199902. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxigénfúvatásos konverteres acélgyártásra
1 HU 199902 B 2 A találmány tárgya eljárás oxigénfúvatásos konverteres acélgyártásra, amelynek során szilárd, fémes Fe-tartalmú betétet felmelegítünk és megolvasztunk szilárd széntartalmú tüzelőanyag folyamatos oxigénbefúvatás mellett történő elégetésével, ahol a tüzelőanyagot két részletben vezetjük a konverterbe: az első részt a Fe-tartalmú betéttel, a második részt pedig az oxigénbefúvatás alatt. A modern kohászat egy fontos problémája a vashulladékok feldolgozása, minthogy ennek mennyisége világszerte folyamatosan növekszik. A tömegacélok előállításának legelterjedtebb módja az oxigénfúvatásos konverteres acélgyártás. A hagyományos acélgyártási eljárások során egy oxigénfúvatásos konverterben legfeljebb 30% vashulladék dolgozható fel. A fejlett ipari országokban az utóbbi időben kifejlesztettek olyan eljárást is, amellyel oxigénfúvatásos konverterben az acélgyártás alapanyagának teljes mennyisége vashulladék. Az ilyen koverlerek üzemeltetésével kapcsolatos tapasztalatok azt mutatják, hogy az eljárás a hagyományoshoz képest mintegy 50%-kal kisebb konverter teljesítményt igényel, elsősorban az olvasztási ciklus idejének meghosszabbításával, amely többek között a szilárd tüzelőanyagnak az olvasztási eljárás elején történő begyújtásával kapcsolatos nehézségekkel van összefüggésben. Ismeretes olyan acélgyártási eljárás is (lásd a 4.198.230. számú US szabadalmi leírást), amelynek során az oxigénfúvatásos konverterben a szilárd, fémes Fe-tartalmú betétet széntartalmú tüzelőanyaggal hevítik fel és olvasztják meg. A szilárd széntartalmú tüzelőanyag gyújtásának meggyorsítására az eljárásnál a fémes Fe-tartalmú betétet vagy a szilárd széntartalmú tüzelőanyagot a konverterbe történő bevitel előtt felmelegítik. Ugyancsak a begyűjtési idő rövidítését célozza a szilárd tüzelőanyag por finomságára történő őrlése és hordozógázzal történő bevezetése. A fenti intézkedések azonban, amelyek célja — mint mondottuk — a széntartalmú tüzelőanyag begyújtási idejének csökkentése, számos technológiai és szervezési nehézséggel jár együtt. Ennek elsősorban az az oka, hogy a betétet, illetve a szilárd tüzelőanyagot a konverteren kívül, külön erre a célra létesített aggregátorokban kell felmelegíteni, amihez járulékos berendezések, beruházás és üzemeltetési eszközök szükségesek. A vashulladéknak a konverteren kívül történő felmelegítése a Fe-tartalmú anyag deformálódása következtében a betét összetapadásához csomós halmazzá történő összeégéséhez vezet, ami nehezíti a konverterbe történő beadagolást. Ez viszont meghosszabbítja a betöltési időt, azaz növeli az olvasztási ciklus egészének idejét. Emellett a konverteren kívül történő melegítés a szilárd tüzelőanyag kihasználási fokát is csökkenti. Olyan eljárást is alkalmaznak (lásd a 27.29.983. számú DE szabadalmi leírást) oxigénfúvatásos konverterben történő acélgyártásra, amelynek során a fémes Fe-tartalmú betétet széntartalmú tüzelőanyag segítségével hevítik fel és olvasztják meg a konverterben oxigénbefúvatás mellett. Itt a tüzelőanyagot a konverterbe két részben vezetik be. Az első részt a Fe-tartalmú betéttel együtt, a második részt pedig az oxigénbefúvatás során vezetik be, mégpedig a betét megolvadása, azaz a folyékony fázis keletkezésének pillanatától. Szilárd, széntartalmú tüzelőanyagként elsősorban kokszot alkalmaznak. Az antracitszén vagy koksz, azaz egy olyan tüzelőanyag, amely 9%-nál kevesebb illékony alkotót tartalmaz, a vashulladék felmelegítési idejét jelentősen növeli, a tüzelőanyag meggyújtásával kapcsolatos nehézségek és az ennek következtében fellépő időveszteségek miatt. Ezen túlmenően a kemencebélés jelentős kopása is jelentkezik a falazat széntartalmú részeinek oxidálódása következtében. A koksz viszonylag magas (600 — 700 °C) belobbanási hőmérséklete következtében a gyújtási és felmelegedési idő a konverteres olvasztásnál 5 — 7 perc, ami az olvasztási folyamatot jelentősen késlelteti és így természetesen a konverter teljesítményét is csökkenti. Mindezeken túlmenően az ilyen eljárások során az oxigénfelhasználás sem racionális. Az oxigén egy jelentős része ugyanis eltávozik a füstgázokkal és ezzel a gázfázis oxidációs potenciálját is növeli, miáltal ugyancsak a falazat széntartalmú részeinek oxidációja lép fel, ami a kopást fokozza és a falazat élettartamát csökkenti. Ez ugyancsak a koverter teljesítményének csökkenéséhez vezet. A jelen találmánnyal tehát olyan eljárás kidolgozása a célunk konverteres acélgyártásra, amelylyel lehetővé válik a szilárd, szén tartalmú tüzelőanyag begyújtásának gyorsítása, ezzel pedig az olvasztási eljárás rövidítése és a konverter teljesítmény növelése. A kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy az eljárás során, amikoris szilárd, fémes Fe-tartalmú betétet felmelegítünk és megolvasztunk szilárd széntartalmú tüzelőanyag folyamatos oxigénbefúvatás mellett történő elégetésével, ahol a tüzelőanyagot két részletben vezetjük a konverterbe: az első részt a Fe-tartalmú betéttel, a második részt az oxigénbefúvatás alatt, a találmány szerint első részként az olvasztáshoz szükséges tüzelőanyag mennyiség 20 — 30 tömegszázalékát vezetjük gáz-szén formájában, a második részt pedig az olvasztáshoz szükséges oxigénmenynyiség 20 — 30 tömegszázalék befúvatása után vezetjük be. Az oxigénfúvatás kezdetétől a tüzelőanyag második részének bevezetéséig eltelt idő 10- -20%-a alatt a befúvatott oxigén mennyiségét célszerűen növeljük 0,08 - 0,26 m3/perc/l kg gáz-szén üzemi mennyiség eléréséig. A találmány szerinti eljárással a gáz-szén begyújtása egy percen belül lehetséges, ami az olvasztási ciklust jelentős mértékben lerövidíti és ezáltal magának a konverternek a teljesítményét mintegy 30%-kal növeli. Ezen kívül a találmány szerinti eljárással csökkenthető az oxigénfelhasz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
