BRPI0720000A2

BRPI0720000A2 - MOLDED BODY CONTAINING TITANUS

Info

Publication number: BRPI0720000A2
Application number: BRPI0720000-5A2A
Authority: BR
Inventors: Djamschid Amirzadeh-Asl; Dieter Fuenders
Original assignee: Sachtleben Chemie Gmbh
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2013-12-17
Also published as: CA2671706A1; US20130305882A1; KR20090110832A; US20100031772A1; TW200844389A; EP2099947A1; WO2008068350A1; AR064219A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CORPO MOLDADO CONTENDO TITÂNIO".Patent Descriptive Report for "MOLDED BODY CONTAINING TITANIUM".

A presente invenção refere-se a um objeto da invenção são um corpo moldado contendo titânio, um processo para sua produção e seu em- prego.The present invention relates to an object of the invention is a molded body containing titanium, a process for its production and its use.

Especialmente constituem objeto da invenção um corpo moldado contendo titânio, por exemplo em forma de um briquete, pelete ou pedra prensada, um processo para a produção do corpo moldado e seu emprego em processos metalúrgicos, especialmente para introdução em recipientes de fusão ou recipientes da metalurgia primária, secundária e terciária.Especially object of the invention is a molded body containing titanium, for example in the form of a briquette, pellet or pressed stone, a process for producing the molded body and its use in metallurgical processes, especially for introduction into melting or metallurgical vessels primary, secondary and tertiary.

A invenção descreve também um processo para aumentar a du- rabilidade dos revestimentos refratários, para a redução dos óxidos de nitro- gênio bem como do teor de enxofre, especialmente na análise de ferro e no gás de escape, e para a redução das substâncias nocivas de circulação no 15 forno de fusão ou forno de cuba, especialmente forno de cúpula, mediante emprego de portadores de titânio sintéticos e/ou naturais.The invention also discloses a process for increasing the durability of refractory coatings, for reducing nitrogen oxides as well as for sulfur content, especially in iron and exhaust gas analysis, and for reducing harmful substances. circulation in the melting furnace or vat furnace, especially the dome furnace, by the use of synthetic and / or natural titanium carriers.

É descrito ainda um processo para o emprego de corpos molda- dos contendo titânio como formadores de escória, agentes protetores de es- cória e agentes de liga.Also described is a process for employing titanium-containing molded bodies as slag formers, slag protectants and alloying agents.

Devido aos crescentes requisitos por parte da proteção ambien-Due to the increasing requirements of environmental protection

tal na siderurgia de metais, o fabricante deve recorrer a processos sempre mais baratos para a redução de materiais poluentes do meio ambiente. Isso aumenta os custos de produção e onera assim a economicidade de um pro- cesso. Numerosas empresas têm, portanto, desenvolvido processos para 25 atingir tão economicamente quanto possível esse complexo objetivo. Entre outros são também utilizados na siderurgia de metais para a redução de ma- teriais poluentes processos já existentes como gaseificação em fusão de desperdícios. A gaseificação em fusão de desperdícios se baseia na aplica- ção de técnicas de processo metalúrgicas. Assim se obtêm as seguintes 30 vantagens:As in the steel industry, the manufacturer must use ever cheaper processes to reduce environmental pollutants. This increases production costs and thus costs the economics of a process. Many companies have therefore developed processes to achieve this complex goal as economically as possible. Among others, they are also used in the metallurgy of metals for the reduction of pollutant materials already existing processes such as waste fusion gasification. Fusion gasification of waste is based on the application of metallurgical process techniques. This gives you the following 30 advantages:

a) Altas temperaturas garantem que componentes de desperdí- cios minerais e metálicos sejam convertidos em uma fase fundida e destruí- dos materiais poluentes orgânicos e inorgânicos. Os produtos então resul- tantes - na medida em que não escapem em forma gasosa ou de vapor - são ligados de modo não eluível na escória líquida e/ou em metal líquido. Escória e metais atuam então como redutores de poluentes integrados ao 5 processo.a) High temperatures ensure that components of mineral and metallic waste are converted to a molten phase and destroyed organic and inorganic polluting materials. The resulting products - insofar as they do not escape in gaseous or vapor form - are inelucably bound to liquid slag and / or liquid metal. Slag and metals then act as pollutant reducers integrated into the process.

b) Graças à atmosfera redutora é garantido que óxidos de metal sejam reduzidos. Esse é o pressuposto para a formação de ligas de metal líquidas.b) Thanks to the reducing atmosphere, metal oxides are guaranteed to be reduced. This is the assumption for the formation of liquid metal alloys.

c) Uma utilização além da média de desperdícios de materiais excedentes é garantida por desperdícios restantes raramente baixos (pós,(c) Over-average use of surplus material waste is ensured by unusually low waste (powders,

lamas, sais da limpeza de gás tubular). Além disso, pela produção de uma escória líquida, que pode ser granulada a seco ou a úmido, é obtido um ma- terial de construção reconhecido e de uso mundial. Assim como a fabricação ou produção de uma liga de metal, que pode ser colocada no comércio de escória ou diretamente em siderurgias ou fundições.sludges, salts from the tubular gas cleaning). In addition, by producing a liquid slag, which can be either dry or wet granulated, a world-renowned building material is obtained. As well as the manufacture or production of a metal alloy that can be placed in the slag trade or directly in steel mills or foundries.

