DE60120156T2

DE60120156T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von entschwefelungsmitteln für heisse metalle

Info

Publication number: DE60120156T2
Application number: DE60120156T
Authority: DE
Inventors: Yoshie Chiyoda-ku NAKAI; Hiroshi Chiyoda-ku SHIMIZU; Toshio Chiyoda-ku TAKAOKA; Yoshiteru Chiyoda-ku KIKUCHI; Shuei Chiyoda-ku TANAKA; Shinichi Chiyoda-ku WAKAMATSU; Atsushi Chiyoda-ku WATANABE; Osamu Minato-ku YAMASE
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: ATE328122T1; EP1291442A1; TW558567B; US20050092133A1; KR20030026246A; WO2001096616A1; EP1291442B1; JP4133318B2; EP1291442A4; DE60120156D1; CN1436250A; CN1222628C; BR0111679A; KR100504295B1; CA2412666A1; US20030177864A1; BR0111679B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Entschwefelungsmittels für heiße Metalle und ein Entschwefelungsmittel und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Entschwefelungsmittels für heiße Metalle, wobei dieses Verfahren Entschwefelungsschlacke (KR-Schlacke) wirksam wiederverwendet, die durch einen Schritt zur Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen vom Typ des mechanischen Rührens entsteht, eine Vorrichtung für die Verwendung bei diesem Verfahren, ein Entschwefelungsmittel (Flußmittel) für die Verwendung bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung und ein Verfahren zum Entschwefeln von heißen Metallen unter Verwendung dieses Entschwefelungsmittels.
Allgemeiner Stand der Technik
Das heiße Metallprodukt aus einem Hochofen weist eine hohe Konzentration von Schwefel (S) auf; der normalerweise die Qualität von Stahl beeinflußt. Da ein Konverterschritt Verunreinigungen oxidieren und entfernen soll, ist eine Entschwefelung des geschmolzenen Stahls jedoch nicht zu erwarten, abgesehen von einem Teil davon, der verdampft und entschwefelt wird. In Abhängigkeit von der gewünschten Qualität werden somit zwischen dem Hochofenschritt und dem Konverterschritt verschiedene Vorbehandlungen des heißen Metalls durchgeführt oder der geschmolzene Stahl wird nach dem Konverterschritt entschwefelt. 23 zeigt ein Beispiel der Vorbehandlung von heißen Metallen. In diesem dargestellten Beispiel wird heißes Metall vom Hochofen nacheinander einer Entsilicierungsbehandlung, einer Entschwefelungsbehandlung und einer Entphosphorungsbehandlung unterzogen. Das heiße Metall wird dann in einen Konverter gegeben, in dem es einer Entkohlungsbehandlung unterzogen wird.
Für die Entschwefelung wird oft ein auf Kalk basierendes Entschwefelungsmittel verwendet. Die Entschwefelungsreaktion verläuft in diesem Fall nach der nachstehend angegebenen Reaktionsgleichung. CaO + S → CaS + O
Wenn nur CaO vorliegt, beinhaltet eine solche Entschwefelungsreaktion einen hohen Schmelzpunkt. Deshalb werden in der Industrie typischerweise Fluorit, ein auf Aluminiumoxid basierendes Flußmittel oder dgl. verwendet, um die Schlackenbildung zu erleichtern. Diese Schlackebildner sind jedoch im allgemeinen teuer, so daß eine Erhöhung der eingemischten Menge eines solchen Schlackebildners zu einer Erhöhung der Kosten des Entschwefelungsmittels führt. Eine Erhöhung der eingemischten Menge des Schlackebildners kann zudem die Kalkkonzentration im Entschwefelungsmittel verringern, wodurch die Reaktionswirkungen beeinträchtigt werden.
Schlacke die in einem Pyrometallurgieschrita in einem Hochhofen oder Konverter entsteht, wird zudem für Hochofenzement, Betonmaterial, Düngemittel oder Straßenbaumaterial verwendet, nachdem das enthaltene Metall entfernt worden ist. Entschwefelungsschlacke ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß sie eine große Menge von CaO enthält und wahrscheinlich auswittert. Folglich gibt es für die Verwendung der Entschwefelungsschlacke für Zementmaterial keine andere Möglichkeit, als eine Vorbehandlung durchzuführen, die zeit- und arbeitsaufwendig ist. Diese Behandlung beinhaltet zudem gegenwärtig hohe Kosten.
Die Japanische Patentveröffentlichung KOKAI Nr. 4-120209 beschreibt ein Verwendungsverfahren für Konverterschlacke als Schlackebildner. Diese Anmeldung stellt fest, daß die Korngröße von Hochofenschlacke bei 3 bis 50 mm eingestellt wird und daß dieser Korngrößenbereich dazu dient, eine ausreichende Entphosphorungswirkung hervorzurufen. Diese Anmeldung ist jedoch nicht hauptsächlich für die Entschwefelung gedacht und enthält keine Hinweise auf die Entschwefelung.
Die Japanische Patentveröffentlichung KOKAI Nr. 10-30115 offenbart zudem ein Verfahren zum Abkühlen und Zerkleinern von Konverterschlacke, zum Abtrennen und Gewinnen der Eisenkomponente aus der Schlacke und zum Einmischen von Kalk und Flourit in die Schlacke, so daß sie als Entschwefelungsmittel verwendet werden kann. Diese Anmeldung enthält jedoch keine Hinweise auf die Wiederverwendung von Entschwefelungsschlacke wie beim vorstehend genannten Verfahren.
Als ein Beispiel der Wiederverwendung von Entschwefelungsschlacke gibt es einen Bericht über ein Verfahren zum Wiederverwenden von Entschwefelungsschlacke vom Einblasen, die eine große Menge von unreagiertem Kalk enthält, bei einer Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen vom Typ des mechanischen Rührens, das eine wirksame Ausnutzung des Kalks ermöglicht (Sumitomo Metals Bd. 45-3 (1993) S. 52 bis 58). Bei der Behandlung, von der in diesem Dokument berichtet wird (hier nachstehend als "herkömmliche Wiederverwendung von Entschwefelungsschlacke" bezeichnet), ist die Verbesserung des Ausnutzungsgrades von Kalk jedoch begrenzt, wie es später beschrieben wird. Da diese Technik die Schlacke zudem in einem Verfahren wiederverwendet, das unterschiedliche Zugabe- und Rührverfahren anwendet, kann sie nicht angewendet werden, wenn nicht eine Vielzahl von Verfahren zur Verfügung steht.
Eine Entschwefelungsvorrichtung für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens entschwefelt heißes Metall, indem ein Schaufelrad in heißes Metall getaucht und darin gedreht wird, dem heißem Metall von oben ein Entschwefelungsmittel (normalerweise Kalk) zugesetzt wird, und das Schaufelrad gedreht wird, um das heiße Metall zu rühren. Ein gewöhnlich als "KR-Verfahren" bekanntes Verfahren ist eine Entschwefelungsbehandlung für heiße Metalle unter Verwendung dieser Vorrichtung. 24 zeigt ein Beispiel einer Entschwefelungsvorrichtung.
Wie vorstehend beschrieben, wird Entschwefelungsschlacke, die durch eine Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen entsteht, gegenwärtig nicht wirksam wiederverwendet. Bei der Entschwefelung von heißen Metallen gibt es zudem viele Punkte, die verbessert werden müssen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfinder haben den Ausnutzungsgrad eines Entschwefelungsmittels überprüft, das beim KR-Entschwefelungsschritt verwendet wird. 18 zeigt das Verhältnis zwischen dem wirksam ausgenutzten Kalk und dem eingeführten Kalk, wobei der Fall, bei dem Entschwefelungsschlacke, die durch eine Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen vom Typ des mechanischen Rührens entsteht, als Entschwefelungsmittel für ein Entschwefelungsbehandlungsverfahren für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens verwendet wird, mit dem Fall verglichen wird, bei dem Entschwefelungsschlacke, die bei einem Einblasverfahren entsteht, als Entschwefelungsmittel für ein Entschwefelungsbehandlungsverfahren für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens verwendet wird. Wie in 18 gezeigt, haben die Erfinder festgestellt, daß der Ausnutzungsgrad des Entschwefelungsmittels bei einem einzigen KR-Entschwefelungsschritt etwa 7 % des gesamten Entschwefelungsmittels entspricht, wobei die restlichen 93 % nicht umgesetzt werden. Auf der Basis dieser Erkenntnis erwarten die Erfinder folglich, daß das Entschwefelungsmittel, das beim KR-Entschwefelungsschritt verwendet worden ist, als kostengünstige Kalkquelle von für ein Entschwefelungsmittel wiederverwendet werden kann, da es noch etwa 93 % Kalk enthält, der zur Entschwefelung bei der nachfolgenden Behandlung beiträgt.
Auf der Basis dieser Erkenntnis entstand die vorliegende Erfindung.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen mit einer geringeren Menge an erzeugter Schlacke kostengünstig durchzuführen und ein Entschwefelungsmittel für die Verwendung bei dieser Behandlung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Transportieren von Entschwefelungsschlacke anzugeben und eine Vorrichtung bereitzustellen, die für die Herstellung von Entschwefelungsschlacke verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Herstellen eines Entschwefelungsmittels für heiße Metalle nach Anspruch 1 an.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.
Definitionen
"Entschwefelungsmittel" steht für übliche Flußmittel, die zum Entschwefeln verwendet werden. Dazu gehört Schlacke, die nach einer Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche wiedergewonnen wurde.
"Wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel" steht insbesondere für ein Entschwefelungsmittel, das Schlacke aufweist, die nach der Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche wiedergewonnen wurde, wobei die Schlacke Metall enthalten kann.
"Entschwefelungsschlacke" steht für Entschwefelungsschlacke, die die gesamte CaO-Komponente, andere Schlackekomponenten und eine Metallkomponente enthält und die keiner Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberflächen unterzogen worden ist.
