Настоящее изобретение относится к средству для обессеривания и/или предварительного обессеривания, в частности, расплава доменного чугуна или расплава стали, способу изготовления такого средства, а также к применению такого средства для обессеривания и/или предварительного обессеривания расплава доменного чугуна или расплава стали.
Для производства доменного чугуна обычно смесь из железной руды и кокса, который выступает как носитель энергии, а также как восстанавливающее средство для железной руды восстанавливается в доменной печи до доменного чугуна. Вследствие относительно высокого содержания серы в коксе при этом способе в расплав доменного чугуна поступают относительно большие количества серы. Так как высокое содержание серы отрицательно сказывается на механических свойствах как изготовленного из доменного чугуна литьевого чугуна, так и изготовленной из доменного чугуна стали, чтобы обеспечить необходимое содержание серы, необходимо удалить поступившую в доменный чугун при его изготовлении серу из доменного чугуна и/или произведенной из него стали.
Для удаления серы из доменного чугуна и/или стали предложено много обессеривающих средств, которые, например, пневматически или механически вводятся в расплав доменного чугуна или расплав стали и там восстанавливают серу до сульфидного соединения, например сульфида кальция, который всплывает в расплаве доменного чугуна и таким образом попадает в шлаки, с которыми он позже удаляется из доменного чугуна. В качестве восстанавливающих средств для обессеривания известны, например, магний, магниевые сплавы, сода, жженая известь и карбид кальция. К тому же известно о добавлении к таким восстанавливающим средствам другого соединения, чтобы повысить их эффективность при обессеривании доменного чугуна и/или стали. Так, в DE 2252796 С3 раскрывается обессеривающее средство, которое, наряду с карбидом кальция или цианамидом кальция, в качестве восстанавливающего средства содержит твердое, водородсодержащее соединение, как например полиэтилен или полиамид. Кроме того, из ЕР 0226994 В1 известно обессеривающее средство, которое содержит карбид кальция и высушенный уголь.
Многие из вышеназванных обессеривающих средств проявляют, однако, нежелательные для обессеривания доменного железа свойства. Например, сода при введении в доменное железо взрывообразно разлагается, что приводит к повышенному износу соответствующих конструктивных элементов. К тому же, достижимая при использовании соды степень обессеривания находится на неудовлетворительно низком уровне. Кроме того, сода эндотермически реагирует с серой, так что в доменном чугуне происходит снижение температуры. Ограничены также степени, достижимые при обессеривании магнием и магниевыми сплавами в качестве обессеривающих средств, а именно, кроме всего прочего, вследствие того факта, что растворимость магния с повышением температуры доменного чугуна и со снижением содержания серы повышается. Недостатки имеют также вышеназванные добавляемые к карбиду кальция для повышения степени обессеривания соединения, такие как полиэтилен, полиамид и высушенный уголь. Добавление пластмасс, таких как полиэтилен и полиамид, к карбиду кальция затрудняет процесс вдувания обессеривающего средства в расплав доменного чугуна. Кроме того, высушенные угли на воздухе склонны к самовозгоранию. Кроме того, добавлять их к карбиду кальция - вследствие высокой реакционной способности карбида кальция с водой - следует с достаточно низкой влажностью, поэтому такие угли дороги, а в отношении хранения и транспортировки предъявляют повышенные требования.
По этой причине для обессеривания расплавов доменного чугуна и/или расплавов стали используются главным образом обессеривающие средства на основе соединений кальция, таких как карбид кальция, оксид кальция, гидроксид кальция или карбонат кальция. Из них при обессеривании наибольшую удельную эффективность имеет карбид кальция, т.е. заданным количеством карбида кальция достигается примерно вдвое большее обессеривание расплава доменного чугуна, чем таким же количеством оксида кальция. Карбид кальция реагирует с водой с образованием ацетилена, который, как и все низкомолекулярные углеводороды, образует с воздухом легковоспламеняющиеся смеси. По этой причине транспортировка и хранение карбида кальция трудоемки и связаны с большими затратами. С учетом вышеизложенного было бы желательным средство для обессеривания расплава доменного чугуна или расплава стали на основе оксида кальция с высокой эффективностью обессеривания.
Задачей настоящего изобретения является, поэтому, предложение обессеривающего средства на основе оксида кальция, которое проявляет высокую удельную эффективность при обессеривании расплава доменного чугуна или расплава стали.