Na metalurgia secundária, como agente de liga é empregado entre outros também ferro-titânio, ferro-carbo-titânio e titânio-alumínio da produção alumino-térmica. Esses meios de liga, especialmente o ferro- titânio, são muito caros. De uma análise do ferro-titânio resulta que consiste 20 fundamentalmente em 20 a 75 % em peso ou mais de Ti, em 2 a 10 % em peso ou mais de Al + AI2O3, em 0,2 a 8 % em peso ou mais de Si e em 20 a 65 % em peso ou mais de Fe. Um ferro-carbo-titânio pode apresentar, por exemplo, a seguinte composição dos componentes principais: Ti: 30 a 40 %; C: 5 a 8 %; Si: 3 a 4 %; Al: 1 a 2 %; Mn: 0,5 %. Titânio-alumínio pode, por 25 exemplo, apresentar a seguinte composição dos componentes principais: Ti: 5 a 10 % ou 50 a 63 %; Al: restante.In secondary metallurgy, as an alloying agent, it is also used, among others, ferro-titanium, ferro-carbon-titanium and titanium-aluminum for alumino-thermal production. These alloying media, especially ferro-titanium, are very expensive. From an analysis of iron titanium it is found that it consists essentially of 20 to 75 wt% or more of Ti, 2 to 10 wt% or more of Al + Al 2 O 3, 0.2 to 8 wt% or more of Si and at 20 to 65% by weight or more of Fe. An iron carbohydrate may have, for example, the following composition of the principal components: Ti: 30 to 40%; C: 5 to 8%; Si: 3 to 4%; Al: 1 to 2%; Mn: 0.5%. Titanium aluminum may, for example, have the following composition of the principal components: Ti: 5 to 10% or 50 to 63%; Al: Remaining.

Uma substituição desses agentes de liga por materiais mais ba- ratos poderia melhorar consideravelmente a economicidade da produção de aço.Replacing these alloying agents with cheaper materials could considerably improve the economics of steel production.

A razão principal para o emprego de titânio em modernos açosThe main reason for the use of titanium in modern steels

ou ferro fundido é a estabilização de aços ao cromo/níquel austeníticos con- tra sensibilidade a fissuras e para o refinamento de inclusões de grafite em ferros fundidos.or cast iron is the stabilization of austenitic chromium / nickel steels against crack sensitivity and for the refinement of graphite inclusions in cast irons.

Pelos processos na metalurgia secundária de duração frequen- temente muito longa (até mais de 2 horas), as zonas de escória dos cadi- nhos ou recipientes são muito fortemente solicitadas pela termodinâmica ou 5 cinética da escória.By processes in secondary metallurgy often very long (up to more than 2 hours), the slag zones of the crates or containers are very strongly requested by the thermodynamics or slag kinetics.

Paralisações precoces e custosas reparações dos cadinhos são necessárias.Early downtime and costly crucible repairs are required.

O forno de cúpula é um forno de cuba, em que podem ser fundi- dos metais. Via de regra, o forno de cúpula é empregado para a produção de metais. O forno de cuba é carregado por cima com coque como portador de energia, insumos e aditivos. Os insumos são ferro bruto sólido, materiais de circulação, pacotes de chapas e escória de aço metálico selecionada de- pendendo do objetivo da produção. Para ajuste do teor de Su na análise de ferro bem como para a criação de propícias propriedades de fluxo da escória são empregados corpos moldados de carbureto de silício, gesso e calcário como aditivos. Para a retirada do metal, o forno deve ser escareado pouco acima de sua base. À sangria se conecta um sifão, que possui duas saídas. Pela superior é a escória líquida derivada para um recipiente coletor. Pela outra, o ferro é comprimido sob a escória e pode ser conduzido, por exem- pio, para um forno de reserva. O funcionamento do sifão é possível apenas devido a uma ligeira sobrepressão no forno de cuba.The cupola furnace is a tub furnace in which metals can be cast. As a rule, the dome furnace is employed for the production of metals. The bowl oven is loaded on top with coke as a carrier of energy, inputs and additives. The inputs are solid crude iron, circulation materials, sheet metal packages and selected metallic steel slag depending on the production objective. To adjust the Su content in iron analysis as well as to create proper slag flow properties, molded silicon carbide, plaster and limestone bodies are employed as additives. To remove the metal, the oven should be countersunk just above its base. To the bleed is connected a siphon, which has two outputs. At the top is the derived liquid slag for a collecting container. On the other hand, the iron is compressed under the slag and can be taken, for example, to a spare oven. Siphon operation is only possible due to slight overpressure in the bowl oven.

Frequentemente, contudo, fornos de fusão ou de cuba esbarram em seus limites, de modo que continua havendo a premência no sentido de desenvolver tecnologias de novo tipo, especiais, implementadas para o em- prego de desperdícios metalúrgicos.Often, however, melting or vat ovens run into their limits, so there is still a pressing need to develop new, special technologies implemented for the use of metallurgical waste.