"Kalk" steht für übliche CaO-Komponenten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren
Es zeigen:
1 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate für wiedergewonnene Entschwefelungsmittel, die durch das erste bzw. zweite Wiederverwendungsverfahren entstehen, sowie auch zum Vergleich für ein herkömmliches Entschwefelungsmittel aus Kalk;
2 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Wiederholungen der Wiederverwendungsverfahren, die bei Entschwefelungsschlacke durchgeführt wurden, und der pro Mengeneinheit des heißen Metalls verwendeten Menge des Entschwefelungsmittels, wobei die Schlacke mehrmals wiederverwendet wird;
3 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge des Entschwefelungsmittels und der Entschwefelungsrate für das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel und zum Vergleich für das herkömmliche Entschwefelungsmittel;
4 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge der Kalkkomponente und der Entschwefelungsrate für das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel und zum Vergleich für das herkömmliche Entschwefelungsmittel;
5 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate für das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel, das gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, und zum Vergleich für das herkömmliche Entschwefelungsmittel;
6 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der am Ende des Wässerns gemessenen Temperatur der Schlacke und der erforderlichen Zeit, um die Schlacke auf Raumtemperatur abzukühlen, wobei eine Behandlung durchgeführt wird, die das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren für Entschwefelungsschlacke anwendet;
7 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der am Ende des Wässerns gemessenen Temperatur der Schlacke und der im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel erzeugten Menge von Ca(OH)₂, wobei eine Behandlung durchgeführt wird, die das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren für Entschwefelungsschlacke anwendet;
8 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der erforderlichen Zeit, um die Schlacke mit unterschiedlicher Dicke abzukühlen, und der Temperatur der Schlacke, wobei eine Behandlung durchgeführt wird, die das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren für Entschwefelungsschlacke anwendet;
9 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate für das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel, das gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, und zum Vergleich für das herkömmliche Entschwefelungsmittel;
10 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate für das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel, das gemäß der vorliegenden Erfindung wiederverwendet wurde, und zum Vergleich für das herkömmliche Entschwefelungsmittel;
11 ein Beispiel einer Vorklassiereinrichtung;
12 eine Siebeinrichtung;
13A eine Darstellung, die bei der Beschreibung eines wesentlichen Teils einer Beschickungseinrichtung für wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel nützlich ist, und 13B eine schematische Darstellung der gesamten Beschickungseinrichtung für wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel;
14 eine graphische Darstellung der Menge der reinen CaO-Komponente im Entschwefelungsmittel und der Menge des entschwefelten Materials (Schwefelmenge vor der Behandlung (S) – Schwefelmenge nach der Behandlung (S));
15 eine graphische Darstellung der Schüttdichte und der Masse-% von CaO der Entschwefelungsschlacke;
16 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate für Entschwefelungsmittel, die durch Mischen des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, das gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergewonnen wurde, mit Kalk erhalten wurden, und für ein herkömmliches Entschwefelungsmittel als Vergleichsbeispiel;
17A eine Darstellung des Ablaufs einer Schlackebehandlung, die bei einem Anlagetest durchgeführt wurde;
17B eine Darstellung eines Beispiels des Ablaufs der Schlackebehandlung in 17A zusammen mit dem Ablauf einer herkömmlichen Schlackebehandlung;
18 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen dem für die Entschwefelung wirksam ausgenutzten Kalk und dem eingeführten Kalk, wobei der Fall, bei dem ein Entschwefelungsmittel, das durch ein Entschwefelungsbehandlungsverfahren für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens entsteht, als Entschwefelungsmittel für eine Entschwefelungsbehandlung für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens verwendet wird, mit dem Fall verglichen wird, bei dem Entschwefelungsschlacke, die durch ein Einblasverfahren entsteht, als Entschwefelungsmittel für ein Entschwefelungsbehandlungsverfahren für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens verwendet wird;
19 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge der Kalkkomponente und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad;
20 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge der Kalkkomponente und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad;
21 eine Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme eines Aggregats von Entschwefelungsschlacke, die durch eine Entschwefelungsbehandlung für heiße Metalle vom Typ des mechanischen Rührens entsteht, und eine Darstellung der Ergebnisse der Linienanalyse des Elementes S in diesem Aggregat;
22 eine schematische Darstellung der Unterschiede zwischen Entschwefelungsschlacke von heißem Metall vom Rührtyp und Entschwefelungsschlacke von heißem Metall, die durch das Einblasverfahren erhalten wurde;
23 ein Beispiel der Vorbehandlung von heißem Metall;
24 ein Beispiel einer Entschwefelungsvorrichtung, die in 23 dargestellt ist.
Beste Art und Weise der Durchführung der Erfindung
Spezifische Behandlung von Entschwefelungsschlacke
17A zeigt den Ablauf der Schlackebehandlung, die bei einem Anlagetest durchgeführt wurde, und 17B zeigt ein Beispiel des Ablaufs der Schlackebehandlung in 17A zusammen mit einem herkömmlichen Ablauf der Schlackebehandlung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren angewendet, um in Entschwefelungsschlacke, die bei einem Entschwefelungsschritt entsteht, eine neue Oberfläche zu schaffen, und diese erhaltene Schlacke wird als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. In diesem Fall muß eine unreagierte Kalkkomponente als Oberfläche für die Entschwefelungsreaktion zugänglich sein, so daß die Schlacke als Entschwefelungsmittel für den nächsten Prozeß wiederverwendet werden kann. Das Verfahren, das dafür angewendet wird, ist ein Wässerungs- und Kühlprozeß, wodurch neue Oberflächen erzeugt werden, es entstehen CaCO₃ und Ca(OH)₂. Das restliche CaCO₃ und Ca(OH)₂ behindert die Entschwefelungsreaktion nicht, es wird jedoch erwartet, daß eine geeignete Menge dieser Komponenten dazu dient, diese Reaktion zu verbessern. Eine Metallkomponente mit größerem Durchmesser kann zudem durch magnetische Abtrennung oder Sieben entfernt werden, so daß das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel hauptsächlich aus einer Kalkkomponente besteht. Die Korngröße des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels wird ferner durch die Beschickungseinrichtung in einer Entschwefelungsanlage eingeschränkt, in der dieses Mittel verwendet wird. Es kommt folglich nicht zu Problemen, vorausgesetzt, daß eine geeignete Korngröße verwendet wird. Andererseits kann restliches Metall mit einem geringeren Durchmesser im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel verbleiben. Dieses Metall kann jedoch als Eisenquelle für den nachfolgenden Vorbehandlungsschritt für heiße Metalle wiederverwendet werden, wodurch ein deutlicher Beitrag zur Erhöhung der Ausbeute von Eisen geleistet wird. Nachfolgend werden verschiedene bestimmte Beispiele erläutert.
(i) Zerkleinern auf der Basis der Wässerungsbehandlung
In diesem Beispiel wird die bei einem Entschwefelungsschritt entstehende Entschwefelungsschlacke unter Anwendung einer Wässerungsbehandlung gleichzeitig abgekühlt und zerkleinert und dann getrocknet und als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Insbesondere wird eine Einrichtung zum Wässern verwendet, um die durch das Entschwefelungsverfahren entstehende heiße Schlacke sehr stark zu wässern, bis die Schlacke vollständig mit Wasser imprägniert ist. Dann wird eine Trocknungseinrichtung verwendet, um diese wasserhaltige Schlacke vollständig zu trocknen, wodurch ein Entschwefelungsmittel mit einer geringeren Korngröße von 100 mm oder weniger erhalten wird. Eine geringere Korngröße ist jedoch stärker bevorzugt, und die maximale Korngröße beträgt vorzugsweise im wesentlichen 30 mm oder weniger und stärker bevorzugt 5 mm oder weniger. Vor oder nach den Schritten zum Wässern und Trocknen kann ein mechanisches Zerkleinerungsverfahren durchgeführt werden. Bei einem praktischen Verfahren führt zudem eine mechanische Schwingung beim Transport dazu, daß zumindest ein Teil der Entschwefelungsschlacke zerkleinert wird. Eine zum Trocknen verwendete Einrichtung kann insbesondere ein Trockner sein, oder es kann ein Drehofen oder dgl. verwendet werden, um ein Trocknungsverfahren in großem Umfang durchzuführen. Die Größe der Einrichtung und dgl. kann in Abhängigkeit vom erforderlichen Durchsatz oder dgl. festgelegt werden. Es kann irgendeine Einrichtung oder irgendein Verfahren verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Wasser, mit dem die abgekühlte Schlacke imprägniert worden ist, ausreichend entfernt werden kann. Die so wiedergewonnene Entschwefelungsschlacke wird als Entschwefelungsmittel verwendet.
(ii) Zerkleinern auf der Basis einer Behandlung zum Wässern und Rühren
In diesem Beispiel wird die durch den Entschwefelungsschritt entstehende Entschwefelungsschlacke gleichzeitig abgekühlt und zerkleinert, wobei eine geeignete Behandlung zum Wässern und Rühren angewendet wird, und dann als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Das heißt, daß zum gleichmäßigen Wässern der durch die Entschwefelungsbehandlung entstehenden heißen Schlacke eine Einrichtung zum Wässern verwendet wird, wohingegen zum Rühren der Schlacke eine grobe Ausrüstung, wie eine Schaufel, verwendet wird. Insbesondere wird das Wässerungsverfahren vorgenommen, bis die Schlacke auf eine Temperatur von etwa 100 °C heruntergekühlt ist. Die Schlacke bleibt dann abgekühlt, um ein Entschwefelungsmittel mit einer verringerten Korngröße von etwa 100 mm oder weniger zu erhalten. Eine geringere Korngröße ist jedoch stärker bevorzugt, und die maximale Korngröße beträgt vorzugsweise im wesentlichen 30 mm oder weniger und stärker bevorzugt 5 mm oder weniger. Vor oder nach dem Schritt des Wässerns kann ein mechanisches Zerkleinerungsverfahren durchgeführt werden. Die beim Abkühlen zu erzielende Temperatur ist nicht auf einen bestimmten Wert begrenzt, sondern kann in Abhängigkeit vom erforderlichen Durchsatz oder dgl. eingestellt werden. Ein geeignetes Ausmaß von zugeführter Wassermenge und Rühren verringert die zum Abkühlen der Schlacke erforderliche Zeit. Wenn jedoch das Wässerungsverfahren fortgesetzt wird, selbst nachdem die Temperatur unter 100 °C gefallen ist, ist eine Trocknungsbehandlung erforderlich. Das Wässerungsverfahren wird somit wünschenswerter Weise abgebrochen, bevor die Temperatur 100 °C erreicht. Das Rühren erfolgt, damit die Abkühlungsgeschwindigkeit erhöht und das Wässern gleichmäßig wird, so daß dessen Häufigkeit in Abhängigkeit von der geforderten Behandlungszeit oder dem erforderlichen Durchsatz geändert werden kann. Das Rühren kann weggelassen werden.
(iv) Sieben der heißen Schlacke
In diesem Beispiel wird die Entschwefelungsschlacke, die durch den Entschwefelungsschritt entsteht, während sie 900 bis 1200 °C heiß ist, mit einem Sieb (30 × 30 mm bis 100 × 100 mm) gesiebt und somit in Metall mit einem größeren Durchmesser, das eine Schlackekomponente enthält, und Entschwefelungsschlacke mit einem geringeren Durchmesser getrennt. Die Merkmale für das Sieben werden von der Beschickungseinrichtung festgelegt, die betrieben wird, wenn die Schlacke als wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel verwendet wird. Typischerweise sind die vorstehend angegebenen Bereiche geeignet.
Nach dem Sieben kühlt die Entschwefelungsschlacke mit einem geringeren Durchmesser natürlich ab und wird direkt wiederverwendet. Selbst nach dem Sieben bleiben etwa 20 bis 30 % einer Fe-Komponente (T.Fe von der Schlacke und metallisches Fe) zurück. Diese Fe-Komponente wird jedoch in das heiße Metall eingebracht, wenn sie für den nächsten Entschwefelungsschritt verwendet wird, wodurch die Eisenausbeute erhöht wird.
Wenn das Metall mit einem größeren Durchmesser, das die vorstehend genannten Schlackekomponenten enthält, abgekühlt wird, führt eine unreagierte Kalkkomponente in der Schlackekomponente zu folgender Reaktion: CaO + H₂O = Ca(OH)₂ CaO + CO₂ = CaCO₃ d.h. einer sogenannten "Pulverisierungs"-Reaktion, wodurch die Schlackekomponente in der Entschwefelungsschlacke in eine Metallkomponente und eine Schlackekomponente zerfällt. Nach diesem Schritt kann das vorstehend genannte Siebverfahren erneut durchgeführt werden, so daß die Entschwefelungsschlacke wirksam in große Massen einer Metallkomponente (die eine geringe Menge der Schlackekomponente enthält) und wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel (das eine Metallkomponente mit einem geringeren Durchmesser enthält) getrennt werden kann. Als Ergebnis werden etwa 90 % der unreagierten Kalkkomponente in der Entschwefelungsschlacke als wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel zurückgewonnen.