Согласно изобретению эта задача решается за счет средства для обессеривания и/или предварительного обессеривания, в частности, расплавов доменного чугуна или расплавов стали, которое содержит оксид кальция, а также битум.
Это решение базируется на неожиданном открытии, что добавление битума к оксиду кальция - по сравнению с той же самой смесью без добавления битума - существенно повышает эффективность действия оксида кальция при обессеривании и/или предварительном обессеривании расплава доменного чугуна или расплава стали, и притом, в зависимости от соответствующих различных, специфичных для производства физических, химических и технологических условий, вплоть до обессеривающей эффективности карбида кальция. При этом особым преимуществом является то, что добавляемый битум не затрудняет или по меньшей мере значительно не затрудняет процесс вдувания обессеривающего средства в расплав доменного чугуна. К тому же, битум устойчив на воздухе, не самовозгорается и не реагирует с водой, из-за чего не применяется ограничений к транспортировке и хранению битума. В общем, соответствующее изобретению обессеривающее средство обладает, следовательно, преимуществами оксида кальция при одновременном отсутствии недостатков известных из уровня техники обессеривающих средств.
Битум представляет собой смесь из высокомолекулярных углеводородов, которая не только встречается в природных условиях, но и может производиться, например, посредством вакуумной дистилляции из нефти. При этом в случае битума речь идет о кипящих при очень высоких температурах и не кипящих фракциях нефти, которые не изменяются при вакуумной дистилляции. В случае битума речь идет о дисперсии, в которой богатые углеродом частицы, так называемые асфальтены, а также смолы являются коллоидно растворенными в масляной основе, составные части которой называются мальтенами. В случае мальтенов речь идет преимущественно об ароматических углеводородах, циклоалканах, алканах и алкенах со среднемассовым молекулярным весом соответственно от 500 до 1500 г/моль, асфальтены же состоят из ароматических углеводородов и гетероциклических соединений со сравнительно высоким молекулярным весом.
Под битумом в контексте настоящего изобретения понимаются все из соответствующих, определенных в DIN EN 12597 составов, следовательно, в частности, и асфальты, т.е. смеси из битума и частиц заполнителя, а также все фракции, которые получены любым методом разделения из битума и/или асфальта.
В качестве битума в рамках настоящего изобретения могут использоваться все встречающиеся в природе и синтетические, изготовленные, например, из сырой нефти битумы, причем независимо от того, находятся ли они в твердой, пастообразной или жидкой форме. В этой связи следует, например, назвать те битумы, которые выбраны из группы, состоящей из дорожного битума, твердого дорожного битума, мягкого битума, модифицированного битума, дистилляционного битума, высоковакуумного битума, модифицированного полимером битума, специального битума, промышленного битума, окислительного битума, твердого битума, смешанного битума, холодного битума, разбавленного битума, гудронного битума, природного асфальта и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений, причем отдельные названия, опять-таки, понимаются в указанном в DIN EN 12597 значении.
В принципе настоящее изобретение не ограничено в отношении количества содержащегося в обессеривающем средстве битума. Например, соответствующее изобретению обессеривающее средство может содержать от 0,1 до 20 вес.% битума. Предпочтительно количество содержащегося в обессеривающем средстве битума составляет от 1 до 10%, особенно предпочтительно от 2 до 6% и совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4%.
Как изложено выше, содержащийся в соответствующем изобретению обессеривающем средстве оксид кальция выполняет роль восстановительного средства для содержащейся в расплаве доменного чугуна или расплаве стали серы. В принципе обессеривающее средство, наряду с оксидом кальция, может содержать и другие восстановительные средства на основе другого соединения кальция. При названной последней форме осуществления обессеривающее средство содержит смесь из двух или большего числа соединений кальция, причем эта смесь, которая в данном документе обозначается как кальциевый компонент, преимущественно содержит по меньшей мере 20 вес.% оксида кальция и остальное до 100 вес.% - одного или большего числа соединений, выбранных из группы, состоящей из гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений. С учетом отнесения карбида кальция к опасному продукту, а также обусловленных этим ограничений по транспортировке и хранению, предпочтительно, чтобы количество содержащегося в обессеривающем средстве карбида кальция было как можно меньшим или чтобы обессеривающее средство вообще не содержало карбида кальция, следовательно, чтобы обессеривающее средство содержало смесь из двух или большего числа соединений кальция, причем чтобы эта смесь содержала по меньшей мере 20 вес.% оксида кальция, а остальное - гидроксид кальция и/или карбонат кальция до 100 вес.%.
