177214. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acél gyártására
7 177214 8 egészben vagy részben ügy biztosítjuk, hogy az Fe,C-t külső hőforrásból származó hővel közvetlenül fűtjük. Megfelelő mennyiségű szenet kell hozzáadni a vaskarbidhoz azért, hogy elégésekor a kívánt pótlólagos hőmennyiséget szolgáltassuk. A hozzáadott szén mennyisége a bevitt vaskarbid körülbelül 3—5 súly %-a lehet. A szenet közvetlenül bevihetjük a vaskarbid előmelegítésekor olyan széntartalmú gázokban is, amelyeknek a CO/CO, aránya 1:1-nél nagyobb. Hőt adagolhatunk oly módon is, hogy az oxigénbázisú kemencéből távozó gázokat reagáltatjuk a bejövő vaskaroddal. A vaskarbid számára szükséges széntartalmat annak érdekében, hogy a kívánt hőt égés útján biztosítsuk, a karburálás folyamán is adagolhatjuk. Ezt olyan módon végezzük, hogy a reagáló gázelegyben a fluidágyban jelenlévő széntartalmú anyag mennyiségét beállítjuk avégett, hogy elegendő Fe,C képződjék a termékben. A folyamatábrán látható, hogy forró vasforgácsot adhatunk az oxigénbázisú kemencébe betáplált anyaghoz. Az acéllá történő redukciót olvasztott nyersvas bevitele útján végezhetjük. Ez lehetővé teszi azt, hogy vaskarbidot adagoljunk a reakció lehűtésére, így például háromszor annyi vaskarbidot használunk, mint nyersvasat. Erre a célra a vaskarbid-nyersvas-mennyiség körülbelül 60 súly %-át adagolhatjuk. Ennek előnye az, hogy a meglévő nyersvasolvasztó kemencék a találmány szerinti eljárással összekapcsolva üzemeltethetők. Valamennyi ismertetett változat egyedül vagy kombinálva alkalmazható a vaskarbid számára szükséges hőmennyiség szolgáltatására, így az oxigénbázisú eljárást önhőellátóvá lehet tenni. Abban az esetben, ha az acélgyártást elektromos kemencében végezzük, minden további szükséges hőmennyiséget bevihetünk a kemencébe elektromos energia alakjában. A karburáló lépés lehetővé teszi nem mágneses ércekben lévő kis mennyiségű vasnak a meddőtől való elválasztását. Mivel a nem-mágneses ércekből előállított vaskarbid mágneses lesz, csupán arra van,szükség, hogy valamely nemmágneses ércet, így oxidált takonitokat, karburáljunk annak érdekében, hogy a benne lévő vasoxidot vaskarbiddá alakítsuk, majd a kezelt ércet mágneses elválasztásnak vessük alá és a keletkező mágneses vaskarbidot elkülönítsük a meddőtől. Az elkülönített vaskarbidot ezután acéllá redukáljuk. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi azt, hogy kiküszöböljük a költséges nagyolvasztó használatát acélnak vasércből való előállításánál. Abban az esetben, ha a karburálást és az acéllá történő redukálást egymást követően végezzük anélkül, hogy megszakítanánk a folyamatot, akkor nincs szükség hő bevitelére az acéllá való redukáláshoz. és a redukcióból származó szénmonoxidot felhasználhatjuk az oxidból képződött vas karburálásához szükséges szén szolgáltatására, így a szén folyamatosan újra alkalmazható. A karburálásnál víz keletkezik, így egyszerűvé válik a melléktermékként képződő széntartalmú gázok kinyerése. Ez elég nagy Fe,C/Fe,C arányoknál végezhető, így elegendő széntartalmat biztosíthatunk ahhoz, hogy az oxigénaláfúvásos kemencét alkalmazó eljárás önhőellátása megvalósuljon. A karóidnak acéllá történő redukciója olyan hőforrás, amely ezt a lépést önhőellátóvá teszi anélkül, hogy külön anyagokat alkalmaznánk, így a távozó gázok hőtartalmát használhatjuk, vagy a kemencéből származó gázokban lévő CO-t égethetjük el a szükséges hőmennyiség biztosítására. vagy a távozó gázokban lévő CO-t reagáltathatjuk a karburálásnál keletkező vaskarbiddal annak érdekében, hogy növeljük az Fe,C/Fe,C-arányt a betáplált anyagban. Ekkor már elég szén áll rendelkezésre ahhoz, hogy égetés útján biztosítsuk azt a hőmennyiséget, amely szükséges ahhoz, hogy az acéllá történő redukciót önhőellátóvá tegyük. Abban az esetben, ha nyersvasat adunk a töltethez, akkor nagy mennyiségű vaskarbidot adagolhatunk hűtés céljára. Az egész eljárást úgy vitelezhetjük ki. hogy az gyakorlatilag szennyezésmentes, a lehető legnagyobb átalakulást érjük el és a főtermék mellett keletkező termékeket újra felhasználhatjuk. Ezen túlmenően a szállítási költségek nagymérvű csökkentését érhetjük el azzal, hogy a karbidot a bánya közelében állítjuk elő és ezután továbbítjuk az acélgyártó kemencébe, mivel az első lépésben előállított vaskarbid nagyobb százalékban tartalmaz használható anyagot, mint a kiindulási oxid. A vaskarbid előnyösen körülbelül 590—705 C°-os akkor. amikor az eljárás karburáló lépéséből távozik. A fluidágyban a hidrogénnek a vízhez való arányát körülbelül 2,5:1—8:1 értéken, a CO/CO, arányt körülbelül 1:1—4:1 értékben.és a CO/CO,, valamint a hidrogén arányokat lényegében a metánnal egyensúlyban tarthatjuk. A hidrogén térfogata előnyösen meghaladja a széntartalmú gáz térfogatát a fluidágyban. Abban az esetben, ha nyersvasat adunk a kemencében lévő vaskarbidhoz, akkor az körülbelül a karbid 40 súly %-a lehet és magát a vaskarbidot a kemencében lévő vaskarbid-nyersvaselegy legfeljebb 60 súly %-ig terjedő mennyiségben adagolhatjuk. Abban az esetben, ha a vasoxidokat hidrogénhordozó gáz és széntartalmú anyag elegyének a felhasználásával alakítjuk vaskarbiddá fluidágyban, akkor a hidrogén előnyösen a szénmonoxid 60 tf %-át meghaladó mennyiségben van jelen a fluídágyban. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás acél gyártására vasoxidból, azzal jellemezve, hogy a vasoxidot karburáljuk vaskarbiddá alakítás végett és a keletkező vaskarbidot acéllá redukáljuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a redukciót oxigénaláfúvásos kemencében végezzük. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a redukciót a vaskarbidban lévő szénnek szénmonoxiddá való oxidálásával végezzük és a felszabadult hőmennyiséget az oxigénaláfúvásos kemencében felhasználjuk. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az oxidot vassá redukáljuk és a keletkezett vasat vaskarbiddá karburáljuk egy lépésben fluidágyban hidrogénhordozó gáz és széntartalmú anyag felhasználásával. 5. A megelőző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a redukcióból származó gázt az oxid fluidizálása és karburálása végett a karburáláshoz visszakeringtetjük. 6. A 2—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a karburálásnál kapott vaskarbidnak a redukció előtti hőveszteségét úgy pótoljuk, hogy egy előmelegítő lépésben hőt közlünk a karbiddal annak érdekében, hog^ a reakciót önhőellátóvá tegyük az oxigénaláfúvásos kemencében. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