Em todos os processos até agora conhecidos para o tratamento de materiais de desperdícios, no entanto, continua existindo a carga por ma- teriais de circulação metalúrgicos, por exemplo zinco, sódio, potássio, chum- bo, cobre, vanádio, etc. Quanto mais materiais de desperdícios deve ser eli- 30 minados, tanto maior é o teor de materiais indesejáveis nos mesmos. Isso faz especialmente com que seja nitidamente reduzida a durabilidade dos revestimentos e agregados refratários. Assim é que, por exemplo, em um forno de cuba, que trabalha pelo processo de OxiCup1 são empregadas peças prensadas, cuja composi- ção consiste em diversos materiais de desperdícios, por exemplo pós con- tendo ferro, agentes de redução, formadores de escória e ligantes. O sentido 5 dessa tecnologia é permitir o decurso do processo de siderurgia decorrendo normalmente no processo de alto-forno nos próprios corpos moldados pren- sados individuais. Assim, portadores de óxido de ferro em forma de pó, que incidem sempre novamente em todos os processos siderúrgicos, são melhor processados. Sem essas tecnologias, a fração de pós a serem novamente 10 empregados seria relativamente pequena, de modo que seria necessária outra descarga poluidora do meio ambiente.In all hitherto known processes for the treatment of waste materials, however, there is still a charge for metallurgical circulating materials, eg zinc, sodium, potassium, lead, copper, vanadium, etc. The more waste materials to be disposed of, the greater the content of undesirable materials in them. This especially reduces the durability of refractory lining and aggregates. Thus, for example, in a vat furnace working by the OxiCup1 process press parts are employed, the composition of which consists of various waste materials, eg iron-containing powders, reducing agents, slag formers. and binders. The purpose of this technology is to allow the steelmaking process to proceed normally in the blast furnace process in the individual pressed molded bodies themselves. Thus, powdered iron oxide carriers, which always focus again on all steel processes, are better processed. Without these technologies, the fraction of powders to be employed again would be relatively small, so that another polluting discharge from the environment would be required.

Todas as peças prensadas até agora empregadas contêm os materiais de circulação metálicos nocivos acima mencionados. Quando do tratamento térmico desses materiais de desperdícios, resulta além disso um 15 gás de escape, que contém ainda NOx(óxidos de nitrogênio) e SO2 (dióxido de enxofre). Como materiais de circulação nocivos cabe destacar, especial- mente, no processo OxiCup zinco, chumbo, sódio e potássio.All pressed parts hitherto employed contain the aforementioned harmful metallic circulation materials. Heat treatment of these waste materials also results in an exhaust gas which further contains NOx (nitrogen oxides) and SO2 (sulfur dioxide). Harmful circulating materials include zinc, lead, sodium and potassium in the OxiCup process.

Devido a seu ponto de fusão e vaporização apenas baixo, zinco tem a propriedade negativa de que se enrique no pó de jitó e quando da re- 20 ciclagem sempre entra novamente no processo de circulação. As partículas de zinco que entram em contato com o revestimento refratário reduzem a durabilidade do mesmo. Até agora não há uma possibilidade fundamental para tornar inofensivos os efeitos negativos de zinco, além de remover zinco do sifão.Due to its only low melting point and vaporization, zinc has the negative property that it enriches itself in the jitó powder and when cycling always enters the circulation process again. Zinc particles that come into contact with the refractory lining reduce its durability. So far there is no fundamental possibility to render harmless the negative effects of zinc apart from removing zinc from the siphon.

Devido a seu peso específico relativamente alto, chumbo atuaDue to its relatively high specific weight, lead acts

no fundo de um forno de cuba, penetra nas porosidades do revestimento e ali destrói o mesmo.at the bottom of a vat oven it penetrates the porosity of the lining and destroys it.

Álcalis, como sódio e potássio, devido à necessidade de uma escória ácida para a descarga do forno, impedem a dessulfurização do ferro bruto, que requer por sua vez uma escória tão básica quanto possível. As exigências contrárias impedem o processo de alto forno muito acentuada- mente. Ademais, álcalis atuam como agentes de fluxo para quaisquer reves- timentos refratários, o que por sua vez influi muito negativamente sobre a economicidade.Alkali, such as sodium and potassium, due to the need for an acid slag for flushing the furnace, prevents the desulphurization of crude iron, which in turn requires as basic a slag as possible. The opposing requirements prevent the blast furnace process from becoming too severe. Moreover, alkalis act as flow agents for any refractory lining, which in turn has a very negative effect on economy.

Os elementos cobre, cromo, níquel e vanádio se dissolvem no ferro bruto líquido quase completamente, de modo que também não podem ser removidos no processo de produção de aço pós-conectado. Também aí se aplica a medida de reduzir tanto quanto possível os teores no pré-campo.The copper, chromium, nickel and vanadium elements dissolve in liquid crude iron almost completely so that they cannot be removed either in the post-connected steelmaking process. There also applies the measure of reducing the pre-field contents as much as possible.

Em todos os fornos de cuba é empregado coque como portador de energia. Coque contém então como impureza, entre outros, ainda enxofre indesejado. Pela combustão do coque o ferro líquido incorpora uma fração 10 de enxofre, que perturba o ulterior processamento. O ferro deve, portanto, ser dessulfurizado, de modo muito caro e dispendioso, em instalações espe- ciais da metalurgia primária e/ou secundária.In all pot ovens coke is used as a carrier of energy. Coke then contains as impurity, among others, still unwanted sulfur. By combustion of the coke the liquid iron incorporates a fraction 10 of sulfur, which disturbs further processing. Iron must therefore be very expensive and expensive to desulphurize in special installations of primary and / or secondary metallurgy.

Constitui objetivo da invenção superar as desvantagens do esta- do atual da técnica e então, especialmente mediante emprego de portadores 15 de titânio sintéticos e/ou naturais, reduzir os teores dos materiais de circula- ção ou secundários negativos acima descritos, eventualmente o teor de ni- trogênio bem como enxofre no ferro, reduzir a formação de NOx, para assim melhorar a qualidade do gás de escape e proteger o meio ambiente.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the current state of the art and then, especially by employing synthetic and / or natural titanium carriers 15, to reduce the levels of the negative circulation or secondary materials described above, possibly the content of nitrogen as well as sulfur in iron, reduce NOx formation, thereby improving the quality of the exhaust gas and protecting the environment.

Outro objetivo da invenção é aumentar eventualmente simulta- neamente a durabilidade de revestimentos refratários bem como agregados.Another object of the invention is to eventually increase simultaneously the durability of refractory coatings as well as aggregates.