In diesem Fall kann irgendein Sieb verwendet werden, ohne daß irgendwelche Probleme entstehen, vorausgesetzt, daß es innerhalb eines Temperaturbereichs von 900 bis 1200 °C arbeiten kann; ein Sieb aus Eisen ist ausreichend. Die Form, die Merkmale und dgl. dieses Siebs sind nicht begrenzt, vorausgesetzt, daß es auf dem Gebiet der Behandlung von Entschwefelungsschlacke arbeiten kann. Die Siebweite des Siebs wird zudem von der Beschickungseinrichtung in der Entschwefelungsvorrichtung begrenzt, in der die Schlacke als wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel verwendet wird. Es kann eine geeignete Siebweite verwendet werden, ohne daß irgendwelche Probleme entstehen.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Entschwefelungsschlacke als kostengünstige Kalkquelle wiedergewonnen werden, wenn eine unreagierte Kalkkomponente freigelegt und ohne magnetische Trennung große Mengen Metall aus der Entschwefelungsschlacke abgetrennt werden. Ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel, das hauptsächlich aus Entschwefelungsschlacke besteht, die nach dem Sieben wiedergewonnen wurde, weist zudem noch ein ausreichendes Entschwefelungsvermögen auf. Deshalb kann Kalk wirksamer ausgenutzt werden, wenn die Entschwefelungsschlacke mehrmals wiederverwendet wird.
(v) Unterdrückung von Staub
Getrocknete Entschwefelungsschlacke erzeugt sehr wahrscheinlich Staub. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, daß der größte Teil der Schlackestücke massiv ist, da die Entschwefelungsschlacke unmittelbar nach der Erzeugung heiß ist. Das heißt, daß eine große Menge von erzeugtem Staub verhindert werden kann, wenn die Entschwefelungsschlacke geeignet behandelt wird, indem sie z.B. nach der Entstehung noch heiß gesiebt wird. Eine höhere Temperatur ist vorteilhafter, um Staub zu unterdrücken. Tatsächlich wurde Schlacke aus einer Fallhöhe von 3 m fallengelassen, wobei deren Temperatur geändert wurde, und es wurde die erzeugte Staubmenge gemessen. Dann wurde festgestellt, daß die Staubmenge bei einer Temperatur von 600 °C schnell zunahm. Im Zusammenhang mit dem Begleiteffekt des Siebens bei hoher Temperatur, wobei die Entschwefelungsschlacke mit hoher Temperatur der Atmosphäre ausgesetzt wird, kann die Entschwefelungsschlacke zudem schnell abgekühlt und somit pulverisiert werden. Das verringert die anschließende Belastung beim Kühlen.
In Verbindung mit einer zum Sieben verwendeten Einrichtung kann die erzeugte Staubmenge ferner verringert werden, wenn eine Einrichtung verwendet wird, die dazu dient, die Höhe zu verringern, aus der die Entschwefelungsschlacke senkrecht fallengelassen wird. 12 zeigt den Aufbau dieser Einrichtung.
Diese Einrichtung besteht aus einem diagonal angeordneten Gitter (12), einer diagonalen Platte, auf der der Siebdurchfall nach unten rutscht, und eine Rutschbahn (16). Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (13) zwischen dem Gitter (12) und der diagonalen Platte (14) bei 500 mm oder weniger festgelegt ist, damit die Fallhöhe geringer wird, aus der die Entschwefelungsschlacke fallengelassen wird. Der Abstand (15) zwischen der diagonalen Platte (14) und der Rutschbahn (16) wird zudem bei 500 mm oder weniger festgelegt. Ferner ist die Einrichtung so gestaltet, daß die Fallhöhe von der Rutschbahn (16) zum Boden (18) bei 1500 mm oder weniger festgelegt ist. Dieser Aufbau dient dazu, die erzeugte Staubmenge deutlich zu verringern. Die während der Behandlung erzeugte Staubmenge kann somit auch verringert werden, wenn der vorstehend genannte Aufbau verwendet wird, um die Korngröße der getrockneten Entschwefelungsschlacke (z.B. 70 mm oder weniger) einzustellen, wobei diese einfache Einrichtung verwendet wird und niedrige Betriebskosten auftreten, und die Schlacke weiter gesiebt wird, während sie eine Temperatur von 600 °C oder mehr hat.
Wenn die Entschwefelungsschlacke, deren Korngröße wie vorstehend beschrieben eingestellt worden ist, zudem für die Wiederverwendung abgekühlt und dann auf ein Kippfahrzeug geladen wird, wird sie natürlich schneller pulverisiert und erzeugt sehr wahrscheinlich Staub. Deshalb wird die Entschwefelungsschlacke mit einer Einrichtung, wie der in 13 gezeigten beladen. Ein beweglicher Korbabschnitt (21) wird in entgegengesetzten Richtungen geöffnet und nimmt das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel (22) auf. Der bewegliche Korbabschnitt (21) wird dann geschlossen und befördert das aufgenommene wiedergewonnene Entschwefelungsmittel unmittelbar über die Ladefläche (23) eines Kippfahrzeugs, wob der bewegliche Abschnitt (21) geöffnet wird. In diesem Fall beträgt die Fallhöhe (24) 1,5 m oder weniger, so daß die Entschwefelungsschlacke auf das Kippfahrzeug geladen werden kann, während die erzeugte Staubmenge deutlich verringert wird.
(vi) Unterdrückung von weiterem Staub
Wenn ein wiedergewonnenes trockenes Entschwefelungsmittel für die Wiederverwendung auf ein Transportfahrzeug, wie ein Kippfahrzeug, geladen wird, wie es vorstehend beschrieben ist, wird sie natürlich schneller pulverisiert und erzeugt sehr wahrscheinlich Staub. Die erzeugte Staubmenge kann jedoch minimiert werden, wenn für den Transport des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels anstelle des Kippfahrzeugs ein Fahrzeug verwendet wird, das ansaugen kann. Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel kann ferner beim Ansaugen gleichzeitig gesiebt werden, wenn an der Ansaugöffnung ein Sieb angebracht wird, wodurch eine wirksame Handhabung und ein wirksamer Transport bei einer geringeren erzeugten Staubmenge möglich werden.
Insbesondere wird mit dem Fahrzeug, das ansaugen kann, ein Saugschlauch verbunden, um ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel anzusaugen und aufzuladen, das durch Abkühlen und Zerkleinern von Entschwefelungsschlacke erhalten worden ist, die beim Entschwefelungsschritt von heißen Metallen entsteht. Dabei kann das Entschwefelungsmittel gleichzeitig gesiebt werden, so daß die geforderte Korngröße erreicht werden kann, wenn an der Ansaugöffnung eine Vorklassiereinrichtung mit einem Gitter zum Sieben angebracht wird. In diesem Fall kann die Vorklassiereinrichtung, die beim Ansaugen an die Ansaugöffnung angebracht ist, auf der Basis der erforderlichen Siebweite, d.h. der gewünschten Korngröße des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, ausgewählt werden.
Wenn beim Ansaugen kein Siebverfahren erforderlich ist, muß das Sieb nicht an der Ansaugöffnung angebracht werden, und das Entschwefelungsmittel kann nur unter Verwendung des Schlauchs angesaugt werden.
Wenn zudem nur große Massen mit einem Wert von einigen 10 cm entfernt werden müssen, kann zum Ansaugen eine einfache Vorklassiereinrichtung verwendet werden, die Vorklassiereinrichtung weist einfach Trennelemente auf, die an deren Spitze angeordnet und aus Metallstäben gebildet sind, wie es in 11 dargestellt ist. Ein Beispiel einer solchen Vorklassiereinrichtung ist in 11 gezeigt. Diese Vorklassiereinrichtung besteht einfach aus einem Zylinder (1) mit dem gleichen Durchmesser wie der Schlauch und Metallstäben (2), die an der Spitze des Zylinders angebracht sind, so daß ein Konus entsteht. Die Siebweite des Siebs und die Form der Vorklassiereinrichtung sind nicht begrenzt und werden in Abhängigkeit von der geforderten Größe, dem Vorbehandlungsschritt oder dgl. festgelegt. Um das Ansaugen zu erleichtern, ist ferner an der Vorklassiereinrichtung eine Düse (3) angebracht, um Luft anzusaugen. Diese ansaugende Vorklassiereinrichtung dient dazu, das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel anzusaugen, wodurch das Auflade- und das Siebverfahren gleichzeitig erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel kann von den wie vorstehend beschrieben erhaltenen Körnern des abgekühlten und zerkleinerten, wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels allein oder falls erforderlich durch Kombinieren mit einer anderen Komponente gebildet werden. Das heißt, das erfindungsgemäße Entschwefelungsmittel kann nur aus den wiedergewonnenen Entschwefelungsmittelkörnern bestehen, die durch die vorstehend beschriebenen Schritte erhalten wurde, oder kann falls erforderlich durch Kombinieren dieser Körner mit einer anderen Komponente, wie Kalk oder Fluorit, erzeugt werden. Im letzteren Fall kann die eingemischte Menge der anderen Komponente geeignet auf der Basis der Menge der im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel enthaltenen Kalkkomponente oder der geforderten Entschwefelungsrate bestimmt werden. Später wird ein bevorzugtes Bestimmungsverfahren beschrieben.
Herstellung eines optimalen Entschwefelungsmittels
Nunmehr folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen des optimalen Entschwefelungsmittels unter Verwendung eines wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, das aus Entschwefelungsschlacke erhalten wird. Selbst beim gleichen wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel ändert sich die Entschwefelungsrate in Abhängigkeit von der Materialmenge deutlich, die pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzt wird. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Menge der reinen CaO-Komponente im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel in einem deutlichen Zusammenhang mit der Menge des entschwefelten Materials steht (der Menge von S vor der Behandlung – der Menge von S nach der Behandlung).
Selbst wenn sich die Komponenten des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels ändern, wird somit auch durch die Einführung einer reinen CaO-Komponente in das Entschwefelungsmittel eine konstante Entschwefelungsrate erreicht. Dann muß das Verhältnis zwischen CaO und dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel bestimmt werden. Dazu kann die nachstehend beschriebene Methode angewendet werden. Die Entschwefelungsschlacke wird grob in eine Metallkomponente und eine Schlackekomponente aufgeteilt. Die Erfinder haben festgestellt, daß das Verhältnis zwischen der Metallkomponente und der Schlackekomponente stark schwankt, wohingegen sich das Verhältnis zwischen CaO und der Schlackekomponente nicht deutlich ändert. Das heißt, daß die enthaltene CaO-Menge abgeschätzt werden kann, indem das Verhältnis zwischen der Metallkomponente und der Schlackekomponente im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel bestimmt wird. Das Metall hat zudem ein relativ hohes spezifisches Gewicht von etwa 7, wohingegen die Schlacke nur ein spezifisches Gewicht von 2 bis 3 hat.
