165150. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acélgyártásban használható szintetikus salak előállítására és alkalmazására
3 165150 4 folyékony fázis között helyezkednek el. Amennyiben a fizikai helyzetük nem változna a reakciók lassúbbodnának, sőt meg is állnának. Ez azonban nem következhet be, mivel a diffúzió a különböző salakalkotó komponensek koncentrációjának kiegyenlítődésének irányába hat, tehát a reakciótérben keletkező elsődleges termékek eltávoznak onnan. Ezen diffúziós folyamat alatt nyílik lehetőség arra, hogy lejátszódjanak azok a másodlagos stb. reakciók, amelyek eredményeképpen - a fenti példa szerinti — CaO-, A12 0 3 -, vagy Si02 -ben dús vegyületek felhígulnak és végül a salakképződés folyamatának befejezésekor egy megközelítőleg homogén olvadékot alkotnak. Tehát a diffúziós sebességeknek meghatározó szerepük van a salakképződés folyamatában. Mindazok a mechanikus folyamatok, amelyek az acélgyártó kemencében a folyékony fázis intenzív keveredését eredményezik, részben átvállalják a diffúzió szerepét és a reakciókat meggyorsítják. Különösen jól látható ez az LD acélgyártásnál. Az LD acélgyártásnak az a lényege, hogy a folyékony nyersvasat —.. amely fémes és nem fémes szennyezőket tartalmaz a karbon mellett kiredukált állapotban — beleöntik egy konverterbe, és technikai tisztaságú oxigént fúvatnak rá. Az oxigén hatására kiégnek a karbon és a szennyezők olyan hőfelszabadulás mellett, amely teljes egészében fedezi a művelet hőigényét, sőt túlmelegedés is létrejöhet. Az oxiddá alakult szennyezők a salakfázisba kerülnek. A salakképződés folyamatával egyidejűleg megkezdődnek a salakfázis és a fémfázis között lejátszódó reakciók is, de többségük csak akkor játszódik le, amikor már beolvadt homogén, reakcióképes salakkal rendelkezünk. A modern acélgyártási eljárásoknál a fejlődés egyik iránya az, hogy a salakot részben vagy egészben nem nyers salakalkotók formájában, hanem előkészítve viszik az acélgyártási művelethez. Salakok előkészítésével és acélipari felhasználásával foglalkozik pl. a 1916419 sz. és a 2000735 sz. NSZK szabadalom. Mindkét szabadalom szerint a nyers salakalkotók helyett előkészített salakot használnak az acélgyártáshoz. Az előkészítés a nyersanyagok finomőrléséből fizikai úton történő homogenizálásából és zsugorításból áll. A zsugorítás eredményeképpen ismét darabos anyagot kapnak, amely már használható az acélgyártásnál. Az előkészített salakösszetétel a 1919419 sz. NSZK szabadalom szerint három fő komponensből áll: CaO 29-60%, FeO vagy Fe2 0 3 25-60%, Si0 2 6-30%. Ezen kívül max. 25%-ot tartalmazhat együttesen v. külön-külön is a következő anyagokból: A120 3 , CaF2 , Ti0 2 , MgO, R 2 0 3 . A 2000735 sz. NSZK szabadalom szerint pedig az összetétel kritériumai: Mi?. =025-04 A12 0 3 és/vagy Fe 2 0 3 u "" u ' 4 A12 0 3 és/vagy Fe 2 0 3 Kívánatos, hogy a salakban A12 0 3 legyen Fe 2 0 3 nélkül vagy forditva. A Si02 max. 10%, Ti02 max. 6%, Na20 max. 6% lehet. Találmányunk lényege, hogy acélgyári szintetikus 5 salakot az acélgyártó kemencétől független olvasztó kemencében salakképző kiindulási anyagokból állítunk elő. Salakképző kiindulási anyagokként mészkövet, égetett meszet, bauxitot, kvarchomokot, szénbányászati meddőanyagot, vörösiszapot, vörös-10 iszapból vaskinyerés után visszamaradó anyagot, agyagot, illetve ezek keverékeit használjuk. Ezen szintetikusan kapott salak összetétele 55-65 súly% kalcium-oxid, 15—35 súly% alumínium-oxid, 2—10 súly% szilícium-dioxid, 2-10 súly% vas-oxid, 0-2 súly% 15 titán-dioxid, 0-0,5 súly% S03 0-0,3 súly%P 2 O s , és maximálisan 2 súly% egyéb anyag. Ezen összetételű végtermék előállításához a salakképző anyagot 45—60 súly% kalcium-oxid, 12—30 súly% alumínium-oxid, 2-9 súly% szilícium-dioxid, 2-13 súly% vas-oxid, 20 0-2 súly% titán-dioxid, 0-0,5 súly% S03 , 0-0,3 súly% P2 O s , és 0-2 súly% egyéb anyag összetételűre állítjuk be és az olvasztó kemencében 1250-1400°C hőmérsékleten megolvasztjuk. A kapott szintetikus salak a vas-oxid és alumínium-oxid tartalmát főtöme-25 gében 4 CaO A12 0 3 Fe 2 0 3 és 3 CaO A1 2 0 3 , a szilícium-dioxid tartalmát főtömegében 2 CaO Si02 , vagy 3 CaO Si02 formában tartalmazza. A fentiek szerint előállított szintetikus salak a kedvező tulajdonságai alapján nagymértékben lerövi-30 díti az acélgyártási művelet időigényét, továbbá jelenlétében pontosabban szabályozhatók azok a reakciók, amelyek a kívánt összetételű acélt eredményezik. Ezt a salakot hidegen vagy olvadt állapotban egyaránt adagolhatjuk az acélgyártó kemencébe salak-35 képző anyagok helyett. Alkalmazása különösen az LD eljárásnál előnyös. Az előnyöket a következőkben foglalhatjuk össze: A szintetikus salakot az acélgyártó kemencébe adagolva az gyorsan megolvad (olvadáspont 40 1250-1400°C) és azonnal reakcióképessé válik. A frissen megolvadt salak homogén. Elmosódik azoknak az elsődleges, másodlagos stb. reakcióknak a szerepe, amelyeknek eredményeképpen pl. a bázikus salakok legfontosabb komponense a 45 CaO, szilárd CaO-ból aktív, egyenletes koncentrációjú salakkomponenssé lesz. Ugyanilyen okok miatt csökken a diffúziós sebességek jelentősége is. A fenti összetételű salak sokkal jobban megközelíti a végsalak összetételt, mint pl. a hagyományosan adagolt nyers 50 mész és bauxit, ugyanakkor Si02 -ben, MnO-ban, kénben, foszforban és egyéb szennyezőkben szegény, tehát a megoszlási hányadosok alapján rendkívül alkalmas ezek gyors megkötésére. Mindezek eredményeképpen az acéllá válás folyamatának reakciói 55 meggyorsulnak és az így nyert kemencekapacitás-növekedés kompenzálja a szintetikus salakgyártással jelentkező többletköltségeket. Kiküszöbölhető továbbá a drága és a környezetre rendkívül káros folypát alkalmazása is. 60 A szintetikus salak gyártásához az égetett mész, 2