Outro objetivo da invenção é disponibilizar corpos moldados con- tendo titânio como agentes de liga na metalurgia primária, secundária e ter- ciária.Another object of the invention is to provide cast bodies containing titanium as alloying agents in primary, secondary and tertiary metallurgy.

Surpreendentemente, esses objetivos são alcançados pelas ca- racterísticas da reivindicação principal.Surprisingly, these goals are achieved by the features of the main claim.

Segundo a invenção, os corpos moldado contendo titânio, con- tém portadores de titânio sintéticos e/ou naturais. Por portadores de titânio devem ser entendidos materiais, que contêm o elemento titânio, por exemplo como elemento, como composto e/ou como componente de um sal. Os por- 30 tadores de titânio sintéticos e/ou naturais são misturados homogeneamente, eventualmente com adição de aglutinantes, com outros materiais, e em se- guida processados por um processo de moldagem por exemplo para pedras de aglomerados, briquetes, peletes ou pedras prensadas. Caso necessário, os corpos moldados contendo titânio são submetidos, em seguida, a um tra- tamento a_ temperatura. A temperatura de tratamento se situa em até 1.500°C, de preferência em 80°C até 1.400°C.According to the invention, the molded bodies containing titanium contain synthetic and / or natural titanium carriers. By titanium carriers are meant materials containing the titanium element, for example as element, as compound and / or as component of a salt. Synthetic and / or natural titanium carriers are mixed homogeneously, optionally with the addition of binders, with other materials, and then processed by a molding process for example agglomerate stones, briquettes, pellets or pressed stones. . If necessary, the molded bodies containing titanium are then subjected to temperature treatment. The treatment temperature is up to 1,500 ° C, preferably 80 ° C to 1,400 ° C.

Segundo a invenção, é também possível empregar corpos mol-According to the invention, it is also possible to employ molecular

dados contendo titânio, que consistem fundamentalmente em dióxido de ti- tânio ou seus compostos.data containing titanium, consisting mainly of titanium dioxide or its compounds.

O corpo moldado contendo titânio segundo a invenção contémThe molded body containing titanium according to the invention contains

0,5 a 100 % em peso, de preferência 1 a 90, especialmente 1 a 80, muito 10 particularmente de preferência 3 a 70, especialmente de preferência 4 a 65, de preferência 4 a 50, especialmente de preferência 5 a 30% em peso de TiO2 (calculado do teor de titânio total). Esse corpo moldado é apropriado, segundo a invenção, especialmente para emprego em fornos de fusão e de cuba na área da metalurgia primária, secundária e terciária.0.5 to 100% by weight, preferably 1 to 90, especially 1 to 80, most preferably particularly 3 to 70, especially preferably 4 to 65, preferably 4 to 50, especially preferably 5 to 30% by weight. TiO2 weight (calculated from total titanium content). Such a molded body is suitable according to the invention, especially for use in melting and pot furnaces in the area of primary, secondary and tertiary metallurgy.

Matérias primas sintéticas da indústria química são peletadasSynthetic raw materials from chemical industry are pelleted

por meio de diversos Iigantes químicos, ou convertidas em processos de sinterização para portadores de titânio carregáveis e agregados nos respec- tivos processos da metalurgia secundária aos meios líquidos como metais ou escórias.by means of various chemical binders, or converted into sintering processes for loadable titanium carriers and aggregated in their respective metallurgical processes secondary to liquid media such as metals or slag.

■20 Nos casos em que o respectivo sistema de instalação dos usuá-■ 20 In cases where the respective installation system of the users

rios dispõe de uma instalação de insuflação adequada, os portadores de ti- tânio sintéticos podem ser também insuflados como agente de liga.If there is a suitable inflation installation, synthetic titanium carriers can also be inflated as an alloying agent.

As respectivas quantidades são adaptadas segundo o exigido e o cálculo de composição.Their quantities are adjusted as required and the composition calculation.

Os portadores de titânio sintéticos se dissolvem nos metais lí-Synthetic titanium carriers dissolve in the metals

quidos ou escórias e aumentam o respectivo teor de titânio segundo o exigi- do.or slag and increase their titanium content as required.

Segundo a invenção, estão disponíveis portadores de titânio sin- téticos com teores de 10 a 100 % em peso, de 25 a 35 % em peso, de 45 a 65% em peso, de 70 a 90 % em peso e também de 100 % em peso, calcula- dos como TiO2.According to the invention, synthetic titanium carriers of 10 to 100% by weight, 25 to 35% by weight, 45 to 65% by weight, 70 to 90% by weight and also 100% by weight are available. by weight calculated as TiO 2.

Nos casos em que o teor de oxigênio do TiO2 é desvantajoso (por exemplo fora de instalações a vácuo), também podem ser empregados portadores de titânio sintéticos à base de carbonitreto de titânio, nitretos de titânio ou carburetos de titânio. Há flexibilidade segundo a demanda.In cases where the oxygen content of TiO2 is disadvantageous (eg outside of vacuum installations), synthetic titanium carbonitride based titanium carriers, titanium nitrides or titanium carbides may also be employed. There is flexibility according to demand.

Para a alimentação dos fornos de fusão ou de cuba é vantajoso 5 que as materiais primas se apresentem em forma de corpos moldados. As- sim, por exemplo, para a alimentação do forno de cúpula é empregado car- bureto de silício em forma de briquetes. Segundo o estado atual da técnica, tais corpos moldados são produzidos também à base de insumos a serem descartados. Como insumos industriais podem ser empregados, por exem- 10 pio, carvão e lama de carvão, resíduos contendo carbureto de silício, pós e lamas de carga e aciaria e outros materiais.For the feeding of melting or vat ovens it is advantageous for the raw materials to be in the form of molded bodies. Thus, for example, the dome oven is fed with silicon carbide in the form of briquettes. According to the current state of the art, such molded bodies are also produced based on inputs to be discarded. Industrial inputs may include, for example, coal and coal sludge, waste containing silicon carbide, powders and sludge and steel and other materials.