Das zeigt, daß die Schüttdichte im Verhältnis zur enthaltenen Metallmenge zunimmt. Auf der Basis dieser Eigenheit ist es einfach, ein bestimmtes Volumen von wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel unmittelbar vor der Verwendung zu entnehmen und dann abzuwiegen. Dieses Gewicht kann leicht in der Menge des eingeführten Materials wiedergeben werden. Somit kann die im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel enthaltene CaO-Menge gemäß der vorliegenden Erfindung sofort und exakt festgestellt werden, um die für die Entschwefelung erforderliche Menge von wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel zu bestimmen.
Es wurde festgestellt, daß bei der Verwendung eines Entschwefelungsmittels, das aus Entschwefelungsschlacke erhalten wurde, eine konstante Entschwefelungsrate erreicht wird, selbst wenn sich die Komponenten des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels ändern, wenn in das Entschwefelungsmittel auch eine reine CaO-Komponente eingeführt wird. Wenn das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel folglich nur eine sehr geringe Menge der reinen CaO-Komponente enthält, kann die zugesetzte Menge dieser Komponente zunehmen. Folglich wird die Temperatur des heißen Metalls ungeeignet, die abgegebene Schlackemenge nimmt zu, und es werden andere nachteilige Effekte hervorgerufen.
Somit kann die Menge des Entschwefelungsmittels verringert werden, wenn ein Entschwefelungsmittel verwendet wird, das ein Gemisch aus einem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel und mindestens einer oder zwei Substanzen aus Kalk (CaO), Branntkalk (Calciumcarbonat CaCO₃) und Löschkalk (Calciumhydroxid Ca(OH)₂) verwendet wird. Wenn Calciumcarbonat (CaCO₃) und Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) zugesetzt werden, entstehen aufgrund der nachstehend dargestellten Zersetzungsreaktion im geschmolzenen Metall feine Flußmittel. Die Oberfläche für die Reaktion nimmt somit zu, wodurch die Geschwindigkeit der Entschwefelungsreaktion erhöht wird. Diese Zersetzungsreaktion ist andererseits vom endothermen Typ und führt dazu, daß Oxide entstehen, die die Entschwefelungsreaktion behindern, die vom reduzierenden Typ ist. Folglich kann der Zusatz einer großen Menge von Calciumcarbonat und Calciumhydroxid die Temperatur des heißen Metalls verringern oder die Entschwefelungsreaktion behindern. Deshalb muß die zugesetzte Menge dieser Komponenten 40 Gew.-% oder weniger betragen.
Die Calciumcarbonatkomponente kann zudem zugesetzt werden, wenn beim Brennen des Kalks das Ausmaß des Brennens so eingestellt wird, daß im Kalk die Calciumcarbonatkomponente zurückbleibt. Auch in diesem Fall wird die Calciumcarbonatkomponente so mit dem Entschwefelungsmittel gemischt, daß die Gesamtmenge von Calciumcarbonat im Entschwefelungsmittel 40 Gew.-% oder weniger beträgt. Wenn zwei oder mehr Komponenten mit dem Entschwefelungsmittel gemischt werden, beträgt die Gesamtmenge von Calciumcarbonatkomponente, Branntkalk und und Löschkalk 40 Gew.-% oder weniger der Gesamtmenge des Entschwefelungsmittels. Die zugesetzte Kalkmenge ist nicht begrenzt und kann in Abhängigkeit von der Temperatur des zu behandelnden heißen Metalls unabhängig eingestellt werden.
Wenn diese Komponenten zugesetzt werden, werden zudem die gleichen Effekte hervorgerufen, ob nun vorbestimmte Mengen dieser Komponenten vor dem Zusatz miteinander gemischt werden oder dem heißen Metall getrennt zugesetzt werden. Wenn insbesondere die entschwefelte Materialmenge in kurzer Zeit erhöht werden soll, ist der Zusatz von CaO oder dgl. wirksamer, wenn z.B. die Temperatur des zu behandelnden heißen Metalls gering ist.
Das Entschwefelungsvermögen des Entschwefelungsmittels kann ferner verbessert werden, wenn diesem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel eine Quelle für C zugesetzt wird.
Wenn eine Quelle für C zugesetzt wird, wirkt sie als Reduktionsmittel, so daß es zur nachstehend aufgeführten Reaktion kommt. Das erleichtert die Entschwefelung, wodurch der Wirkungsgrad der Entschwefelungsreaktion zunimmt. CaO + S + C → CaS + CO (1)
Ein Teil der Quelle für C löst sich zudem im heißen Metall, wodurch das Ausmaß der Wärmequelle erhöht wird, die die Temperatur in Verbindung mit dem Entkohlen in einem Konverter erhöht. Der Zusatz einer übermäßigen Menge der Quelle für C kann dazu führen, daß eine zusätzliche Menge der Quelle für C zurückbleibt, wobei diese zusätzliche Menge die Menge der Quelle für C übersteigt, die für die vorstehend genannte Reduktionsreaktion erforderlich ist oder die sich im heißen Metall lösen soll. Folglich kann die Schlackemenge zunehmen, wodurch die Qualität der Verfahren oder die Umwelt beeinträchtigt werden. Die dem Entschwefelungsmittel zugesetzte Menge der Quelle für C beträgt somit wünschenswerter Weise 30 Gew.-% oder weniger. Die verwendete Quelle für C kann ferner eine Schwefelkomponente enthalten, so daß die Konzentration von S im heißen Metall in Abhängigkeit von der Menge der zugesetzten Quelle für C zunehmen kann. Die Menge der Quelle für C, die sich im heißen Metall löst, ändert sich insbesondere mit der Temperatur des heißen Metalls. Somit kann die zugesetzte Menge der Quelle für C auf der Basis der Art der verwendeten Quelle für C, der Temperatur des zu behandelnden heißen Metalls, der Konzentration von S im heißen Metall, der geforderten Menge von entschwefeltem Material, der Behandlungszeit oder dgl. eingestellt werden. Die zugesetzte Quelle für C ist nicht begrenzt, sondern es kann irgendeine Quelle für C, wie Kohle, Koks, Pechkoks oder Kunststoffe, verwendet werden.
Wenn diese Quellen für C zugesetzt werden, werden zudem die gleichen Effekte hervorgerufen, ob nun vorbestimmte Mengen dieser Quellen für C vor der Zugabe miteinander vermischt oder dem heißen Metall getrennt zugesetzt werden. Die Quelle für C kann unabhängig davon zugesetzt werden, ob sie massiv, körnig oder pulverförmig ist. Damit sich die Quelle für C leicht im heißen Metall löst, besteht sie jedoch vorzugsweise aus Pulvern mit einer Korngröße von etwa 1 mm oder weniger.
Verfahren zum Entschwefeln von heißen Metallen
Beim Entschwefelungsverfahren von heißen Metallen wird ein Entschwefelungsmittel verwendet, das Entschwefelungsmittel, das das wie vorstehend beschrieben erhaltene wiedergewonnene Entschwefelungsmittel und die Kalkquelle und/oder die Kunststoffquelle enthält, wird je nach Erfordernis zugesetzt. Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel kann unabhängig vom Aufbau der Vorrichtung zum Entschwefeln von heißen Metallen oder dem Entschwefelungsverfahren für heiße Metalle verwendet werden.
Die Entschwefelungsvorrichtung, die das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel verwendet, kann auf dem mechanischen Rühren (KR-Verfahren), dem Einblasverfahren (Torpedo) oder einem Konverter basieren. Die hauptsächlichen chemischen Komponenten des heißen Metalls sind [Masse-% C] = 3,5 bis 5,0, [Masse-% Si] = 0 bis 0,3, [Masse-% S] = 0,02 bis 0,05 und [Masse-% P] = 0,1 bis 0.15. Die Temperatur des heißen Metalls liegt zwischen 1250 und 1450 °C. Für die Behandlung werden 5 bis 300 t heißes Metall in ein Frischgefäß gegeben. Für das Einmischen des Entschwefelungsmittels in das heiße Metall kann das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel vor der Zugabe mit einer Kalkkomponente gemischt werden oder das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel und die Kalkkomponente können vor dem Zusatz getrennten Trichtern entnommen werden. Um eine gewisse Unabhängigkeit für die Verfahren zu sichern, ist es jedoch wirksam, wenn eine Mehrzahl von Trichtern vorliegt. Bei jedem Frischgefäß muß es durch das angewendete Verfahren nur ermöglich sein, das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel und die Kalkkomponente der Badoberfläche wirksam zuzuführen. Die eingeführten Mengen von wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel und Kalkkomponente ändern sich in Abhängigkeit von der Konzentration von Si, S und P im heißen Metall. Die Gesamtmenge liegt wünschenswerterweise bei höchsten 20 kg/t.
Nunmehr werden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei nur die Teile, die von den Ansprüchen abgedeckt sind, einen Teil der Erfindung bilden.
Beispiel 1
(Beispiel, bei dem Entschwefelungsschlacke, die bei einer auf dem KR-Verfahren basierenden Vorbehandlung von heißen Metallen entsteht, als Entschwefelungsmittel für ein auf dem KR-Verfahren basierendes Entschwefelungsverfahren von heißen Metallen wiederverwendet wird)
In diesem Beispiel wird Entschwefelungsschlacke, die durch einen auf dem KR-Verfahren basierenden Entschwefelungsschritt entsteht, durch ein optimales Behandlungsverfahren zwangsgekühlt und zerkleinert und dann bei einem auf dem KR-Verfahren basierenden Entschwefelungsverfahren als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Für die Behandlung für die Wiederverwendung werden eine Behandlung des mechanischen Zerkleinerns, eine natürliche Abkühlungsbehandlung und eine Wässerungsbehandlung geeignet miteinander kombiniert. Insbesondere wird die Behandlung für die Wiederverwendung nach folgendem Verfahren durchgeführt: Zuerst wird Entschwefelungsschlacke, die durch eine auf dem KR-Verfahren basierende Vorbehandlung von heißem Metall entsteht, noch heiß mechanisch zerkleinert. Insbesondere kann die Entschwefelungsschlacke unter Verwendung einer groben Einrichtung, wie einer Schaufel, zerkleinert werden. Die heiße Schlacke wird zudem gewässert, um das Abkühlen und Zerfallen zu erleichtern. Insbesondere wird zum Abkühlen eine Wässerungseinrichtung verwendet.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Entschwefelungsschlacke abgekühlt werden, indem sie so wie sie ist belassen wird, ohne daß sie gewässert wird. In diesem Fall kann die Entschwefelungsschlacke, um das Abkühlen zu erleichtern, möglichst dünn ausgebreitet werden, wodurch deren Kontaktfläche vergrößert wird, die mit der Atmosphäre in Berührung kommt. Ferner kann die Reaktion der Entschwefelungsschlacke mit Dampf oder Kohlendioxid in der Atmosphäre gefördert werden, damit das Zerfallen der Kalkkomponente und die Entstehung einer Verbindung, wie Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid, erleichtert werden. Außerdem kann die heiße Schlacke zerkleinert und dann durch ein Sieb geleitet werden, um große Massen, wie Metall, davon abzutrennen.
Die durch dieses Verfahren entstehende Entschwefelungsschlacke ist ausdrücklich behandelt worden, um das Abkühlen und Zerkleinern der Entschwefelungsschlacke zu erleichtern, wodurch Körner des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels mit einer maximalen Korngröße von 30 mm oder weniger erzeugt werden. Diese Körner können ferner mechanisch zerkleinert werden.