В развитии идеи изобретения предлагается, чтобы кальциевый компонент или смесь из соединений кальция соответствующего изобретению обессеривающего средства была составлена или состояла по меньшей мере на 50 вес.%, предпочтительно по меньшей мере на 75 вес.%, в частности предпочтительно по меньшей мере на 90 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере на 95 вес.% и совершенно особенно предпочтительно по меньшей мере на 99 вес.% из оксида кальция.
Согласно одной из самых предпочтительных форм осуществления настоящего изобретения оксид кальция в обессеривающем средстве является единственным соединением кальция.
В качестве оксида кальция может использоваться произведенный разными способами оксид кальция, как например мягкообожженная известь, среднеобожженная известь и сильнообожженная известь, причем особенно хорошие результаты достигаются при использовании мягкообожженной извести.
В принципе настоящее изобретение не ограничено в отношении количества оксида кальция в соответствующем изобретению обессеривающем средстве. Хорошие результаты, однако, достигаются, в частности, когда обессеривающее средство содержит 80-99,9 вес.%, предпочтительно 84-98 вес.%, особенно предпочтительно 90-97 вес.% и совершенно особенно предпочтительно 94-96 вес.% оксида кальция или смеси, которая содержит по меньшей мере 20 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 50 вес.%, в частности предпочтительно по меньшей мере 75 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 вес.%, совершенно особенно предпочтительно по меньшей мере 95 вес.% и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 99 вес.% оксида кальция и остальное до 100 вес.% одного или большего числа соединений, выбранных из группы, состоящей гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений.
Согласно одной из форм осуществления настоящего изобретения обессеривающий компонент предпочтительно не содержит, в частности, если он разработан для совместного инжектирования, другого обычно используемого для восстановления серы соединения, такого как, в частности, магний, магниевый сплав и сода.
Если обессеривающее средство должно вноситься в подлежащий обработке расплав путем моноинжектирования, в одной из альтернативных форм осуществления оно может, однако, содержать магний и/или магниевый сплав, такой как, в частности, магний-алюминиевый сплав. При этой форме осуществления предпочтительно, чтобы обессеривающее средство содержало от 1 до 15 вес.% и предпочтительно от 6 до 12 вес.% магния и/или магниевого сплава, предпочтительно магний-алюминиевого сплава.
Хорошие результаты при вышеуказанной форме осуществления получают, в частности, когда содержащийся в обессеривающем средстве магний и/или магниевый сплав, предпочтительно магний-алюминиевый сплав, имеет форму частиц и по меньшей мере 99% всех частиц имеют диаметр по меньшей мере 30 мкм, предпочтительно от 30 до 200 мкм и особенно предпочтительно от 50 до 200 мкм. Особенно предпочтительно, если обессеривающее средство при этой форме осуществления содержит, тем временем, от 1 до 15 вес.% и особенно предпочтительно от 6 до 12 вес.% магния и/или магниевого сплава с вышеуказанным размером частиц.
Наряду с битумом и оксидом кальция и, при необходимости, магнием и/или магниевым сплавом, соответствующее изобретению обессеривающее средство предпочтительно содержит придающее текучесть средство, чтобы улучшить текучесть самого по себе слабо склонного к текучести оксида кальция. В качестве придающего текучесть средства могут использоваться все известные специалисту для этой цели соединения, причем хорошие результаты, в частности, достигаются при использовании многоатомных спиртов и силиконовых масел. Дополнительно к этому или в качестве альтернативы этому в качестве придающих текучесть средств можно использовать также длиннопламенные угли. Примерами особенно пригодных многоатомных спиртов являются, в частности, гликоли, примерами же особенно пригодных силиконовых масел являются органополисилоксаны, такие как, в частности, полиметилгидросилоксаны.
Предпочтительно соответствующее изобретению обессеривающее средство содержит от 0,01 до 10 вес.% и особенно предпочтительно от 0,05 до 5 вес.% одного или нескольких придающих текучесть средств. В частности, предпочтительно соответствующее изобретению обессеривающее средство содержит от 0,05 до 0,5 вес.%, более предпочтительно от 0,05 до 0,2 вес.%, совершенно особенно предпочтительно от 0,075 до 0,125 вес.% и в высшей степени предпочтительно примерно 0,1 вес.% одного или нескольких придающих текучесть средств. Если в качестве придающего текучесть средства содержится длиннопламенный уголь, количество длиннопламенного угля составляет предпочтительно от 4 до 8 вес.% в расчете на общий вес обессеривающего средства.