Os pós bem como lamas de carga bem como de aciaria contêm muito ferro, mas deles se obter apenas ferro bruto economicamente quando são cheios no forno de cuba como corpos sólidos aglomerados. Para tanto 15 foram desenvolvidos processos com os quais dos pós podem ser produzidos as assim chamadas pedras de aglomerados com auxílio de aglutinantes. Antes da operação de prensagem dos corpos moldados, os respectivos in- sumos a serem descartados e metalurgicamente tratados são misturados com formadores de escória, aglutinantes e agentes de redução com base 20 em carvão.Powders as well as filler as well as steel sludge contain a lot of iron, but only economically crude iron is obtained from them when they are filled in the pot kiln as agglomerated solid bodies. For this purpose 15 processes were developed with which of the powders can be produced the so-called agglomerate stones with the aid of binders. Prior to the pressing operation of the molded bodies, the respective materials to be disposed of and metallurgically treated are mixed with slag formers, binders and charcoal-based reducing agents.

Para a produção dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção são empregados materiais contendo titânio, selecionados de mi- nérios de ferro naturais, escórias ricas em dióxido de titânio bem como mate- riais contendo titânio sintéticos ou misturas de ao menos desses dois mate- riais.For the production of the molded titanium-containing bodies according to the invention, titanium-containing materials selected from natural iron ores, titanium dioxide-rich slag as well as synthetic titanium-containing materials or mixtures of at least these two materials are employed. .

Os materiais contendo dióxido de titânio sintéticos são selecio- nados, segundo a invenção, dos materiais abaixo especificados ou de suas misturas:Synthetic titanium dioxide-containing materials are selected according to the invention from the materials specified below or mixtures thereof:

- Produtos intermediários, de acoplamento e/ou prontos da pro- dução de dióxido de titânio. Os materiais podem então ser provenientes tan- to da produção de dióxido de titânio pelo processo de sulfato como da pro- dução de dióxido de titânio pelo cloreto de cloreto. Os produtos intermediá- rios e de acoplamento podem ser extraídos da produção de TiO2 corrente.- Intermediate, coupling and / or ready-made products from the production of titanium dioxide. The materials can then come from either the production of titanium dioxide by the sulphate process or from the production of titanium dioxide by the chloride chloride. Intermediate and coupling products can be extracted from current TiO2 production.

- Resíduos da produção de dióxido de titânio. Os materiais po- dem então ser provenientes tanto da produção de dióxido de titânio pelo processo de sulfato (resíduos de decomposição) como também da produção- wastes from titanium dioxide production. The materials can then come from both the production of titanium dioxide by the sulphate process (decomposition residues) and also from the production of

de dióxido de titânio pelo processo de cloreto; na medida em que necessá- rio, os materiais são pré-tratados antes do emprego como fundente, por e- xemplo por neutralização, lavagem e/ou pré-secagem.of titanium dioxide by the chloride process; insofar as necessary, the materials are pretreated prior to use as a flux, for example by neutralization, washing and / or pre-drying.

- Resíduos da indústria química, por exemplo de catalisadores contendo TiO2, novamente por exemplo de catalisadores DENOX.- Wastes from the chemical industry, eg from catalysts containing TiO2, again eg from DENOX catalysts.

- Resíduos da produção de ácido sulfúrico, os assim chamados- Wastes from sulfuric acid production, the so-called

desperdícios, que incidem quando da decomposição de sal de filtro (sulfato de ferro) e contém ainda dióxido de titânio ao lado de óxido de ferro.waste, which occurs when decomposing filter salt (iron sulphate) and also contains titanium dioxide alongside iron oxide.

A produção dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção ocorre por mistura e/ou adição dos minérios de titânio naturais, por exemplo areia de ilmenita e/ou escórias Sorel, escórias ricas em dióxido de titânio e/ou materiais contendo dióxido de titânio sintéticos.Production of the titanium-containing molded bodies according to the invention occurs by mixing and / or adding the natural titanium ores, for example ilmenite sand and / or Sorel slag, titanium dioxide-rich slag and / or synthetic titanium dioxide-containing materials.

A esses materiais contendo titânio podem ser adicionados even- tualmente outros materiais, por exemplo insumos a serem industrialmente descartados e/ou agentes de redução, por exemplo com base em carvão, como resíduos contendo carbureto de silício, carvão e lama de carvão, pós e lamas de carga e aciaria e outros materiais.To such titanium-containing materials may be added, where appropriate, other materials, for example industrially disposable inputs and / or reducing agents, for example coal-based, such as silicon carbide, coal and coal sludge-containing wastes, powders and cargo and steel sludges and other materials.

Para a produção dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção, às misturas dos insumos de granulação fina antes da moldagem mediante prensagem, briquetagem ou peletização, são adicionados um ou 25 vários dos materiais contendo titânio, de granulação final, acima menciona- dos. A mistura assim obtida é prensada com auxílio de aglutinantes para os corpos moldados segundo a invenção. Caso necessário, os corpos molda- dos contendo titânio são submetidos em seguida a um tratamento a tempe- ratura. A temperatura do tratamento se situa em até 1.500°C, de preferência 30 de 80°C até 1.400°C.For the production of the titanium-containing molded bodies according to the invention, to the mixtures of the fine granulation inputs prior to molding by pressing, briquetting or pelletizing, one or more of the aforementioned final granulation titanium-containing materials are added. The mixture thus obtained is pressed with the aid of binder for the molded bodies according to the invention. If necessary, the cast bodies containing titanium are then subjected to a temperature treatment. The temperature of the treatment is up to 1,500 ° C, preferably 30 from 80 ° C to 1,400 ° C.