Da das erhaltene wiedergewonnene Entschwefelungsmittel eine maximale Korngröße von 30 mm oder weniger hat, wird eine Oberfläche erzielt, die für die Beteiligung an der Entschwefelungsreaktion ausreicht.
Da die Körner geeignet fein sind, kann die Erzeugung von Staub verhindert werden. Bei der Wiederverwendung beim KR-Verfahren kann zudem eine Verringerung der Ausbeute verhindert werden, die durch eine Streuung verursacht wird. Die Körner können zudem durch Wellen im Bad geeignet eingefangen werden.
Außerdem kann die Entstehung einer Verbindung, wie Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid, erleichtert werden, wenn das Abkühlen und Zerfallen ausdrücklich gefördert werden, wie es vorstehend beschrieben ist. Wenn diese Verbindungen heißem Metall zugesetzt werden, zersetzen sie sich, wobei sie einer Dehydratations- und Entgasungsreaktion unterliegen, wodurch das Bewegen des heißen Metalls erleichtert wird. Die Zersetzung erhöht ferner die Oberfläche für die Reaktion, wodurch die Wirksamkeit bei der Entschwefelung verbessert wird.
Das vorstehend genannte Wiederverwendungsverfahren stellt ein Entschwefelungsmittel mit einer Korngröße von 30 mm oder weniger wirksam bereit, das eine neue Oberfläche mit einem Entschwefelungsvermögen aufweist. Dieses Entschwefelungsmittel wurde in dem Beispiel verwendet.
Zum Vergleich wurde ein herkömmliches Entschwefelungsmittel verwendet, das 90 % Kalk und etwa 5 % Fluorit enthielt. Tabelle 1 zeigt die durchschnittliche Zusammensetzung des herkömmlichen Entschwefelungsmittels als Vergleichsbeispiel und des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels als dieses Beispiel.
Die Entschwefelungsmittel wurden bei den in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um eine Entschwefelungsvorbehandlung von heißen Metallen vorzunehmen.
Nach der Entschwefelung von heißen Metallen wurde die Entschwefelungsrate, die durch die Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens erzielt worden war, für jedes Entschwefelungsmittel geprüft. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Menge der Zusätze (Flußmittel) pro Mengeneinheit des heißen Metalls und der Entschwefelungsrate. In 3 gibt die Kurve a die Ergebnisse für die erfindungsgemäße Entschwefelungsschlacke an, wohingegen die Kurve b die Ergebnisse für das herkömmliche Entschwefelungsmittel als Vergleichsbeispiel zeigt.
3 zeigt, daß bei der gleichen pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge des Entschwefelungsmittels die Entschwefelungsrate des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels etwa 50 bis 90 % von der des vergleichenden Entschwefelungsmittels beträgt. Ferner gibt 4 einen Vergleich auf der Basis der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge der Kalkkomponente an. Diese Darstellung zeigt, daß das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel in bezug auf die enthaltene Kalkkomponente ein Entschwefelungsvermögen aufweist, das dem des vergleichenden Entschwefelungsmittels im wesentlichen äquivalent ist. Somit wird erwartet, daß eine Behandlung mit dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel eine Entschwefelungswirkung hervorruft, die der einer Entschwefelungsbehandlung mit Kalk äquivalent ist, vorausgesetzt, daß die pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzte Kalkmenge im zugesetzten wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel so abgeschätzt wird, daß sie der für die Entschwefelungsreaktion erforderlichen Kalkmenge äquivalent ist.
Tabelle 3 zeigt Änderungen der verwendeten Kalkmenge vor und nach der Einführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Tabelle gibt an, daß die Wiederverwendung von Entschwefelungsschlacke die verwendete Kalkmenge zuverlässig verringert, wodurch die Behandlungskosten im Vergleich mit der vor der Einführung erforderlichen Kosten um etwa 40 % verringert werden.
Tabelle 4 zeigt Änderungen der erzeugten Schlackemenge vor und nach der Einführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erzeugte Schlackemenge nahm um 3000 t/Monat ab, womit deutlich wird, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur die Entschwefelungskosten sondern auch die Schlackemenge verringert, wodurch Umweltprobleme gelöst werden.
Dieses Beispiel ruft deutliche Effekte hervor. Es verringert z.B. die Entschwefelungskosten, ermöglicht es, daß die Entschwefelungsschlacke wiederverwendet wird, und verringert die erzeugte Schlackemenge, wodurch Umweltprobleme gelöst werden. Somit hat dieses Beispiel einen hohen industriellen Wert.
Beispiel 2
(Beispiel, das die Entschwefelungsrate von wiederverwendeter Entschwefelungsschlacke und die Wiederholungszahl betrifft, mit der die Entschwefelungsschlacke wiederverwendet wird)
In diesem Beispiel wurde bei einem Entschwefelungsschritt entstandene Entschwefelungsschlacke durch eine natürliche Abkühlungs- oder Wässerungsbehandlung abgekühlt und zerkleinert und dann während des gleichen Verfahrens als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel mit einer Korngröße von 100 mm oder weniger und einer Temperatur von 200 °C oder darunter wurde ohne mechanische Zerkleinerung erhalten und gemäß diesem Beispiel als Entschwefelungsmittel verwendet. Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel wurde ferner verwendet, um eine Entschwefelung vorzunehmen. Die entstandene Schlacke wurde erneut wiedergewonnen und das vorstehend aufgeführte Verfahren diente dazu, deren Größe und Temperatur bei 100 mm oder weniger bzw. 200 °C oder darunter einzustellen. Dann wurde die Schlacke gemäß diesem Beispiel als Entschwefelungsmittel wiederverwendet.
Zum Vergleich wurde das herkömmliche Entschwefelungsmittel verwendet, das 90 % und etwa 5 % Fluorit enthielt. Tabelle 1 zeigt die durchschnittliche Zusammensetzung von verwendetem wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel und herkömmlichem Entschwefelungsmittel (alle Tabellen sind am Ende der Beschreibung aufgeführt).
Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um eine Entschwefelungsvorbehandlung von heißen Metallen vorzunehmen.
1 zeigt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad. Diese Darstellung zeigt, daß die wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel, die durch das erste und zweite Wiedergewinnungsverfahren entstehen, ein Entschwefelungsvermögen aufweisen, das gleich oder größer 80 % von dem des vergleichenden Entschwefelungsmittels ist. Selbst bei einer Behandlung unter Verwendung des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, das durch das zweite Wiedergewinnungsverfahren entsteht, wird somit erwartet, daß eine geeignete Erhöhung der zugesetzte Kalkmenge dazu dient, eine Entschwefelungswirkung hervorzurufen, die der einer Entschwefelungsbehandlung mit Kalk äquivalent ist.
2 gibt die Änderungen der verwendeten Menge des Entschwefelungsmittels vor und nach der Einführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Zusammenhang mit der Anzahl der Wiederverwendungsverfahren des Entschwefelungsmittels und den Änderungen der verwendeten Menge des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels an. Diese Darstellung zeigt, daß eine mehrmalige Wiederverwendung des Entschwefelungsmittels dazu diente, die verwendete Menge des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels deutlich zu verringern. Wenn das Wiederverwendungsverfahren etwa dreimal erfolgte, nahm die verwendete Menge des Entschwefelungsmittels im Vergleich mit der vor der Einführung gemessenen Menge um etwa 75 % ab. Gleichzeitig nahm die erzeugte Schlackemenge deutlich ab, womit nachgewiesen wird, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Umweltproblemen wirksam ist.
Gemäß diesem Beispiel verringert die Verwendung des erfindungsgemäßen Entschwefelungsmittels folglich die Entschwefelungskosten, ermöglicht die mehrmalige Wiederverwendung der Entschwefelungsschlacke und verringert die Abfallmenge, wodurch Umweltprobleme gelöst werden.
Beispiel 3
(Abkühlen und Zerkleinern auf der Basis einer Wässerungsbehandlung)
In diesem Beispiel wird Entschwefelungsschlacke, die bei einem Entschwefelungsschritt entsteht, durch eine Wässerungsbehandlung gleichzeitig abgekühlt und zerkleinert und dann getrocknet und als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Insbesondere wird eine Entwässerungseinrichtung verwendet, um die heiße Schlacke, die der Entschwefelungsbehandlung unterzogen worden war, übermäßige zu wässern, bis die Schlacke vollständig mit Wasser imprägniert war. Dann wird eine Trocknungseinrichtung verwendet, um die wasserhaltige Schlacke vollständig zu trocknen, wodurch ein Entschwefelungsmittel mit einer ausreichend verringerten Korngröße von etwa 5 mm oder weniger erhalten wird. Insbesondere kann die zum Trocknen verwendete Einrichtung ein Trockner sein oder es kann ein Drehofen oder dgl. verwendet werden, um ein großangelegtes Trocknungsverfahren durchzuführen. Die Größe der Einrichtung und dgl. können in Abhängigkeit vom erforderlichen Durchsatz oder dgl. festgelegt werden. Es kann irgendeine Einrichtung oder irgendein Verfahren verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Wasser, mit dem die abgekühlte Schlacke imprägniert ist, ausreichend entfernt werden kann.
Die so wiedervergewonnene Entschwefelungsschlacke wurde gemäß diesem Beispiel als Entschwefelungsmittel verwendet.
Zum Vergleich wurde das herkömmliche Entschwefelungsmittel verwendet, das 90 % Kalk und etwa 5 % Fluorit enthielt. Tabelle 5 zeigt die durchschnittliche Zusammensetzung von verwendetem wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel und herkömmlichem Entschwefelungsmittel.
Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um eine Entschwefelungsvorbehandlung von heißen Metallen durchzuführen.
5 gibt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad an. Diese Darstellung zeigt, daß bei der gleichen eingeführten Kalkmenge pro Mengeneinheit der Entschwefelungsschlacke das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel (mit einer durchgängigen Linie dargestellt) ein Entschwefelungsvermögen hat, das etwa 70 % von dem des vergleichenden Entschwefelungsmittels (mit einer unterbrochenen Linie angegeben) beträgt.
Beispiel 4
(Abkühlen und Zerkleinern auf der Basis einer Wässerungsbehandlung)
In diesem Beispiel wird Entschwefelungsschlacke, die bei einem Entschwefelungsschritt entsteht durch eine Wässerungsbehandlung gleichzeitig abgekühlt und zerkleinert und dann als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Das heißt, die Wässerungseinrichtung wird dazu verwendet, die heiße Schlacke, die durch die Entschwefelungsbehandlung entsteht, gleichmäßig zu wässern, wobei eine grobe Einrichtung, wie eine Schaufel, verwendet wird, um die Schlacke zu rühren.
Insbesondere wird die Wässerungsbehandlung fortgesetzt, bis die heiße Schlacke auf eine Temperatur von 80 bis 150 °C heruntergekühlt ist. Dann wird die Schlacke belassen und kühlt ab, bis deren Temperatur Raumtemperatur erreicht. Somit wird ein Entschwefelungsmittel erhalten, das eine ausreichend verringerte Korngröße von 5 mm oder weniger hat. Diese zu erzielende Abkühlungstemperatur ist nicht auf einen bestimmten Wert begrenzt, kann jedoch in Abhängigkeit vom erforderlichen Durchsatz oder dgl. eingestellt werden.
