196628. lajstromszámú szabadalom • Acélgyártási eljárás
5 196 628 6 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 után 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 oxjgénfelhasználás 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 adalékoini, amely az 1 és 2 pontok közötti szakasznak felel meg. A szilíciumtartalmú hőhordozók adatékolásának kedvező hatása a következő reakcióval magyarázható: 2 (FeO) + Si = 2 Fe + (Si02) + 332,851 • 103 kJ/moh Ezt a reakciót a közvetlen redukció szénmonoxid képződéséhez és ennek utánégetéséhez viszonyítva nagyfokú exoterrriikus 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 át fiival ás közben (vagyis az I és 2 pontok között) az olvadék Jiőmérsékleteinelkedési menetének megváltozásához vezet. Amint a rajzon láthatjuk, ez a változás a görbe vízszintes szakaszának megrövidülésében jelentkezik, így a szükséges hőmérséklet elérésének pillanata pem a 3 pontban, hanem a 4 pontban következik be. Az oxigénigény csökkenése következtében az átfúvatás időtartama is megrövidül, tehát a folyamat teljesítménye emelkedik. Ezen túlmenően a járulékos öntpüst 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 ferroszilícimn 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 tonnánként 3 kg-nál kevesebb szilíciumadalék esetén nem kielégítő, mivel a kívánt hőmcrscklctemclkedés a rajz szerinti s/.óráslartományban 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 oxigéu-beliívatnst megszüntetjük, 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 % Fc, 5-15 % SiC. Hőhordozóként jól alkalmazható szilikoalumínium termokémiai előállításából származó salakhulladék is, amely 30— 40 % szilikoalumínhmiot, 10—12 % szilíciumkarbidot és egy rész oxidot (elsősorban timföldet, fluoridokat, kalcinmoxidokat) tartalmaz. A termikus ércfeldolgozás huiladékanyagai közül meg kell még említeni a ferroszilíciumsaiak-hulladékot, 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 szilíciumíarfalom a 60 %-ot is meghaladhatja. Az említett hulladék esetleges magasabb kén, illetve foszfortartalma, tekintette! csekély felhasználásukra, és a konvertersalak „foszfortalanító” és „kéntelenítő” képességére, a konverteres eljárásban való felhasználásukat nem korlátozza. Olyan konverteres acclelőállítási 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 10 tonnás kombinált fúvatásű konverterbe betétként 9,7 tonna ócskavasat, 0,5 tonna meszet, és 0,6 tonna széuzúzalékot adagolunk. Az ócskavas 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