Os minérios de titânio e escórias ricas em dióxido de titânio em- pregados para a produção dos corpos moldados contendo titânio contêm 15 a 95 % em peso, de preferência 25 a 90 % em peso de ΊΊ02 (calculado do teor de titânio total). Os minérios de titânio podem ser empregados não puri- ficados ou após separação de impurezas bem como tipo de procedimento para produção do fundente.Titanium ore and titanium dioxide-rich slag employed for the production of castings containing titanium contain 15 to 95% by weight, preferably 25 to 90% by weight of ΊΊ02 (calculated from total titanium content). Titanium ores may be employed unpurified or after separation of impurities as well as type of procedure for production of the flux.

Os materiais contendo titânio sintéticos, empregados para a pre- paração dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção, contêm a 100, de preferência 10 a 100, especialmente de preferência 20 a 100 % em peso de TiO2 (calculado do teor de titânio total).The synthetic titanium-containing materials employed for preparing the titanium-shaped molded bodies according to the invention contain at 100, preferably 10 to 100, especially preferably 20 to 100% by weight TiO2 (calculated from total titanium content). .

Objeto da invenção é ainda:Object of the invention is further:

- o emprego dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção para aumento da durabilidade de sistemas refratários,- the use of molded bodies containing titanium according to the invention to increase the durability of refractory systems,

- o emprego dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção para redução dos materiais de óxidos de nitrogênio e enxofre bem como- the use of the molded bodies containing titanium according to the invention for the reduction of nitrogen and sulfur oxide materials as well as

- o emprego dos corpos moldados contendo titânio segundo a invenção para redução de materiais secundários indesejáveis, por exemplo no forno de fusão ou de cuba na área da metalurgia primária,- the use of the titanium-containing molded bodies according to the invention for the reduction of undesirable secondary materials, for example in the melting or vat furnace in the area of primary metallurgy,

- o emprego de corpos moldados contendo titânio segundo a invenção como agente protetor de escória e agente de liga.the use of molded bodies containing titanium according to the invention as slag protective agent and alloying agent.

Com a presente invenção:With the present invention:

- é disponibilizado um corpo moldado contendo titânio para o emprego em processos metalúrgicos, especialmente para o emprego em recipientes de fusão ou recipientes da metalurgia primária, secundária e ter- ciária;- a cast body containing titanium is provided for use in metallurgical processes, especially for use in melting containers or containers for primary, secondary and tertiary metallurgy;

- é disponibilizado um corpo moldado contendo titânio para a adição em fornos de cuba para aumento da durabilidade dos revestimentos refratários do forno;- a molded body containing titanium is provided for addition to vat ovens to increase the durability of oven refractory linings;

- é disponibilizado um corpo moldado contendo titânio para a adição em fornos de cuba para redução dos materiais de circulação;- a molded body containing titanium is provided for addition to vat ovens to reduce circulation materials;

- é disponibilizada um corpo moldado contendo titânio para a adição em fornos de cuba para redução do nitrogênio, do enxofre e/ou do nitrogênio; - é disponibilizado um corpo moldado contendo titânio para a adição em fornos de cuba e em recipientes de fusão ou recipientes da meta- lurgia primária, secundária e terciária para aumento da durabilidade dos res- pectivos revestimentos refratários;- a cast body containing titanium is provided for addition to pots to reduce nitrogen, sulfur and / or nitrogen; - a cast body containing titanium is provided for addition to vat ovens and melting vessels or containers of primary, secondary and tertiary metallurgy to increase the durability of the respective refractory linings;

- é disponibilizado um corpo moldado contendo titânio como- a cast body containing titanium is available as

meio de liga na metalurgia primária, secundária e terciária.alloying medium in primary, secondary and tertiary metallurgy.

Quando da introdução desses corpos moldados contendo titânio segundo a invenção em fornos de cuba, esses corpos moldados são aqueci- dos quando do processo de siderurgia metalúrgico. Os agentes de redução 10 presentes nos corpos moldados reduzem os componentes oxídicos do forno de cuba. Isso se aplica tanto aos óxidos de ferro como também aos compos- tos de titânio, que foram antes misturados à pedra. Os agentes de redução presentes nos corpos moldados, com presença dos minérios de titânio natu- rais como ilmenita (em ilmenita está presente titânio como titanato de ferro), 15 são reduzidos na primeira etapa para TiO2 reativo, ocorrendo em seguida a redução definitiva das partículas de TiO2 obtidas para CO e titânio metálico.Upon introduction of these titanium-containing molded bodies according to the invention into vat ovens, these molded bodies are heated during the metallurgical steelmaking process. The reducing agents 10 present in the molded bodies reduce the oxidizing components of the bowl oven. This applies to both iron oxides and titanium compounds, which were previously mixed with stone. The reducing agents present in the molded bodies, with the presence of natural titanium ores as ilmenite (in ilmenite is present titanium as iron titanate), 15 are reduced in the first stage to reactive TiO2, followed by the definitive reduction of the particles. of TiO2 obtained for CO and metallic titanium.