Zum Vergleich wurde das herkömmliche Entschwefelungsmittel verwendet, das 90 % Kalk und etwa 5 % Fluorit enthielt. Tabelle 7 führt die durchschnittliche Zusammensetzung von verwendetem wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel und herkömmlichem Entschwefelungsmittel auf.
Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um eine Entschwefelungsvorbehandlung von heißen Metallen vorzunehmen.
9 gibt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad an. Diese Darstellung zeigt, daß bei der gleichen zugesetzten Kalkmenge pro Mengeneinheit des heißen Metalls das Entschwefelungsmittel, das wiedergewonnen wurde, indem die Schlacke gewässert wurde, bis deren Temperatur 150 °C erreicht hatte, ein Entschwefelungsvermögen hat, das dem des vergleichenden Entschwefelungsmittels im wesentlichen äquivalent ist.
Selbst wenn das gleiche wiedergewonnene Entschwefelungsmittel der Wässerungsbehandlung unterzogen wird, ändert sich jedoch das Entschwefelungsvermögen in Abhängigkeit davon, ob die Wässerungsbehandlung abgebrochen oder fortgesetzt wird, nachdem die Temperatur 100 °C erreicht hat. Das liegt vermutlich daran, daß die im wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel erzeugte Calciumhydroxidmenge deutlich zunimmt, wenn die Schlacke abgekühlt wird, selbst nachdem deren Temperatur 100 °C erreicht, und daß eine solche übermäßige Zunahme der Calciumhydroxidmenge die Entschwefelung beeinflußt, wie es in 7 dargestellt ist.
In diesem Zusammenhang zeigt 6 den Zusammenhang zwischen der Temperatur der Schlacke, die am Ende des Wässerns gemessen wurde, und der Zeit, die erforderlich ist, um 40 t Entschwefelungsschlacke auf Raumtemperatur abzukühlen. Diese Darstellung zeigt, daß mehr Zeit erforderlich ist, um die Schlacke auf Raumtemperatur herunterzukühlen, wenn die Temperatur der Schlacke am Ende des Wässerns höher ist.
Das Entschwefelungsbehandlungsverfahren dieses Beispiels ermöglicht eine wirksame Behandlung von Entschwefelungsschlacke, verringert die Zeit und die Kosten, die erforderlich sind, um ein Entschwefelungsmittel wiederzugewinnen, und ermöglicht es, daß eine große Menge Entschwefelungsschlacke wiederverwendet wird, wodurch die Schlackemenge verringert wird, womit dazu beigetragen wird, Umweltprobleme zu lösen.
Beispiel 5
(Abkühlen und Zerkleinern auf der Basis einer natürlichen Abkühlungsbehandlung)
In diesem Beispiel wird Entschwefelungsschlacke, die bei einem Entschwefelungsschritt entsteht, durch eine Wässerungsbehandlung gleichzeitig abgekühlt und zerkleinert und dann als Entschwefelungsmittel wiederverwendet. Insbesondere wird die der Entschwefelungsbehandlung unterzogene heiße Schlacke so wie sie ist belassen, um deren Kontaktfläche zu vergrößern, die mit der Atmosphäre in Berührung kommt, und dann mit einer groben Ausrüstung, wie einer Schaufel, gerührt. Insbesondere kann in drei Tagen ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel mit einer Temperatur von 200 °C oder weniger und einem ausreichend verringerten Durchmesser erhalten werden, wenn die heiße Schlacke so ausgebreitet wird, daß deren Dicke 0,5 mm oder weniger beträgt, und etwa ein bis dreimal am Tag gerührt wird. Die Dicke beim Abkühlen ist nicht auf diesen Wert begrenzt, sondern die zu erzielende Dicke kann in Abhängigkeit von der geforderten Behandlungszeit oder dem geforderten Durchsatz, der Fläche des Platzes, der für die Wiedergewinnungsbehandlung zur Verfügung steht, oder dgl. geregelt werden. Ferner wird das Rühren durchgeführt, um die Abkühlungsgeschwindigkeit zu erhöhen, so daß dessen Häufigkeit ebenfalls in Abhängigkeit von der geforderten Behandlungszeit oder dem geforderten Durchsatz geändert werden kann. Das Rühren kann weggelassen werden, wenn viel Behandlungszeit und ein hoher Durchsatz zur Verfügung stehen. Dieses Entschwefelungsmittel wurde als ein diesem Beispiel entsprechendes verwendet.
In ähnlicher Weise wird ferner ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel erhalten, wenn die Schlacke so wie sie ist belassen wurde, ohne daß deren Dicke verringert wurde. Dies ist ebenfalls als Entschwefelungsmittel gemäß diesem Beispiel dargestellt.
Zum Vergleich in bezug auf das Abkühlungsverfahren wurde zudem mechanisch zerkleinerte Entschwefelungsschlacke (ein mechanisch zerkleinertes Mittel) verwendet.
Zum Vergleich in bezug auf das Entschwefelungsverhalten wurde ferner das herkömmliche Entschwefelungsmittel verwendet, das 80 % Kalk und etwa 5 % Fluorit enthielt. Tabelle 8 zeigt die durchschnittliche Zusammensetzung von verwendetem wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel und herkömmlichem Entschwefelungsmittel.
Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um eine Entschwefelungsvorbehandlung von heißen Metallen durchzuführen.
10 gibt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad an. Diese Darstellung zeigt, daß bei der gleichen zugesetzten Kalkmenge pro Mengeneinheit des heißen Metalls das Entschwefelungsmittel, das wiedergewonnen wurde, indem die natürliche Kühlung durchgeführt wurde, ein Entschwefelungsvermögen hat, das dem des vergleichenden Entschwefelungsmittels im wesentlichen äquivalent ist.
Selbst bei der gleichen Behandlung ohne Wässern ist das Entschwefelungsvermögen des mechanischen zerkleinerten, wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels zudem dem des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels unterlegen, das natürlich abgekühlt war. Das liegt vermutlich daran, daß das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel, das natürlich abgekühlt war, einen gewissen Prozentsatz von darin erzeugtem Calciumcarbonat enthielt, wie es in Tabelle 8 angegeben ist, und daß während der Entschwefelungsbehandlung die Zersetzung von Calciumcarbonat die Bewegung des heißen Metalls erleichtert und die Reaktionsoberfläche vergrößert, wodurch die Entschwefelungsleistung verbessert wird.
Ein Vergleich des Entschwefelungsvermögens des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels und der für die Wiedergewinnungsbehandlung erforderlichen Zeit ist nachstehend im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Verfahren zum Wiedergewinnen von Entschwefelungsschlacke aufgeführt, die in den Beispielen 3 bis 5 dargestellt sind.
Selbst bei dem gleichen wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel wird durch das Zerkleinern der Schlacke durch Wässern (bei 150 °C) ein besseres Entschwefelungsvermögen erreicht als durch deren mechanisches Zerkleinern. Das liegt vermutlich daran, daß das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel, das durch Wässern zerkleinert wurde, einen gewissen Prozentsatz von darin erzeugtem Calciumcarbonat enthält und daß die Zersetzung von Calciumcarbonat während der Entschwefelungsbehandlung die Bewegung des heißen Metalls erleichtert und die Reaktionsoberfläche vergrößert, wodurch die Entschwefelungsleistung verbessert wird.
Bei dem gleichen wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel, das der Wässerungsbehandlung unterzogen wurde, ändert sich jedoch das Entschwefelungsvermögen in Abhängigkeit davon, ob das Wässerungsverfahren gesteuert wird (150 °C) oder fortgesetzt wird, bis das Entschwefelungsmittel vollständig mit Wasser imprägniert ist. Das liegt vermutlich daran, daß das Herunterkühlen der Entschwefelungsschlacke auf eine Temperatur von 100 °C oder weniger die Menge von Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) deutlich erhöht, die in der wiedergewonnenen Entschwefelungsschlacke erzeugt wird, und daß eine solche übermäßige Erhöhung der Calciumhydroxidmenge die Entschwefelung beeinflußt.
Tabelle G zeigt ferner einen Vergleich der Behandlungsbedingungen für die Entschwefelungsschlacke und der erforderlichen Zeit, um etwa 40 t Entschwefelungsschlacke zu behandeln. Die Tabelle gibt an, daß die gewässerte Entschwefelungsschlacke viel schneller abkühlt als die, die so wie sie ist ohne Wässern belassen wird. Die Tabelle zeigt auch, daß es die auf dem Wässern beruhende Behandlung ermöglicht, daß die Schlacke in der für das Abkühlen erforderlichen Zeit gründlich zerkleinert wird. Außerdem ist durch Steuerung der zugeführten Wassermenge keine Trocknungsbehandlung nach der Wässerungsbehandlung mehr erforderlich, wodurch Ausrüstungen, Kosten und Zeit gespart werden, die zum Zerkleinern und Trocknen erforderlich sind. Das Wässern während der Behandlung verhindert zudem die Erzeugung von Staub aus der der Behandlung unterzogenen Entschwefelungsschlacke.
Bei der natürlichen Abkühlungsbehandlung von Schlacke ohne Wässern beträgt andererseits die erforderliche Behandlungszeit 170 h, wenn die Dicke der Entschwefelungsschlacke 1,5 m beträgt, nimmt jedoch deutlich auf 70 Stunden ab, wenn die Dicke 0,4 m beträgt. Darauf bezogen zeigt 8 den Zusammenhang zwischen der Behandlungszeit und der Temperatur für die unterschiedlichen Dicken für die entsprechenden Behandlungen (die durchgängige Linie steht für eine Dicke von 0,4 m, wohingegen die unterbrochene Linie eine Dicke von 1,5 m angibt). Die Behandlungsgeschwindigkeit nimmt mit abnehmender Dicke zu. Die Dicke wird jedoch auf der Basis der erforderlichen Abkühlungsgeschwindigkeit, der Fläche des zum Abkühlen zur Verfügung stehenden Platzes oder dgl. bestimmt. Das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren ohne Wässern erfordert etwas mehr Zeit als die Wässerungsbehandlung, erfordert jedoch keine Wässerungseinrichtungen. Bei der Wässerungsbehandlung ist ferner das gleichmäßige Wässern der Schlacke im Falle einer großangelegten Behandlung schwierig, was möglicherweise zu wasserhaltiger Schlacke führt. Es ist somit problematisch, für eine solche Kontrolle zu sorgen, damit keine derartige Schlacke entsteht. Probleme bei wasserhaltiger Schlacke sind, daß sie sich nach der Wiedergewinnungsbehandlung schwer handhaben läßt, daß eine Flamme entsteht, wenn sie eingeführt wird, daß sie ein unangemessenes Entschwefelungsvermögen aufweist und dgl. Das Behandlungsverfahren mit natürlichem Abkühlen ohne Wässern erlaubt es andererseits, daß die Schlacke selbst im Falle einer großangelegten Behandlung einfach gleichmäßig behandelt wird. Dieses Verfahren führt auch dazu, daß die Kalkkomponente in der Schlacke "pulverisiert" wird (ein Teil der Kalkkomponente in der Schlacke reagiert während des Prozesses der natürlichen Abkühlung mit Feuchtigkeit oder Kohlendioxid in der Atmosphäre, wodurch sich das Volumen der Schlacke ändert, die somit pulverförmig wird), so daß die Korngröße der Schlacke im Lauf der Zeit abnimmt. Dadurch ist das mechanische Zerkleinern nach der Abkühlungsbehandlung nicht mehr notwendig. Ein Teil der Kalkkomponente in der Schlacke reagiert zudem mit Kohlendioxid in der Atmosphäre, wodurch Calciumcarbonat erzeugt wird, das eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Entschwefelungsreaktion bewirkt.
