (t)	0,500	0,550
4	Hevítés és olvasztás időtartama (pcrc-mp) (75 85 m3/t fajlagos oxigénfelhasználás mellett)	29-30	28-30
5	Oxigénfelhasználás hevítés és olvasztás közben (ni3 /t)	75,4	82,4
6	Szilíciumtartalmú hőhordozó-felhasználás nemesítés és finomító-olvasztás közben (kg Si/t)	6,1	5,0
7	A nemesítés és finomítóolvasztás időtartama (perc-mp)	2-20	1-40
8	A fém hőmérséklete a nemesítés és finomítóolvasztás befejeztével (°C)	1630	1610
9	Oxígénfelhasználás a nemesítés és finomító-olvasztás közben (m3 /t)	3,2	2,4
10	Az olvasztási eljárás teljes oxigénszükséglete (m3/t)	83,4	84,8
11	Az oxidformában jelenlevő Fc mennyisége a végsalakban (%)	20,5	16,4
12	Az előállított folyékony acél tömege (t)	9,2	8,8
13	Acélkitermelési tényező (%)	93,9	92,6
14	Az átfúvalás időtartama (perc-mp)	31-50	30-10
	Folytatás

Szilíciumtartalmú

Jelző- szám	Ili.	Példa	hőhordozók nélkül végrehajtott olvasztási eljárások középértékei
IV.	V.
1	10, J	9,6	9,7	9,7
2	0,550	0.580	0,620	0,540
3	0,650	0,500	0,45.0	0,500
4	27-50	30-30	30 00	29-00
5	84,7	83,9	84,9	80,7

Folytatás

Jelző- szám	111.	Példa	Szilíciumtartalmú hőhordozók nélkül végrehajtott olvasztási eljárások középértékei
IV.	V.
6	9,6	3,5	4,0
7	1-15	1-40	1—30	8-00
8	1620	1615	1610	1640
9	1,9	2,3	2,1	20,6
10	86,6	86,2	87,0	101,3
11	13,9	24,1	20,2	26,3
12	9,5	8,9	9,2	8,8
13	94,0	92,7	94,8	90,7
14	29 05	32,10	31,30	37-00

Claims (6)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Acélgyártás! eljárás, amelynek alapanyaga 25 szilárd, fémes vashordozó, főleg ócskavas, és amelyet oxigénes konverterben végzünk oly módon, hogy a szilárd fémes vashordozókhoz alulról felfelé, valamint oldalról a konverterbe adalékolt vastartalmú anyagok rétegén keresztül oxidálószert és tüzelőanyagot,

   30 továbbá felülről lefelé oxidálószert vezetünk, ezáltal a vashordozókat felhevítjük és megolvasztjuk, majd a fémolvadékot nemesítjük, és az acélelőállítás közben szén- és szilíciumtartalmú hőhordozókat adagolunk hozzá, azzal jellemezve, hogy a szilíciumtar35 tál mű hőhordozót nemesítés közben adagoljuk a fémolvadékhoz, és ezzel egyidejűleg, az oxidálószer oldalról és felülről történő hozzávezetését megszüntetjük, alulról történő hozzávezetését pedig mérsékeljük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilíciumtartalmú hőhordozót a szilárd fémes vashordoz.ó tonnánkénti mennyiségére viszonyított 75-85 m³ közötti oxigénnel egyenértékű oxidálószer felhasználása után adagoljuk a konver⁴⁵ terbe.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az. oxidálószer alulról felfelé történő bevezetését olyan mennyiségre csökkentjük, ami g₀ 1 tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva percenként 1—2 m³ közötti oxigénnek felel meg.
4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilíciumtartalmú hőhordozót olyan mennyiségben adagoljuk, amely

   55 1 tonna szilárd fémes vashordozóra viszonyítva 310 kg közötti tömegű szilíciumnak felel meg.
5. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilíciumtartalmú hőhordozóként termikus ércfeldolgozó berendezésekből gg származó liulladékanyagokat használunk fel.
6. 6. Λζ. I 4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilíciumtartalmú hőhordozóként hőerőművek hulladékából nyert ferroszilíciumot használunk fel.