157034. lajstromszámú szabadalom • Eljárás könnyen redukálódó fémoxidokat is tartalmazó vasdús ércek és salakok szelektív redukciójára

157034 6 Az eljárást D—Z-el járásnak nevezzük (Diósgyőr és Zagyvaróna, helységnevek kezdőibetűivel). A feladat technikai megoldása érdekében az olvadékot vasfürdő felett kell redukálni; A redukció periódusainak egyes fázisai: 1. az érc vagy salak adagolása (olvadék 'esetén beöntése) a vasfürdőre, 2. a tervezett összetételű fémfürdő tervezett hányadának lecsapoliása, 3. a salaik teljes mennyiségiének lecsapolása a rendszerben maradó fémíürdőiről; a 3. fázist követő 1. fázis zárja a periódust és egyben nyitja az új periódust is. A D—Z-eljárás gyakorlati kivitelezésének könnyebb megértése érdekében 'egy modellen vezetjük le a folyamatot. A modell 1,72% Gr-JtarltaOimú fenrociiikkelsalak-dlvadékból krómsaegény vasnak 2,5 tonnás acélgyártó ívkieimencében való redulkcióját mutatja be, a redukció folyamatábráját az 1. ábrán tüntelttük fel. Technikai követelményeik az alábbiak: 1. a fém (acélféltetrímék) krómtartalma max. 0,3%. lehet, 2. a salak (végsalak) krómtantalima minél kisebb legyen, 3. a salak (végsalak) vastartalma minél kisebb legyen. • Ebben a rendszerben a vasnak a krómtól való jó hatásfokú szétválasztása — mint ismeretes — azért nehéz, mert a salak FeO-tartalmanalk csökkenésével fokozatosan a króm is redukálódik. A modellben a redukciót a fém és a salak egymástól külön-külön csapolásának a lehetősége, továbbá a vasban oldott karbon redukáló hatásának, kihasználása érdekében olyan rendszeren hajtjuk végre, amely a ferronikfcelsäla'k beöntése utáni fázisban 500,00 kg ferironiikbelsaliakból 'és 1100,00 kg vasfürdőből áll. A D—Z-eljárás modelljének egyes fázisait jellemző adatok az 1. táblázatban vannak összefoglaliva. 1. táblázat A salak és fém legfontosabb alkotóinak tömege >és koncentrációja a ferronikikelsalalk D—Z-eljárás szerinti redukciójának egyes fázisaiban 1. táblázat folytatása A r edukció fázisai A salak és fém legfontosabb alkotói a férronikkelsalak Ibeöntése utáni állapot az aoélféltermék csapolása előtti állapot a végsalak csapolása előttiii állapot A salaik ' tömege kg 500,00 • 355,74 235,43 Fe-tarit. kg 213,71 95,88 10,00 Feltart. % 42,74 26,95 4,25 Cr-tart. kg 8,60 13,92 8,00 Cr-tart. %, 1,72 3,91 3,40 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 A redukció fázisai A salak és fém legfontosabb alkotói a fetrrolikkelsalaik ibeöntése utáni állapot az acélféltermék: csapolása - előtti' állapot a végsalak csapolása előtti' állapot A fém tömege kg 1100,00 1200,00 1100,00 C-tart. kg 16,50 3,60 16,50 C-ítart. % 1,50 0,30 1,50 Cr-tirat. kg 8,80 3,48 8,80 Gr .tart. % 0,80 0,29 0,80 A feirronikkelsalak beöntése utáni állapotban a fém 1,50%-nyi karbontartalmára a redukció gyorsítása érdekében van szükség; a 0,80% Cr-Itartalimát az egyensúlyi arány módosítása céljából adagolással állítjuk be, mennyiségét később indokoljuk. A ferronikkelsalaík felöntess után a fémben oldott karbont és krómot a salak vas(II)-oxidja oxidálja, miközben vas redukálódik és gyarapítja a fémfürdőt. Feladatunk az, hogy a krómból annyit oxidáljunk, hogy a fémben ne maradjon több a megengedett 0,3%-nál. Ez. nem lesz" hosszantartó folyamat, mert a salak — nagy vas(II)»oxidtairtalniánál fogva — erősen oxidáló hatású. Az intenzíven moizgó fém- és salakfürdő között lejátszódó [Cir]+'(FeO) = Fe + (CrO) folyamat jól megközelíti az egyensúlyi állapotot. Fizikai-kémiai összefüggésekből számítva, ha a salak összes vasltartalmát 24—28%Hra csökkentjük, akkor a kirómmegoszlás kielégíti az előírt követelményeket. Modellünk 2:6,95% Fe^tartalomlig redukált állapotának legfontosabb tömeg és koncentráció adatait az 1. táblázat tartalmazza (az, aoélféltermék csapolása előtti állapot). Az egyensúly közelébe jutott rendszeriből csapoljunk ki 205,32 kg acél'fiélterméket; a maradék fém súlya 994,68 kg lesz. Csapolás után karbanizáljuk fel a maradék fémlet 1,5—2'°/o körüli karbontartalomra, és adagoljunk a salakra elegendő ikokszparlt. A salak továbbra is érőteljesen redukálódik, vas- és krómtartalma csökken, a fém tarámtartalma pedig nagyobbodik. A gyakorlati egyensúlyi adatokkal számolva, ha a salak összes vastartalmált 4,25%-ig csökkentjük, akkor krómtartalma 3,40%-ra esik, miközben az újra 1100 kg-ra felszaporodott fémben 0,80%-ra nő a krómtartalma. (1. táblázat a végsalak csapolása előtti állipot.) A végsalakot lecsapoljuk. Vele a. rendszerből 0.5 eltávozik