MX2008014249A - Metodo en relacion con la produccion de acero. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un método en relación con la producción de acero para el manejo de sedimento de hidróxido formado en la neutralización de agentes de decapado contaminado con metal y agotados que proceden de un paso de decapado para acero, preferiblemente acero inoxidable y para el uso de fluoruro de calcio en el sedimento de hidróxido para reemplazar el espato de flúor natural como un agente fundente en relación con la producción de acero. De acuerdo con esto, la adición de un medio de neutralización reactivo es monitoreada por medio de electrodos de pH operados de manera continua, y el valor del pH es ajustado en el intervalo de entre 9.0 y 9.5.

Description

METODO EN RELACIÓN CON LA PRODUCCIÓ DE ACERO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un método para la optimización de la composición en un producto que puede ser usado como un agente fundente en la producción de acero, preferiblemente en la producción de acero inoxidable.

Antecedentes de la Invención La producción de acero, particularmente acero inoxidable, comprende etapas de recocido y decapado. El recocido es un tratamiento de calor que apunta a la recristalización de la microestructura del acero y hace que el acero sea dúctil. En la etapa de recocido, se forma una capa de óxido sobre la superficie del acero, y una capa agotada de cromo se forma directamente debajo de la capa de óxido. Ambas capas son removidas por medio del decapado. En la etapa de decapado el producto de acero recocido es tratado con ácido, por lo general con una mezcla de diferentes ácidos, por medio de lo cual se eliminan los depósitos de metales no deseados sobre la superficie. Una mezcla de ácido nítrico, HN03, y ácido fluorhídrico, HF, es lo más eficiente para el decapado del acero inoxidable. Los metales disueltos forman complejos metálicos y depósitos que tienen que ser removidos del proceso. Especialmente, es difícil manejar los líquidos agotados de decapado que contienen ácidos mezclados, tales como una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico, que contiene fluoruros. Asimismo, el contenido de, por ejemplo, óxidos de fierro, cromo y níquel en la producción del acero inoxidable constituye un problema de manejo. Después del decapado el producto de acero es lavado mediante agua, por medio de lo cual se forma agua de lavado ácida. Los metales disueltos en la forma de complejos de metal y depósitos, así como el agua de lavado ácida, constituyen materias de desecho de una variedad de impactos ambientales, y deben ser sometidas a un manejo especial con el fin de no causar varios daños al medio ambiente. De manera similar al caso en otras industrias de proceso, también existe el objetivo dentro de la industria del acero de recuperar los productos de desecho y cerrar el ciclo.

La publicación WO 2005/098054 describe un método en relación con la producción de acero para el manejo de sedimentos de hidróxido formados en la neutralización de agentes de decapado, agotados y contaminados con metales, procedentes de un paso de decapado para el acero, preferiblemente acero inoxidable. La neutralización del líquido de decapado agotado es llevada a cabo a un pH de aproximadamente 9-10, mediante la adición de álcali, por lo general hidróxido de calcio, (Ca(OH)2), pero también otros aditivos alcalinos pueden ser usados, por ejemplo el carbonato de calcio (CaC03), hidróxido de sodio (NaOH). Previamente a la neutralización puede tener lugar la reducción del cromo del líquido procedente del paso de decapado neolyte (pH 6-6.5). La regeneración de ácidos libres en los ácidos de decapado es llevada a cabo y la reducción de los gases nitrosos (NOx) puede ser obtenida por medio del control de la remoción catalítica selectiva o el tratamiento de peróxido de hidrógeno. Después de la neutralización, el líquido de decapado neutralizado es deshidratado a un contenido de sustancia seca de cuando menos 30% en peso. Este producto deshidratado se llama sedimento de hidróxido, el cual contiene entre otras cosas fluoruro de calcio (CaF2), sulfato de calcio (CaS04) e hidróxidos de fierro, cromo y níquel así como calcio o molibdato de fierro cuando menos en el caso en el que se utiliza ácido fluorhídrico en el líquido de decapado y en el caso de la producción de acero inoxidable. Los sedimentos de hidróxido son secados y calcinados o sinterizados en un producto estable mecánico de forma que el fluoruro de calcio en el sedimento de hidróxido pueda ser usado para reemplazar el espato flúor natural como un agente fundente en relación con la producción de acero. En la publicación WO 2005/098054 se dice además que los experimentos realizados de calcinación de los sedimentos de hidróxido en un horno rotatorio han mostrado que se proporciona un producto estable. Estos experimentos no son descritos adicionalmente debido a que los sedimentos de hidróxido tienen un contenido de humedad excepcionalmente alto de 50-60%, que resultan en problemas anormales durante la calcinación. Una conclusión a partir del experimento fue que la fracción de partículas finas de los sedimentos de hidróxido tienen gran posibilidad de ser reducidas, si el contenido de humedad en los sedimentos de hidróxido y la velocidad de rotación del horno son lo suficientemente bajos.

