177214. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acél gyártására
3 177214 4 rülbeliil 90u„-át szénmonoxid teszi ki. visszakeringtethetők a redukáló gáz részeként a fluidágyba a redukáló és karburátó lépésbe. Anyagegyensúlyi számítások azt mutatják, hogy a távozó gázok széntartalma elegendő ahhoz, hogy a redukáló és karburáló lépésben szükséges összes szénmennyiséget szolgáltassa. Ennek megfelelően, ha a karburálást és az acéllá történő ezt követő redukálást folyamatos üzemben végezzük, akkor azzal a fenntartással, hogy az üzemi veszteség csekély, a karburáláshoz szükséges öszszes szenet biztosíthatjuk az acélláalakítás redukciós lépéséből távozó gázok folyamatos keringtetése útján. Ez szükségtelenné teszi azt. hogy szenet vigyünk be a karburáló lépésbe, kivéve a szokásos műveleteknél jelentkező csekély veszteség pótlására szükséges mennyiséget. Ez azt eredményezi, hogy a vaskarbiddá alakításra bevitt eredeti szénmennyiséget ismételten felhasználhatjuk oly módon, hogy azt az acélgyártási lépésből kinyerjük és újra felhasználhatjuk karbid előállítására. Abban az esetben, ha a karburáló és az ezt követő redukáló lépéseket más lépésekkel együtt végezzük, akkor további hőmennyiség bevitelére nincs szükség, mivel a karburálásnál kapott termék olyan hőmérsékletű, hogy nem kell további hőt bevinni a következő redukciós lépésbe. Abban az esetben, ha a két lépést külön-külön vitelezzük ki, a redukcióból származó forró hulladékgázokat a vaskarbid előmelegítésére használhatjuk vagy más módon vihetünk be hőt, amennyiben szükséges. azért, hogy az acélgyártási folyamat önhőellátását biztosítsuk. Az előállított vaskarb'dot előnyösen közvetlenül egy oxigénaláfúvásos vagy elektromos kemencébe tápláljuk be. folyósító szerekkel, ötvöző anyagokkal vagy más hagyományos adalékokkal együtt azért, hogy nagyolvasztó nélkül közvetlenül állítsunk elő acélt. A beadagolt elegyhez különböző utakon szállíthatunk hőt avégett, hogy a folyamat önhőellátását biztosítsuk. A szükséges hőt közvetlen fűtéssel, fűtőanyag, így szén. bevitelével vagy oly módon biztosítjuk, hogy elegendő szabad vagy kombinált szenet állítunk elő a karbidban vagy más módon szolgáltatunk hőt. A távozó gázból származó hőt használhatjuk a beadagolt elegy hőszükségietének a biztosítására, de erre a célra a távozó gáz egy részének elégetésekor felszabaduló hőt is használhatjuk. Ez utóbbi esetben a fűtőgáz CO/C'O? arányát olyan érték alatt kell tartani, amelynél a vaskarbid a szükséges előmelegítési hőmérsékleten elbomlik. Oxigénaláfúvásos és elektromos kemencékkel dolgozó eljárások jól ismertek az acélgyártásban. Az oxigénaláfúvásos eljárás vagy oxigénaláfúvásos kemencét alkalmazó eljárás nagy mértékben különbözik a Bessemer- és a lángkemencét alkalmazó eljárásoktól, ahol a szén és bizonyos szennyezések (kén, foszfor és hasonlók) a beadagolt Hegyben levegő hatására nem. csak oxigén hatására oxidálódnak. Az oxigént a kemencében lévő vasba oly módon viszsziik be, hogy belöveiljük a megolvasztott vasba vagy az oxigént a vasolvadék felülete alá vezetjük, A találmány szerinti eljárással előállított vaskarbid l-C'Cés FeiC képletű karbidok elegye, amelyben az f eiC van túlsúlyban. A találmány szerinti eljárást példaképpen leírjuk, ennek során a csatolt rajzra hivatkozunk, amely az eljárás folyamatábrája. A fíuidágyegység hagyományos típusú lehet, amelyben a finomeloszlású betáplált anyagot rostélyon vagy más perforált hordozón fluidi/áljuk felfelé áramló gázzal, amely a reagáló gázokat tartalmazhatja vagy teljesen ilyen gázokból állhat. A kisegitő berendezés szokásosan fűtő-, hőmérsékletszabályozó- és ellenőrzőegységet, hőcserélőket, gázmosókat. ciklonokat, gázkeringtető eszközöket és más hagyományos készülékeket foglal magában. A leírásban használt ..hidrogénhordozó gáz” megjelölés magára a hidrogénre, a ..széntartalmú anyag” megjelölés pedig magára a szénre vonatkozik. Az eljárás során vasérc-koncentrátumot táplálunk be a fluidágy-egységbe és ott azt karburáljuk. A karburálást gondosan kell szabályozni annak érdekében, hogy megfelelő terméket szolgáltassunk az oxigénaláfúvásos kemencében (BOF) vagy az elektromos kemencében történő felhasználásra. Vaskarbidnak ilyen kemencében való használata nagyon kedvező, mivel ez nem piroforos és az időjárás viszontagságainak ellenáll, így lehetővé válik ennek nagy távolságokra való szállítása és elfogadható ideig való tárolása. A vasoxidot először vassá redukáljuk a fluidágyban és utána a vasat vaskarbiddá alakítjuk folyamatos eljárásban. mimellett a redukáló és karburáló gázokat együtt használjuk. A dugulás megelőzésére, amelyet a fém vas átmeneti jelenléte okoz, a hőmérsékletet előnyösen minden időben 705 C alatt, elsősorban pedig 480 C és 650 C között tartjuk. Redukáló gázként előnyösen hidrogént használunk, bár szénmonoxid vagy szénhidrogén-gázok vagy hidrogénnek CO-val és szénhidrogén-gázokkal alkotott elegyei is alkalmazhatók. A folyamatábra hidrogén és szénmonoxid használatát mutatja víz keletkezése közben. Hidrogén előnyben részesül, mint redukáló gáz, mivel a képződő víz könnyen kinyerhető a távozó gázból. így lehetővé válik a gáz visszakeringtetése anélkül, hogy nagyon bonyolult és költséges rendszerre lenne szükség a szén oxidációs termékeinek a kinyerésére, amelyek akkor keletkeznek, amikor széntartalmú gázokat használunk. Az előnyös karburáló gáz a propán, bár más gázalakú szénhidrogén vagy szénmonoxid, de szilárd szén is használható. Ezek közül a rövídszénláncú alkilszénhidrogéneK részesülnek előnyben. Egyébként minden olyan széntartalmú anyag használható, amely szenet szolgáltat a vaskarbid előállításához. A hidrogén és a széntartalmú anyagok arányának az egyensúlyban tartására a hidrogén, illetve a szén mennyiségét kisebbre vehetjük a redukáló, illetve karburáló hatás csökkentése érdekében. Ezt könnyen elérhetjük oly módon. hogy a hidrogénhordozó gázokat feleslegben tartjuk a szén tartalmú gázok mennyiségéhez képest. A hidrogén-szén-oxigéngáz-rendszerben uralkodó egyensúly miatt a megfelelő hidrogén-szén arányok megkívánják, hogy metán legyen jelen a gáz-rendszerben. A jelenlévő metán mennyisége a szén és a hidrogén arám utol. valamint a hőmérsékleti és nyomásviszonyoktól függ A fent leirt redukáló es karburáló folyamat alkalmazásánál egy fluidágy-egységben kapott kísérleti eredményeket a következő táblázatban adjuk meg. s 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