Durch eine wirksame Anwendung des Verfahrens zum Behandeln von Entschwefelungsschlacke dieses Beispiels entsprechend der Bedingungen, wie die wiederzugewinnende Menge von Entschwefelungsschlacke und verfügbare Einrichtungen, kann die Entschwefelungsschlacke kostengünstig und wirksam behandelt werden, wie es vorstehend beschrieben ist, wodurch die Zeit und die Kosten verringert werden, die für die Wiedergewinnung der Entschwefelungsschlacke erforderlich sind. Das ermöglicht wiederum, daß eine größere Menge Entschwefelungsschlacke wiederverwendet wird, und verringert die Schlackemenge deutlich, wodurch Umweltprobleme gelöst werden.
Beispiel 6
(Sieben der Entschwefelungsschlacke nach dem Abtrennen von Metall)
In diesem Beispiel wird die Entschwefelungsschlacke, die bei einem Entschwefelungsschritt entsteht, noch 900 bis 1200 ° heiß C gesiebt, wobei eine Siebeinrichtung 12 mit ☐ 70 mm Siebweite verwendet wird, und somit in Entschwefelungsschlacke mit einem geringeren Durchmesser, die eine große Menge unreagierten Kalk enthält, und Metall mit einem größeren Durchmesser getrennt. In diesem Fall kann irgendein Sieb verwendet werden, ohne daß irgendwelche Probleme entstehen, vorausgesetzt, daß es innerhalb eines Temperaturbereichs von 900 bis 1200 °C arbeiten kann; ein Sieb aus Eisen ist ausreichend. Die Form, die Merkmale und dgl. dieses Siebs sind nicht begrenzt, vorausgesetzt, daß es auf dem Gebiet der Behandlung von Entschwefelungsschlacke arbeiten kann. Die Siebweite des Siebs wird ferner durch die Beschickungseinrichtung in der Entschwefelungsvorrichtung eingeschränkt, in der die Schlacke als Entschwefelungsmittel verwendet wird. Es kann irgendeine geeignete Siebweite verwendet, ohne daß irgendwelche Probleme hervorgerufen werden.
Die gesiebte Entschwefelungsschlacke mit einem geringen Durchmesser wird abgekühlt und dann als wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel zur Beschickungseinrichtung der Entschwefelungsvorrichtung transportiert, in der es verwendet wird.
Andererseits kann das restliche Metall unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens leicht wiedergewonnen werden. Dieses Metall kann dann ferner für den Schritt zum Vorbehandeln von heißen Metallen als Eisenquelle wiederverwendet werden, wodurch ein deutlicher Beitrag zur Erhöhung der Eisenausbeute geleistet wird.
In diesem Beispiel wurde die Entschwefelungsschlacke bei Bedingungen wiedergewonnen, wie sie in Tabelle 9 angegeben sind. Das Sieb wurde in einem Winkel zur waagerechten Oberfläche angebracht. Heiße Schlacke wurde gesiebt, indem sie von oben auf das Sieb fallengelassen wurde. Tabelle 10 zeigt die Massenbilanz eines Entschwefelungsmittels innerhalb seines Wiedergewinnungsprozesses. Es wurde bestätigt, daß etwa 90 % des CaO in der Entschwefelungsschlacke wiedergewonnen werden, selbst wenn die durch den Entschwefelungsschritt entstandene Entschwefelungsschlacke gesiebt wird, wobei die Metallkomponente wirksam entfernt wird. Das heißt, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren als in der Lage erwiesen hat, die Schlackekomponente in der Entschwefelungsschlacke oder magnetische Abtrennung wirksam zu entfernen.
Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel und der Kalk wurden bei der Entschwefelungsbehandlung verwendet, und es wurde das Entschwefelungsverhalten geprüft. Für einige Werte wurde das Mischen von wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel und Kalk wie folgt vorgenommen. Diese Komponenten wurden miteinander gemischt und dann in einen Trichter gefüllt, und danach wurde ein bestimmter Teil des Gemischs entnommen, oder ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel und eine Kalkkomponente wurden den entsprechenden Trichtern entnommen. Tabelle 17 zeigt auch die durchschnittliche Zusammensetzung eines auf Kalk basierenden Entschwefelungsmittels als herkömmliches Beispiel. Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 11 angegebenen Testbedingungen in der Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um die Entschwefelung von heißen Metallen durchzuführen.
16 zeigt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Kalkmenge und der Entschwefelungsrate. Die Konzentration der Kalkkomponente in der wiedergewonnenen Entschwefelungsschlacke ist geringer als die des Vergleichsbeispiels, so daß die eingeführte Menge des Entschwefelungsmittels in diesem Beispiel größer als im Vergleichsbeispiel ist. Das Entschwefelungsvermögen dieses Beispiels ist jedoch dem des Vergleichsbeispiels äquivalent, womit die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung nachgewiesen wird.
Um zudem die Einflüsse der Temperatur der Entschwefelungsschlacke auf den Staub zu überprüfen, wurde die heiße Schlacke 30 Minuten bis 4 Stunden so belassen und dann durch die bereits beschriebene Siebeinrichtung 12 geleitet. Dann wurde geprüft, wie Staub erzeugt wurde und wie die Temperatur geändert war. Tabelle 14 zeigt, wie Staub erzeugt wurde, wenn die Schlacke gesiebt wurde, wobei deren Temperatur geändert war. Diese Tabelle gibt an, daß sich die Erzeugung von Staub deutlich änderte, nachdem die Temperatur vor dem Sieben 600 °C erreicht hatte. Diese Eigenheit kann ausgenutzt werden, um Siebverfahren oder dgl. ohne irgendwelche Staubkollektoren durchzuführen. Tabelle 15 zeigt ferner das Meßergebnis einer Temperaturverringerung beim Siebverfahren. Beim Sieben nimmt die Temperatur um etwa 100 °C ab, dadurch wird die zum Abkühlen erforderliche Zeit kürzer. Tabelle 16 zeigt ferner, wie in der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung und in einer Siebeinrichtung Staub erzeugt wird, die keine diagonale Platte (14) oder Rutschbahn (16) aufweist, wie es in 12 gezeigt ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Siebverfahren kann sogar Entschwefelungsschlacke, die bei einer Temperatur von 600 °C oder weniger wahrscheinlich Staub erzeugt, ohne irgendwelche Staubkollektoren gesiebt werden. Das Verfahren dieses Beispiels vereinfacht eine Einrichtung signifikant, die für die Wiederverwendung von Entschwefelungsschlacke benutzt wird und die Korngröße von trockener Entschwefelungsschlacke einstellt. Die Stauberzeugung beim Sieben kann ferner verhindert werden, wenn eine einfache Einrichtung verwendet wird. Beim Sieben kommt die Schlacke zudem wirksam mit der Atmosphäre in Kontakt und wird somit effizient abgekühlt. Durch das Laden der Entschwefelungsschlacke unter Anwendung des hier beschriebenen Ladeverfahrens auf ein Kippfahrzeug kann außerdem ein Ladeverfahren erreicht werden, bei dem die Stauberzeugung ohne irgendwelche Staubkollektoren verhindert wird.
Die Behandlung nach diesem Beispiel ermöglicht es, das Entschwefelungsmittel kostengünstig und wirksam zu behandeln, und verringert die zu behandelnde Menge von Entschwefelungsschlacke im Vergleich mit dem Stand der Technik, wodurch die Kosten deutlich verringert werden. Weitere signifikante Effekte dieses Beispiels sind die Möglichkeit, eine große Menge Entschwefelungsschlacke wiederzugewinnen und wiederzuverwenden, und eine Verringerung der Schlackemenge, was zur Lösung von Umweltproblemen führt.
Beispiel 7
(Umgang mit einem gewonnenen Entschwefelungsmittel)
Wenn ein wiedergewonnenes trockenes Entschwefelungsmittel für die Wiederverwendung auf ein Kippfahrzeug geladen wird, wird es natürlich schneller pulverisiert und erzeugt sehr wahrscheinlich Staub. Die erzeugte Staubmenge kann jedoch minimiert werden, wenn für den Transport des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel anstelle des Kippfahrzeugs ein Fahrzeug verwendet wird, das ansaugen kann. Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel kann ferner gleichzeitig gesiebt werden, wenn beim Ansaugen an der Ansaugöffnung ein Sieb installiert wird, wodurch ein effizienter Umgang und Transport bei einer geringeren erzeugten Staubmenge möglich werden.
Insbesondere wird ein Saugschlauch mit dem Fahrzeug verbunden, das ansaugen kann, um ein wiedergewonnene Entschwefelungsschlacke anzusaugen und aufzuladen, das durch Abkühlen und Zerkleinern von Entschwefelungsschlacke erhalten wurde, die beim Schritt zur Entschwefelung von heißen Metallen entsteht. Dabei kann das Entschwefelungsmittel gleichzeitig gesiebt werden, wenn an die Ansaugöffnung eine Vorklassiereinrichtung mit einem Sieb zum Sieben angebracht wird, so daß die erforderliche Korngröße erreicht werden kann. In diesem Fall kann die Vorklassiereinrichtung, die beim Ansaugen an die Ansaugöffnung angebracht ist, auf der Basis der geforderten Siebweite, d.h. der gewünschten Korngröße des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, ausgewählt werden.
Wenn beim Ansaugen kein Siebverfahren erforderlich ist, muß das Sieb nicht an der Ansaugöffnung angebracht werden, und das Entschwefelungsmittel kann nur mit dem Schlauch angesaugt werden.
Wenn nur große Massen mit einem Wert von einigen 10 cm entfernt werden mußten, wurde die wiedergewonnene Entschwefelungsschlacke auf der Basis des Ansaugverfahrens gleichzeitig aufgeladen und gesiebt, wobei eine einfache Vorklassiereinrichtung verwendet wurde, die nur an ihrer Spitze angeordnete Trennelemente aufweist und aus Metallstäben gebildet ist, wie es in 11 gezeigt ist. In diesem Beispiel wurde Entschwefelungsschlacke verwendet, die bei einem Entschwefelungsschritt vom Typ des mechanischen Rührens entsteht. Die Entschwefelungsschlacke konnte etwa 6 Tage in einem Gebäude natürlich abkühlen. Während dieses Zeitraums wurde die Entschwefelungsschlacke etwa dreimal am Tag gerührt, um das Abkühlen zu erleichtern.
Der zum Ansaugen verwendete Schlauch hatte einen Durchmesser von 15 cm und die beim Ansaugen an die Ansaugöffnung angebrachte Vorklassiereinrichtung 11 wies zwei Gitter mit einer Siebweite von 30 und 5 mm und eine konische Vorklassiereinrichtung auf. All diese Vorklassiereinrichtungen hatten eine Luftansaugöffnung. Als Vergleichsbeispiel wurde die Entschwefelungsschlacke außerdem nur mit dem Schlauch und ohne irgendwelche Vorklassiereinrichtungen angesaugt. Tabelle 12 zeigt ferner die Merkmale des verwendeten Fahrzeugs mit Ansaugung.