Помимо битума, оксида кальция, не обязательного магния или не обязательного магниевого сплава и не обязательного, но предпочтительного придающего текучесть средства, соответствующее изобретению обессеривающее средство может содержать одну или несколько добавок. Предпочтительно обессеривающее средство содержит по меньшей мере одну добавку, которая выбрана из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений.
Количество содержащихся в обессеривающем средстве добавок предпочтительно составляет от 0,5 до 8 вес.%, особенно предпочтительно от 0,5 до 4 вес.% и совершенно предпочтительно от 0,5 до 2 вес.%.
Согласно одной из особенно предпочтительных форм осуществления настоящего изобретения обессеривающее средство составлено или состоит из:
i) от 0,1 до 20 вес.%, предпочтительно от 1 до 10 вес.%, особенно предпочтительно от 2 до 6 вес.%, совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4 вес.% битума,
ii) от 0,01 до 10 вес.%, предпочтительно от 0,05 до 0,5 вес.%, особенно предпочтительно от 0,05 до 0,2 вес.%, совершенно особенно предпочтительно от 0,075 до 0,125 вес.% и в высшей степени предпочтительно примерно 0,1 вес.% придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей и силиконовых масел и любых смесей из них, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из гликолей, органополисилоксанов и любых смесей из них и особенно предпочтительно полиметилгидросилоксана,
iii) от 0 до 15 вес.%, предпочтительно от 1 до 15 вес.% и особенно предпочтительно от 6 до 12 вес.% магния и/или магниевого сплава, предпочтительно магний-алюминиевого сплава,
iv) от 0 до 10 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 8 вес.%, особенно предпочтительно от 0,5 до 2 вес.% добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеуказанных соединений, и
v) остальное до 100 вес.% оксида кальция или смеси, которая содержит по меньшей мере 20 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 50%, в частности предпочтительно по меньшей мере 75 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 вес.%, совершенно особенно предпочтительно по меньшей мере 95 вес.% и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 99 вес.% оксида кальция и остальное до 100% вес.% одного или большего числа соединений, выбранных из группы, состоящей из гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений.
Согласно одной из совершенно особенно предпочтительных форм осуществления настоящего изобретения обессеривающее средство составлено или состоит из:
i) от 2 до 4 вес.% битума,
ii) от 0,05 до 0,2 вес.% придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из гликолей, полиметилгидросилоксанов и любых смесей из них,
iii) от 0 до 15 вес.% и предпочтительно от 6 до 12 вес.% магния и/или магниевого сплава,
iv) от 0,5 до 2 вес.% добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений, и
v) остальное до 100 вес.% оксида кальция.
Согласно одной из альтернативных и поэтому совершенно особенно предпочтительной форме осуществления настоящего изобретения обессеривающее средство составлено или состоит из:
i) от 2 до 3 вес.% битума,
ii) от 4 до 5 вес.% придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из гликолей, длиннопламенных углей и любых смесей из них,
iii) от 0 до 15 вес.% и предпочтительно от 6 до 12 вес.% магния и/или магниевого сплава,
iv) от 0,5 до 2 вес.% добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений, и
v) остальное до 100 вес.% оксида кальция.
Предпочтительно обессеривающее средство имеет текучесть по меньшей мере 40 см, предпочтительно по меньшей мере 45 см, особенно предпочтительно по меньшей мере 55 см, совершенно особенно предпочтительно по меньшей мере 60 см и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 65 см. При этом текучесть в воздушном транспортном желобе определяется следующим образом: используется пневматический транспортный желоб, который состоит из воздушного короба с газопроницаемой тканью, причем ткань имеет ширину 0,1 м и длину 1,5 м, и ткань снизу продувается вентилятором с условным объемным потоком воздуха 20 м3/ч. Используется ткань при удельной нагрузке на ткань 1,6 м3/(мин⋅м2), причем под удельной нагрузкой на ткань понимается количество воздуха в м3 за 1 минуту и на 1 м2 поверхности ткани. Транспортному желобу придается уклон 2°. Затем отвешивается проба весом 300 г, размещается на верхнем конце воздушного транспортного желоба и определяется длина истечения в см, причем под длиной истечения следует понимать путь, пройденный транспортируемым потоком воздуха материалом. При этом измерение происходит в середине транспортного желоба. После этого транспортный желоб очищается промышленным пылесосом и процедура повторяется последовательно с четырьмя дополнительными пробами каждая весом 300 г. Из полученных для длины истечения значений каждый раз исключается наибольшее и наименьшее значение, а из оставшихся трех значений вычисляется среднее арифметическое. Эта средняя арифметическая величина является текучестью.