Essa reação ocorre imediatamente nos portadores de titânio sin- téticos, pois titânio se apresenta sobretudo como dióxido de titânio. Os ele- mentos assim reduzidos para titânio metálico reagem na última etapa para -20 carburetos extremamente altamente refratários, nitretos de titânio e/ou car- bonitretos de titânio. Ademais, são formados compostos altamente refratá- rios com alumínio, magnésio, cálcio, por exemplo titanato de alumínio, titana- to de magnésio e titanato de cálcio. Além disso, formam-se também espiné- Iios de óxidos metálicos, que contêm titânio. Em seguida, os corpos molda- 25 dos reagem no decorrer do processo de siderurgia e se dissolvem com for- mação de uma mistura de escória de ferro fina. Os carburetos de titânio, ni- tretos de titânio, carbonitretos de titânio ou titanatos de metal e espinélios aí emulsionados são depositados sempre onde os respectivos líquidos entram em contato com o revestimento refratário. Quando da deposição dessas par- 30 tículas ultrafinas sobre as superfícies a serem protegidas formam-se cama- das muito refratárias e relativamente espessas de carbonitretos de titânio, titanatos de metal bem como espinélios. Essas camadas depositadas podem reparar tanto pontos defeituosos, como também proteger áreas saudáveis contra a penetração de líquidos como ferro ou escória e, assim, aumentam nitidamente a durabilidade. O efeito protetor se estende especialmente tam- bém no interior de um forno de cuba, por exemplo dentro dos canais de san- gria ou construções de sifão.This reaction occurs immediately in synthetic titanium carriers, as titanium is present primarily as titanium dioxide. Thus reduced elements for metallic titanium react in the last step to -20 extremely highly refractory carbides, titanium nitrides and / or titanium carbides. In addition, highly refractory compounds are formed with aluminum, magnesium, calcium, for example aluminum titanate, magnesium titanate and calcium titanate. In addition, titanium-containing metal oxide spinins are also formed. The molded bodies then react during the steelmaking process and dissolve to form a mixture of fine iron slag. Titanium carbides, titanium nitrides, titanium carbonitrides or metal titanates and spinel emulsified therein are deposited where their liquids come into contact with the refractory lining. When these ultra-fine particles are deposited on the surfaces to be protected, very refractory and relatively thick layers of titanium carbonitrides, metal titanates as well as spinel are formed. These deposited layers can repair both defective spots as well as protect healthy areas from the penetration of liquids such as iron or slag and thus dramatically increase durability. The protective effect also extends especially inside a vat furnace, for example within the drainage channels or siphon constructions.

Quando do emprego dos corpos moldados contendo titânio se- gundo a invenção como meios protetores de escória, pela adução dos porta- dores de titânio, de preferência pela adução de portadores de titânio sintéti- cos, às diversas escórias secundárias e terciárias da indústria de ferro e aço, 10 é nitidamente reduzido ou totalmente impedido o desgaste prematuro na zo- na de escória dos cadinhos de aço.When using the titanium-containing molded bodies according to the invention as slag protective means by the addition of the titanium carriers, preferably by the addition of synthetic titanium carriers, to the various secondary and tertiary slags of the iron industry. and steel 10, the premature wear of the steel crucible slag area is clearly reduced or completely prevented.

Esse processo é possibilitado pelo fato de que os portadores de titânio no sistema líquido mediante insuflação ou carga de Iigantes de granu- lação grossa formam com os compostos de bário e/ou cálcio e/ou alumínio e/ou magnésio presentes nas escórias diversos titanatos altamente refratá- rios.This process is made possible by the fact that titanium carriers in the liquid system upon insufflation or loading of coarse granulated binders form with the barium and / or calcium and / or aluminum and / or magnesium compounds present in the slag several highly titanates. refractory.

Como pelo processo de lavagem da metalurgia as escórias e metais são colocados em movimento, as escórias contendo titanato entram permanentemente em contato com a zona do desgaste prematuro na área 20 de escória dos cadinhos. Nas respectivas áreas de contato se depositam então os titanatos de bário-cálcio-magnésio e/ou alumínio altamente refratá- rios e reduzem ou impedem o desgaste dessa zona crítica de um cadinho de aço.As by the metallurgical washing process the slag and metal are set in motion, the slag containing titanate permanently comes into contact with the premature wear zone in the slag area 20 of the crucibles. Highly refractory barium-calcium-magnesium and / or aluminum titanates are then deposited in the respective contact areas and reduce or prevent the wear of this critical zone of a steel crucible.

A vantagem dessa variante da função protetora dos diversos portadores de titânio reside em que também com sistemas oxidantes é au- mentada a refratariedade dos revestimentos refratários a serem protegidos de recipientes de fusão pelos respectivos titanatos ou compostos de titânio.The advantage of this variant of the protective function of the various titanium carriers is that also with oxidizing systems the refractory coatings to be protected from melting containers by the respective titanates or titanium compounds are increased.

Os materiais secundários indesejados, por exemplo zinco, chumbo, sódio, potássio, etc., são ligados pelo emprego de portadores con- tendo titânio como titanatos de metal e podem, assim, ser removidos como componente da escória do forno de cuba.Unwanted secondary materials, for example zinc, lead, sodium, potassium, etc., are bonded by the use of carriers containing titanium as metal titanates and can thus be removed as a component of the pot kiln slag.

Condicionado pela atividade catalítica de dióxido de titânio bem como pela inclinação do titânio a formar com nitrogênio carbonitretos de titâ- nio, de um lado os óxidos de nitrogênio resultantes são cataliticamente redu- zidos para nitrogênio e, de outro lado, é favorecida a formação de nitreto de titânio, carbonitreto de titânio e/ou oxinitreto de titânio resistente a alta tem- peratura. Isso tem a vantagem que os óxidos de nitrogênio nocivos são re- movidos do gás de escape.Conditioned by the catalytic activity of titanium dioxide as well as the inclination of titanium to form with nitrogen titanium carbonitrides, on one hand the resulting nitrogen oxides are catalytically reduced to nitrogen and, on the other hand, the formation of titanium nitride, titanium carbonitride and / or high temperature resistant titanium oxynitride. This has the advantage that harmful nitrogen oxides are removed from the exhaust gas.