Objetivos de la Invención Un objetivo de la presente invención es el de eliminar algunas desventajas de las técnicas anteriores y lograr un método mejorado y optimizado para el manejo de los sedimentos de hidróxido formados en la neutralización de los agentes de decapado contaminados con metal, agotados y que proceden de un paso de decapado para el acero, preferiblemente acero inoxidable, con el fin de producir un producto estable en un horno rotatorio. Las características esenciales de la presente invención son enlistadas en las reivindicaciones anexas.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas de la Invención La presente invención está basada en el método descrito en la publicación referida WO 2005/098054 con el fin de optimizar la composición de los sedimentos de hidróxido como un formador de escoria para un taller de fundido. De acuerdo con la presente invención la neutralización de los líquidos de decapado agotados procedentes de la producción de acero, particularmente de la producción de acero inoxidable, es llevada a cabo en una forma controlada con el fin de tener un producto estable después del proceso de calcinación y/o sinterizado en un horno rotatorio. De acuerdo con esto, en la neutralización de los líquidos de decapado agotados se utiliza una medición de pH automática. La adición del medio de neutralización es monitoreada por medio de electrodos de pH de auto limpieza. Los electrodos de pH son operados de una manera continua, y estos electrodos de pH se ajustan al valor pH en un intervalo de entre 9,0 y 9,5. Este intervalo de pH es logrado por medio de la adición del medio de neutralización reactivo de cuando mucho 5%, preferiblemente 2% de la masa total de los líquidos de decapado agotados que van a ser neutralizados. La composición de los sedimentos de hidróxido a ser tratados en la neutralización depende fuertemente de la producción de los diferentes grados de acero inoxidable, debido a que diferentes grados de acero inoxidable tienen que ser tratados y decapados en formas diferentes. De este modo, la medición de pH es hecha automáticamente y la adición del medio de neutralización es monitoreada de una manera continua. Adicionalmente, se evita un exceso en la adición del medio de neutralización para garantizar que esencialmente ningún medio de neutralización extra esté presente en los sedimentos de hidróxido a ser neutralizados. El medio de neutralización en el método de la invención es un compuesto que contiene calcio, el cual tiene una buena solubilidad con la mezcla de los líquidos de decapado agotados que van a ser neutralizados. El medio de neutralización es preferiblemente hidróxido de calcio, Ca(OH)2, que tiene una buena calidad con una muy buena reactividad. Esto significa que el hidróxido de calcio adecuado para el método de la invención está esencialmente puro de impurezas comunes, tales como dióxido de silicio (Si02). Otra alternativa para la neutralización es el carbonato de calcio CaC03. Cuando se usa el hidróxido de calcio como un medio de neutralización de acuerdo con la invención es ventajoso ajustar la humedad del producto de neutralización, los sedimentos de hidróxido, en el intervalo de 45 - 50%. Si los sedimentos de hidróxido contienen un exceso en la humedad cuando se comparan con este intervalo ventajoso para el procesamiento adicional en el horno rotatorio, el exceso de humedad es eliminado en la deshidratación o en la evaporación por medio del calentamiento de los sedimentos de hidróxido con aire caliente. Los sedimentos de hidróxido que tienen un contenido preferible de humedad son adicionalmente procesado en un horno rotatorio a un intervalo de temperatura de 950 -1050 °C con el fin de lograr un producto del horno rotatorio bien sinterizado, mecánicamente estable y sin polvo. Si se desea, el producto del horno rotatorio es adicionalmente procesado en una máquina de compactación con la presencia de polvo de fluoruro de calcio esencialmente libre de carbón, CaF2, como una sustancia aglutinante para dar la fuerza deseada a las briquetas. El producto de horno rotatorio y/o las briquetas producidas puede ser utilizadas como un agente fundente en lugar de o en combinación con el espato de flúor normal, CaF2, por ejemplo en un convertidor AOD o en un convertidor CLU para la producción de acero inoxidable. De acuerdo con la invención cuando se usa hidróxido de calcio en la cantidad de cuando más 5%, preferiblemente a lo más 2% de la masa total de los líquidos de decapado agotados que van a ser neutralizados, se nota, que la siguientes ventajas son logradas en los sedimentos de hidróxido para mejorar la calidad del producto final después del tratamiento en el horno rotatorio: 1. El fluoruro de calcio, CaF2, la concentración en el producto del horno rotatorio puede ser mantenida a un nivel de 45 - 55% de la masa total del producto del horno rotatorio, lo cual es favorable para un formador de escoria. 2. La cantidad de partículas finas (el tamaño de partícula del producto del horno rotatorio menor a 2 mm) puede ser mantenida a un nivel bajo, preferiblemente 25% de la masa total del producto del horno rotatorio. 3. La calidad de las briquetas permanece fuerte por un período largo de tiempo, suficiente para el almacenamiento y procesamiento adicional en, por ejemplo, un convertidor AOD o en un convertidor CLU. La adición de una sustancia aglutinante tal como fluoruro de calcio, polvo de CaF2 es necesaria para dar a las briquetas la fortaleza requerida. 4. La concentración de cromo hexavalente dañino (Cr6+) en el producto del horno rotatorio puede ser mantenida a un nivel menor que 0.5% de la masa total del producto del horno rotatorio.