В развитие идеи изобретения предлагается, чтобы соответствующее изобретению обессеривающее средство было представлено в форме смеси, а именно предпочтительно в форме гомогенной смеси.
При этом предпочтительно по меньшей мере содержащийся в соответствующем изобретению обессеривающем средстве оксид кальция имеет такой гранулометрический состав, что по меньшей мере 80 вес.% оксида кальция представлено частицами размером меньше 32 мкм, по меньшей мере 85 вес.% оксида кальция представлено частицами размером меньше 45 мкм, по меньшей мере 90 вес.% оксида кальция представлено частицами размером меньше 63 мм и по меньшей мере 95 вес.% оксида кальция представлено частицами размером меньше 90 мкм.
Предпочтительно все составные части обессеривающего средства, за исключением не обязательно содержащегося в нем магния и/или магниевого сплава, имеют вышеуказанный гранулометрический состав, следовательно такой, при котором по меньшей мере 80 вес.% компонентов представлено частицами размером меньше 32 мкм, по меньшей мере 85 вес.% компонентов представлено частицами размером меньше 45 мкм, по меньшей мере 90 вес.% компонентов представлено частицами размером меньше 63 мм и по меньшей мере 95 вес.% компонентов представлено частицами размером меньше 90 мкм.
Кроме этого, возможно также, что все составные части обессеривающего средства имеют такой гранулометрический состав, т.е. по меньшей мере 80 вес.% обессеривающего средства представлено частицами размером меньше 32 мкм, по меньшей мере 85 вес.% обессеривающего средства представлено частицами размером меньше 45 мкм, по меньшей мере 90 все. % обессеривающего средства представлено частицами размером меньше 63 мм и по меньшей мере 95 вес.% обессеривающего средства представлено частицами размером меньше 90 мкм.
Согласно одному из других особенно предпочтительных форм осуществления соответствующего изобретению средства, обессеривающее средство имеет форму одного или нескольких брикетов и предпочтительно одного или нескольких подушкообразных брикетов. Размер (длина × ширина) брикета или брикетов в поперечном сечении составляет от 10×5 до 200×100 мм, предпочтительно от 25×15 мм до 75×50 мм и особенно предпочтительно от 40×20 до 50×30 мм, как например, 45×25 мм. К удивлению такое брикетообразное обессеривающее средство отличается особенно высоким обессеривающим действием для расплава доменного чугуна. К тому же, такое брикетообразное обессеривающее средство к удивлению в значительной степени восстанавливает содержащийся в шлаке общий кислород, поэтому оно пригодно, в частности, также для кондиционирования шлака и предварительного обессеривания доменного чугуна.
Предпочтительно брикетообразное обессеривающее средство содержит битум, оксид кальция, не обязательно другое соединение кальция и не обязательно одну или несколько добавок, причем вышеперечисленные соединения предпочтительно выбраны из вышеназванных групп и содержатся в вышеуказанных количествах.
Согласно особенно предпочтительной форме осуществления настоящего изобретения брикетообразное обессеривающее средство состоит из битума, оксида кальция, не обязательно одного или нескольких других соединений кальция и не обязательно одной или нескольких добавок, причем перечисленные соединения предпочтительно выбраны из вышеупомянутых групп и содержатся в вышеуказанных количествах, т.е. обессеривающее средство согласно этой форме осуществления не содержит никаких других составных частей кроме вышеупомянутых и, в частности, придающих текучесть средств, а также магния или магниевого сплава. Брикетообразное обессеривающее средство согласно этой форме осуществления, в частности, пригодно для кондиционирования шлака.
В развитие идеи изобретения предлагается, чтобы брикетообразное обессеривающее средство было составлено из:
i) от 0,1 до 20 вес.%, предпочтительно от 1 до 10 вес.%, особенно предпочтительно от 2 до 6 вес.% и совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4 вес.% битума,
ii) от 0 до 10 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 8 вес.%, особенно предпочтительно от 0,5 до 4 вес.% и особенно предпочтительно от 0,5 до 2 вес.% добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеперечисленных соединений и
iii) остальное до 100 вес.% оксида кальция или смеси, которая содержит больше 0 вес.% оксида кальция, но не более 99 вес.% оксида кальция, предпочтительно не более 95 вес.%, в частности предпочтительно не более 90 вес.%, особенно предпочтительно не более 75 вес.% и совершенно особенно предпочтительно не более 50 вес.% оксида кальция и остальное до 100 вес.% одного или большего числа соединений, выбранных из группы, состоящей из гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеперечисленных соединений.