Além disso, o enxofre presente no ferro forma com titânio diver- sos sulfetos de titânio, que são então removidos como componente da escó- ria do forno de cuba.In addition, the sulfur present in the iron forms with titanium several titanium sulphides, which are then removed as a component of the bowl kiln slag.

Como portadores de titânio naturais são empregados, de prefe- rência, ilmenita e/ou escória de Sorel e/ou areia de rutila. Como portadores contendo dióxido de titânio sintéticos são empregados compostos de titânio, especialmente dióxido de titânio. Além disso, é possível segundo a invenção empregar resíduos da produção de dióxido de titânio, tanto pelo processo de sulfato como também pelo processo de cloreto. Segundo a invenção é tam- bém possível empregar materiais de desperdícios contendo dióxido de titâ- nio como catalisadores de instalações DENOX bem como da indústria quí-Natural titanium carriers are preferably Sorel ilmenite and / or slag and / or rutile sand. As carriers containing synthetic titanium dioxide, titanium compounds, especially titanium dioxide, are employed. Furthermore, it is possible according to the invention to employ residues from the production of titanium dioxide by both the sulfate and chloride processes. According to the invention it is also possible to employ titanium dioxide-containing waste materials as catalysts for DENOX installations as well as for the chemical industry.

Claims

1. Molded body containing titanium, characterized in that it contains synthetic and / or natural titanium carriers.

Titanium-shaped molded body according to Claim 1, characterized in that it contains as titanium carrier the titanium element, titanium and / or titanium compounds as a salt component.

Titanium-shaped molded body according to Claim 1 or 2, characterized in that it contains as titanium carrier titanium dioxide or its compound.

Titanium-containing molded body according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains as a titanium carrier natural titanium carriers, preferably ilmenite, sorrel and / or rutile sand.

Molded body containing titanium according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that it contains synthetic titanium carriers as titanium carriers.

Titanium-containing molded body according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that it contains synthetic and / or natural titanium supports having a TiO2 content (calculated total Ti content) of 50 to 100%. by weight, preferably from 60 to 95% by weight.

Titanium-containing molded body according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the natural titanium supports preferably contain a titanium dioxide content (calculated from total titanium content) of 15 to 95% by weight and especially preferably 25 to 90% by weight.

Titanium-shaped molded body according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it contains synthetic titanium carriers based on titanium carbonitride, titanium nitrides and / or titanium carbides.

Titanium-containing molded body according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it contains 0.5 to 100% by weight, preferably 1 to 90% by weight, especially 1 to 80% by weight. titanium carrier (calculated from total titanium content).

Molded body containing titanium according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it contains 3 to 70% by weight, preferably 4 to 65% by weight, especially preferably 4 to 50%. by weight, particularly 5 to 30% by weight of the titanium carrier (calculated from the total titanium content).

Titanium-containing molded body according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it contains 45 to 55%, 80 to 90% or 100% of the titanium carrier (calculated from the total titanium content).

Titanium-shaped molded body according to any one of Claims 1 to 11, characterized in that it contains synthetic titanium carriers with titanium dioxide contents of 10 to 100% by weight, 25 to 35% by weight. 45 to 65 wt.%, 70 to 90 wt.% and also 100 wt.% (calculated from total titanium content).

Titanium-shaped molded body according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it is in the form of agglomerate stones, briquettes, pellets or pressed stones.

Process for the production of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13, characterized in that titanium-containing materials, selected from natural titanium ores, titanium dioxide-rich slag as well as titanium-containing synthetic materials or mixtures of at least two of these materials, with the aid of binders and, where appropriate, other inputs, for example slag formers, silicon carbide-containing wastes, blast furnace and steel sludge powders and other materials and / or reducing agents, for example coal based, such as coal and coal sludge, are pressed into molded bodies.

Process for producing a titanium-containing molded body according to Claim 14, characterized in that the titanium-containing molded bodies are then subjected to a temperature treatment of up to 1,500 ° C.

Process for the production of a titanium-containing molded body according to Claim 14 or 15, characterized in that the titanium ores and titanium dioxide-rich slag employed to produce the titanium-containing molded bodies contain 15 to 95 wt.%, Preferably 25 to 90 wt.% TiO 2 (calculated from total titanium content).

Process for the production of a titanium-containing molded body according to Claims 14 to 16, characterized in that the synthetic titanium-containing materials employed for the production of the titanium-containing molded bodies contain 5 to 100% by weight. preferably 10 to 100 wt%, especially preferably 20 to 100 wt% TiO 2 (calculated from the total titanium content).

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 for increasing the durability of refractory systems.

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 for reducing circuit materials.

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 for reducing nitrogen and sulfur oxides.

The use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 for reducing undesirable secondary materials during the metallurgy process, for example in the melting furnace or vat in the area of primary metallurgy.

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 as slag protective agent and alloying agent.

The use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 in metallurgical processes, especially in primary, secondary and tertiary metallurgy containers.

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 in melting and / or vat furnaces in the area of primary, secondary and tertiary metallurgy.

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 in melting and / or vat furnaces to increase the durability of oven refractory linings.

Use of a titanium-containing molded body as defined in any one of claims 1 to 13 as an alloying agent in the area of primary, secondary and tertiary metallurgy.