Claims (8)

1. Reivindicaciones 1. Un método en relación con la producción de acero para el manejo de sedimento de hidróxido formado en la neutralización de agentes de decapado contaminados con metal y agotados procedentes de un paso de decapado para acero, preferiblemente acero inoxidable y para usar fluoruro de calcio en el sedimento de hidróxido para reemplazar el espato de flúor natural como un agente fundente en relación con la producción de acero, caracterizado en que la adición del medio de neutralización reactivo es monitoreada por medio de los electrodos de PH operados de manera continua, y el valor de pH es ajustado dentro del intervalo de entre 9.0 y 9.5.
2. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el valor del pH es ajustado por medio de la adición de medio de neutralización de cuando más 5% de la masa total de los líquidos de decapado agotados que van a ser neutralizados.
3. 3. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado en que el valor del pH es ajustado por medio de la adición de medio de neutralización de cuando más 2% de la masa total de los líquidos de decapado agotados que van a ser neutralizados.
4. 4. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado en que el medio de neutralización que ajusta el valor del pH es hidróxido de calcio, Ca(OH)2.
5. 5. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado en que el medio de neutralización que ajusta el valor del pH es carbonato de calcio, CaC03.
6. 6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, caracterizado en que el contenido de humedad del sedimento de hidróxido neutralizado está entre 45 y 50%.
7. 7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, caracterizado en que el sedimento de hidróxido neutralizado es calcinado y sinterizado en un horno rotatorio dentro de un intervalo de temperatura de 950 a 1050 °C.
8. 8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado en que el producto del horno rotatorio es formado en briquetas usando polvo de fluoruro de calcio, CaF2, esencialmente libre de carbono, como sustancia aglutinante.