Другим объектом настоящего изобретения является способ изготовления вышеописанного средства для обессеривания, в частности, расплавов доменного чугуна или расплавов стали, который включает в себя следующие стадии:
a) смешивание i) оксида кальция, ii) битума, iii) при необходимости по меньшей мере одного придающего текучесть средства, iv) при необходимости другой добавки, а также v) одного или нескольких соединений кальция, выбранных из группы, состоящей из гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеперечисленных соединений, и
b) измельчение полученной на стадии а) смеси до порошка с гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 80 вес.% порошка имеет размер частиц меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес.% порошка имеет размер частиц меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес.% порошка имеет размер частиц меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес.% порошка имеет размер частиц меньше чем 90 мкм.
На стадии а) способа предпочтительно подаются и затем смешиваются друг с другом исходные вещества, т.е. i) оксид кальция, ii) битум, iii) при необходимости по меньшей мере одно придающее текучесть средство, iv) при необходимости по меньшей мере одна дополнительная добавка, а также v) одно или несколько соединений кальция, выбранных из группы, состоящей гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеперечисленных соединений, каждое с размером частиц не более 20 мм.
В развитие идеи изобретения предлагается на стадии b) способа измельчать полученную на стадии а) способа смесь до порошка с тониной размола 90 R 5 и предпочтительно до порошка с гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 80 вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес.% порошка представлено частицами меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 90 мкм.
Для измельчения полученной на стадии а) способа смеси на стадии b) способа могут использоваться все известные специалисту устройства, которыми могут измельчаться соответствующие смеси. Не ограничивающими примерами их являются ножевые дробилки, дробилки ударного действия и молотковые мельницы.
Если подлежащее изготовлению обессеривающее средство должно дополнительно содержать магний и/или магниевый сплав, предпочтительно добавлять его (их) не на стадии (а) способа, а уже к измельченной смеси после стадии b) способа. Обусловлено это тем, что, как изложено выше, содержащийся в обессеривающем средстве по меньшей мере оксид кальция должен быть измельчен до частиц сравнительно малого размера, а именно до такого, при котором в гранулометрическом составе по меньшей мере 80 вес.% оксида кальция представлено частицами размером меньше чем 32 мкм. Такой малый размер частиц для не обязательно содержащегося в обессеривающем средстве магния или магниевого сплава, однако, не является обеспечивающим преимущества, потому что при измельчении создавалась бы взрывоопасная атмосфера. Поэтому согласно одной из предпочтительных форм осуществления настоящего изобретения предлагается используемый при необходимости магний и/или используемый при необходимости магниевый сплав добавлять лишь после стадии b) способа и, в частности, в виде магния в форме частиц и/или магниевого сплава в форме частиц, причем по меньшей мере 99% всех частиц имеют диаметр по меньшей мере 30 мкм, предпочтительно от 30 до 200 мкм и особенно предпочтительно от 50 до 200 мкм.
Предпочтительно в соответствии со способом получают смесь, которая состоит из:
i) oт 0,1 до 20 вес.%, предпочтительно от 1 до 10 вес.%, особенно предпочтительно от 2 до 6 вес.% и совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4 вес.% битума,
ii) от 0,01 до 10 вес.%, предпочтительно от 0,05 до 0,5 вес.%, особенно предпочтительно от 0,05 до 0,2 вес.%, совершенно особенно предпочтительно от 0,075 до 0,125 вес.% и в высшей степени предпочтительно примерно 0,1 вес.% придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей и силиконовых масел и любых смесей из них, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из гликолей, органополисилоксанов и любых смесей из них, и особенно предпочтительно одного из полиметилгидросилоксанов,
iii) от 0 до 15 вес.%, предпочтительно от 1 до 15 вес.% и особенно предпочтительно от 6 до 12 вес.% магния и/или магниевого сплава,
iv) остальное до 100 вес.% оксида кальция или смеси, которая содержит по меньшей мере 20 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 50 вес.%, в частности предпочтительно по меньшей мере 75 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 вес.%, совершенно особенно предпочтительно по меньшей мере 95 вес.% и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 99 вес.% оксида кальция и остальное до 100 вес.% одного или нескольких соединений, выбранных из группы, состоящей из гидроксида кальция, карбоната кальция, карбида кальция и любых смесей из двух или большего числа вышеперечисленных соединений.
И, наконец, настоящее изобретение относится к применению вышеописанного средства для обессеривания, и/или предварительного обессеривания, и/или кондиционирования шлака расплава доменного чугуна или расплава стали.
Предпочтительно средство для обессеривания вносится в расплав доменного чугуна или расплав стали способом погруженной трубки с использованием транспортирующего газа, предпочтительно аргона или азота, или посредством способа перемешивания, и притом предпочтительно в количестве от 2 до 5 кг в расчете на 1 т расплава доменного чугуна или расплава стали.
В частности, когда средство вносится для обессеривания и/или кондиционирования шлака расплава доменного чугуна или расплава стали, особенно предпочтительно предусматривать средство в форме одного или нескольких брикетов и добавлять в расплав доменного чугуна или расплав стали.
Далее настоящее изобретение описывается подробнее на основе разъясняющих его, но не ограничивающих его, примерах.
Пример
Была изготовлена смесь путем смешивания:
- 93,9 вес.% оксида кальция,
- 6 вес.% твердого битума, и
- и 0,1 вес.% силиконового масла (придающее текучесть средство).
Эта смесь была равномерно перемешана в смесителе и размолота до порошка с гранулометрическим составом, при котором 84,30 вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 32 мкм, 90,1 вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 45 мкм, 90,1% вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 63 мкм и 95,12 вес.% порошка представлено частицами размером меньше чем 90 мкм.
Полученное таким образом обессеривающее средство вдувалось способом погруженной трубки многократным инжектированием из расчета на содержащуюся в нем содержащую известь и битум смесь в количестве 1,1 кг/т доменного чугуна. При этом при температурах доменного чугуна около 1300°C при не изменяющихся нормах вдувания других участвующих в многократном инжектировании веществ из расплава чугуна удалялось 350 ppm серы.
Получали доменное железо с содержанием серы в среднем 26 ppm.
Сравнительный пример
Было изготовлено средство для обессеривания, как описано в примере, за исключением того, что оно не содержит битума.
Смесь же была изготовлена путем смешивания:
- 97,9 вес.% технического карбида кальция,
- 2,0 вес.% криолита (добавка), и
- 0,1 вес.% силиконового масла (придающее текучесть средство).
Эта смесь была размолота, как описано в примере, и способом погруженной трубки была внесена многократным инжектированием в расплав доменного чугуна с учетом тех же самых технологических условий на той же самой установке в норме 1,1 кг/т доменного чугуна.
Был получен доменный чугун с содержанием серы 25 ppm.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обессеривания расплава доменного чугуна или стали. Средство содержит оксид кальция, битум, а также от 0,01 до 10 вес. % по меньшей мере одного придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей, силиконовых масел и смесей из них, при этом средство не содержит карбида кальция, магния и магниевого сплава. Средство изготавливают путем смешивания оксида кальция, битума, по меньшей мере одного придающего текучесть средства и измельчения полученной смеси до порошка с гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 80 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес. % порошка представлено частицами меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 90 мкм. Изобретение позволяет получить средство на основе оксида кальция, которое обеспечивает высокую эффективность обессеривания расплава доменного чугуна или стали. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 пр.
1. Средство для обессеривания расплава доменного чугуна или стали, которое содержит оксид кальция, битум, а также от 0,01 до 10 вес. % по меньшей мере одного придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей, силиконовых масел и смесей из них, при этом средство не содержит карбида кальция, магния и магниевого сплава.
2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что битум выбран из группы, состоящей из дорожного битума, твердого дорожного битума, мягкого битума, модифицированного битума, дистилляционного битума, высоковакуумного битума, модифицированного полимером битума, специального битума, промышленного битума, окислительного битума, твердого битума, смешанного битума, холодного битума, разбавленного битума, гудронного битума, природного асфальта и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений.
3. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит от 0,1 до 20 вес. %, предпочтительно от 1 до 10 вес. %, особенно предпочтительно от 2 до 6 вес. % и совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4 вес. % битума.
4. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оксид кальция изготовлен в виде мягкообожженной извести.
5. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит от 80 до 99,9 вес. %, предпочтительно от 84 до 98 вес. %, особенно предпочтительно от 90 до 97 вес. % и совершенно особенно предпочтительно от 94 до 96 вес. % оксида кальция в качестве единственного соединения кальция.
6. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одно придающее текучесть средство, выбранное из группы, состоящей из гликолей, органополисилоксанов и смесей из них, и предпочтительно представляет собой полиметилгидросилоксан.
7. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит от 0,05 до 5 вес. %, предпочтительно от 0,05 до 0,5 вес. %, особенно предпочтительно от 0,05 до 0,2 вес. %, совершенно особенно предпочтительно от 0,075 до 0,125 вес. % и в высшей степени предпочтительно примерно 0,1 вес. % одного или нескольких придающих текучесть средств.
8. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одну добавку, которая предпочтительно выбрана из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеперечисленных соединений.
9. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно составлено из:
i) от 0,1 до 20 вес. %, предпочтительно от 1 до 10 вес. %, особенно предпочтительно от 2 до 6 вес. % и совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4 вес. % битума,
ii) от 0,01 до 10 вес. %, предпочтительно от 0,05 до 0,5 вес. %, особенно предпочтительно от 0,05 до 0,2 вес. %, совершено особенно предпочтительно от 0,075 до 0,125 вес. % и в высшей степени предпочтительно примерно 0,1 вес. % придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей и силиконовых масел и смесей из них, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из гликолей, органополисилоксанов и смесей из них, и особенно предпочтительно одного из полиметилгидросилоксанов,
iii) от 0 до 10 вес. %, предпочтительно от 0,5 до 8 вес. %, особенно предпочтительно от 0,5 до 4 вес. % и особенно предпочтительно от 0,5 до 2 вес. % добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и смесей из двух или большего числа вышеуказанных соединений, и
iv) остальное до 100% оксида кальция.
10. Средство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере содержащийся в этом средстве оксид кальция имеет такой гранулометрический состав, что по меньшей мере 80 вес. % оксида кальция имеет размер частиц меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес. % оксида кальция имеет размер частиц меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес. % оксида кальция имеет размер частиц меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес. % оксида кальция имеет размер частиц меньше чем 90 мкм.
11. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде брикетов, которые в поперечном разрезе имеют размер (длина × ширина) от 10×5 до 200×100 мм, предпочтительно от 25×15 мм до 75×50 мм и особенно предпочтительно от 40×20 до 50×30 мм.
12. Средство по п. 11, отличающееся тем, что оно составлено из:
i) от 0,1 до 20 вес. %, предпочтительно от 1 до 10 вес. %, особенно предпочтительно от 2 до 6 вес. % и совершенно особенно предпочтительно от 2 до 4 вес. % битума,
ii) от 0 до 10 вес. %, предпочтительно от 0,5 до 8 вес. %, особенно предпочтительно от 0,5 до 4 вес. % и особенно предпочтительно от 0,5 до 2 вес. % добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеуказанных соединений, и
iii) остальное до 100 вес. % оксида кальция.
13. Способ изготовления средства для обессеривания расплава доменного чугуна или стали по любому из пп. 1-12, который включает в себя следующие стадии:
a) смешивание i) оксида кальция, ii) битума, iii) по меньшей мере одного придающего текучесть средства, и
b) измельчение полученной на стадии а) смеси до порошка с гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 80 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес. % порошка представлено частицами меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 90 мкм.
14. Способ по п. 13, в котором на стадии а) дополнительно осуществляют смешивание iv) другой добавки, выбранной из группы, состоящей из криолита, бората натрия, плавикового шпата и любых смесей из двух или большего числа вышеназванных соединений.
15. Применение средства по любому из пп. 1-12 для обессеривания расплава доменного чугуна или стали.
16. Применение по п. 15, отличающееся тем, что средство выполнено с возможностью внесения в расплав доменного чугуна или стали посредством погруженной трубки транспортирующего газа, предпочтительно аргона или азота, или перемешиванием.
17. Применение по п. 15, отличающееся тем, что средство выполнено в виде брикетов и с возможностью добавления в расплав доменного чугуна или стали для обессеривания расплава доменного чугуна или стали.
| US 5284504 A, 08.02.1994 | |||
| KR 20040052583 A, 23.06.2004 | |||
| JPH 07188728 A, 25.07.1995 | |||
| ОБЕССЕРИВАЮЩАЯ СМЕСЬ | 2000 |
|
RU2234538C2 |
| ДЕСУЛЬФУРАТОР ДЛЯ РАСПЛАВА ЧУГУНА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1991 |
|
RU2072394C1 |