Tabelle 13 gibt den Durchsatz und die Ansaugleistung als Ergebnisse für das Ansaugen von wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel an, wobei die verschiedenen bereits beschriebenen Arten von Ansaugöffnungen verwendet wurden. Diese Ergebnisse zeigen, daß das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel mit einer Rate von etwa 1 t/min wirksam aufgeladen werden kann, wobei es gleichzeitig gesiebt wird, welche Ansaugöffnung auch immer verwendet wird. Außerdem wurde bestätigt, daß die Temperatur des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels beim Ansaugen als Ergebnis des ausdrücklichen Kontakts des Entschwefelungsmittels mit der Atmosphäre nach der Behandlung um etwa 30 °C abnimmt.
Der größte Teil der gesiebten großen Massen und der Schlacke auf dem Sieb sind zudem Metall und können somit für einen anderen Prozeß verwendet werden.
Es wurde ermittelt, daß mit dem erfindungsgemäßen Umgangsverfahrens selbst ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel, das aus feinen Pulvern besteht und wahrscheinlich Staub erzeugt, gleichzeitig und wirksam gesiebt und auf ein Transportfahrzeug aufgeladen werden kann, ohne daß irgendwelche Staubkollektoren verwendet werden.
Mit dem Behandlungsverfahren für Entschwefelungsmittel, das für die Wiedergewinnung von Entschwefelungsschlacke angewendet wurde, kann in diesem Beispiel ein Transportfahrzeug verwendet werden, das ansaugen kann, um ein wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel aufzuladen, wobei die erzeugte Staubmenge minimiert wird. Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel kann zudem wirksam behandelt werden, wenn ein Ansaug- und ein Siebverfahren gleichzeitig durchgeführt werden. Das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel kommt zudem ausdrücklich mit der Atmosphäre oder der Saugluft in Kontakt und wird somit wirksam abgekühlt.
Beispiel 8
(Messung des Gehalts an CaO in Entschwefelungsschlacke)
In diesem Beispiel wurde Entschwefelungsschlacke verwendet, die durch einen Entschwefelungsschritt vom Typ des mechanischen Rührens entsteht. Die Entschwefelungsschlacke wurde durch eine Siebeinrichtung geleitet, die aus einem Gitter mit ☐ 70 mm Siebweite bestand.
Es folgen die Ergebnisse der Wiederverwendung des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, dessen Korngröße eingestellt worden ist, in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens. 14 zeigt den Zusammenhang zwischen der Menge der reinen CaO-Komponente und der Menge des entschwefelten Materials ΔS (Schwefelmenge vor der Behandlung (S) – Schwefelmenge nach der Behandlung (S)). Es wurde festgestellt, daß zwischen der Menge der reinen CaO-Komponente und der Menge des entschwefelten Materials ein deutlicher Zusammenhang besteht. Diese Eigenheit kann ausgenutzt werden, um die eingeführte Menge des Entschwefelungsmittels in Abhängigkeit von der Schwefelmenge vor der Behandlung (S) leicht zu bestimmen, um dadurch eine konstante Entschwefelungsrate zu erreichen.
15 gibt zudem den Zusammenhang zwischen der Schüttdichte und den Masse-% von CaO an. Diese Darstellung zeigt, daß die Schüttdichte mit zunehmender CaO-Menge abnimmt. Diese Tendenz kann ausgenutzt werden, um die Masse-% von CaO des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels abzuschätzen, indem deren Schüttdichte gemessen wird.
Nach diesem Beispiel konnte die erforderliche Entschwefelungsmittelmenge, als Entschwefelungsschlacke in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens wiederverwendet wurde, sofort bestimmt werden, wobei eine konstante Entschwefelungsrate erreicht wurde.
Beispiel 9
(Beispiel, das die Verbesserung der Entschwefelungsleistung durch den Zusatz einer Kalkquelle (CaO, CaCO₃, Ca(OH)₂) betrifft)
Bei einem Entschwefelungsschritt entstandene Entschwefelungsschlacke wurde durch eine natürliche Abkühlungs- oder Wässerungsbehandlung abgekühlt und zerkleinert, wodurch ein Entschwefelungsmittel erhalten wurde (hier nachstehend als "wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel" bezeichnet). Ein oder mehrere der vorstehend beschriebenen Entschwefelungsmittel wurden diesem wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel zugesetzt, das dann gemäß diesem Beispiel als Entschwefelungsmittel verwendet wurde. In einem Vergleichsbeispiel wurde nur das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel verwendet. Tabelle 18 zeigt die zugesetzte Menge des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, die Arten der Entschwefelungsmittel und die zugesetzten Mengen der Entschwefelungsmittel.
Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 19 angegebenen Testbedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um das Entschwefeln von heißen Metallen durchzuführen.
19 gibt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge der Kalkkomponente und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad an. Diese Darstellung zeigt, daß bei der gleichen zugesetzten Kalkmenge pro Mengeneinheit des heißen Metalls die Verwendung von (d) wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel + Kalk die Entschwefelungsrate im Vergleich mit der Verwendung von (a) nur dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel etwas erhöht. Diese Zeichnungsfigur gibt auch an, daß die Verwendung von (b) wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel + CaCO₃, von (c) wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel + CaCO₃ + Ca(OH)₂ oder von (e) wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel + Kalk + CaCO₃ + Ca(OH)₂ sowohl die zugesetzte Menge von CaCO₃ und Ca(OH)₂ als auch die Entschwefelungsrate im Vergleich mit der Verwendung von (a) nur dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel erhöht. Das liegt vermutlich daran, daß während der Entschwefelungsbehandlung die Zersetzung von CaCO₃ oder Ca(OH)₂ die Reaktionsoberfläche vergrößert oder die Bewegung des heißen Metalls erleichtert, wodurch die Entschwefelungsleistung verbessert wird, wie es bereits beschrieben worden ist.
Tabelle 20 zeigt das Verhältnis zwischen CaO und dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel, die zugesetzte Menge des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, die Arten der Entschwefelungsmittel, die zugesetzten Mengen der Entschwefelungsmittel und die Gesamtmenge der Entschwefelungsmittel, die gemessen werden, wenn 8 kg CaO/t Kalkkomponente in den Entschwefelungsmitteln der in diesem Beispiel verwendeten Zusammensetzungen enthalten sind. Wenn jedes Entschwefelungsmittel die gleiche Menge der Kalkkomponente erfordert, ist, falls nur das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel verwendet wird, eine große Menge des Entschwefelungsmittel erforderlich, wenn das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel nur eine geringe Menge der reinen Kalkkomponente enthält. Der Zusatz von Kalk und Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid verbessert jedoch die Entschwefelungsrate und verringert die verwendete Menge des Entschwefelungsmittels. Dies verringert die nach der Behandlung abgegebene Schlackemenge. Die Zusammensetzungen der Entschwefelungsmittel können zudem entsprechend des Zustands des zu behandelnden heißen Metalls oder der erforderlichen Behandlungsbedingungen unabhängig eingestellt werden. Ähnliche Wirkungen werden zudem hervorgerufen, wenn diese Entschwefelungsmittel dem heißen Metall getrennt zugesetzt werden, statt sie miteinander zu mischen.
Beispiel 10
(Beispiel, das die Verbesserung der Entschwefelungsleistung durch den Zusatz verschiedener Kohlenstoffquellen betrifft)
Bei einem Entschwefelungsschritt entstandene Entschwefelungsschlacke wurde durch eine natürliche Abkühlungs- oder Wässerungsbehandlung abgekühlt und zerkleinert, wodurch ein Entschwefelungsmittel erhalten wurde (hier nachstehend als "wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel" bezeichnet). Verschiedene Quellen für C wurden dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel zugesetzt, das dann gemäß diesem Beispiel als Entschwefelungsmittel verwendet wurde. Tabelle 21 zeigt die zugesetzte Menge des wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels, die Arten der Entschwefelungsmittel und die zugesetzten Mengen der Entschwefelungsmittel. Die Quellen für C bestanden aus Pulvern mit einer Korngröße von 1 mm oder weniger.
Diese Entschwefelungsmittel wurden unter den in Tabelle 22 angegebenen Testbedingungen in einer Entschwefelungsvorrichtung vom Typ des mechanischen Rührens verwendet, um die Entschwefelung von heißen Metallen durchzuführen.
20 zeigt den Zusammenhang zwischen der pro Mengeneinheit des heißen Metalls zugesetzten Menge der Kalkkomponente und der Entschwefelungsrate bei jedem Entschwefelungsgrad. Diese Darstellung gibt an, daß bei einer gleichen zugesetzten Kalkmenge pro Mengeneinheit des heißen Metalls die Verwendung von (d) bis (d) wiedergewonnenem Entschwefelungsmittel + Quelle für C die Entschwefelungsrate linear mit der zugesetzten Menge der Quelle für C zunimmt, verglichen mit der Verwendung von (a) nur dem wiedergewonnenen Entschwefelungsmittel. Es wurde auch bestätigt, daß unabhängig von der Art der Quelle für C oder dem Verfahren der Zugabe der Quelle für C äquivalente Wirkungen hervorgerufen werden. Das liegt vermutlich daran, daß die Quelle für C beim Entschwefelungsschritt als Reduktionsmittel wirkt, wodurch die Entschwefelungsrate erhöht wird, wie es bereits beschrieben worden ist. Ein Teil der Quelle für C wird zudem im heißen Metall gelöst, wodurch die Konzentration von C im heißen Metall unter den Bedingungen dieses Beispiels in jedem Fall um 0,1 bis 0,5 % zunimmt.
Durch diese Zugabe einer Quelle für C, wie Anthrazit oder Koks, kann die Entschwefelungsrate erhöht werden, wobei die nach der Behandlung abgegebene Schlackemenge geringer wird. Es kann irgendeine Quelle für C, wie Kohle, Koks, Kohlepech oder Kunststoffe, verwendet werden. Die Zusammensetzungen der Entschwefelungsmittel können entsprechend dem Zustand der zu behandelnden heißen Metalle oder der erforderlichen Behandlungsbedingungen unabhängig eingestellt werden. Ähnliche Wirkungen werden zudem hervorgerufen, wenn diese Entschwefelungsmittel dem heißen Metall getrennt zugesetzt werden, anstatt sie miteinander zu vermischen.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Entschwefeln von heißen Metallen an, wobei das Verfahren die durch eine Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen entstehende Entschwefelungsschlacke wirksam wiederverwendet, um die Kosten der Entschwefelung von heißen Metallen und die erzeugte Schlackemenge zu verringern. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Entschwefelungsmittel bereit, das eine kostengünstige Durchführung einer Entschwefelungsbehandlung von heißen Metallen bei einer geringeren erzeugten Schlackemenge ermöglicht. Die vorliegende Erfindung ruft signifikante Wirkungen hervor. Sie verringert z.B. die Entschwefelungskosten, ermöglicht es, die Entschwefelungsschlacke wiederzuverwenden, und verringert die Schlackemenge, wodurch Umweltprobleme gelöst werden. Somit hat die vorliegende Erfindung einen hohen industriellen Wert.
Tabelle 2 Testbedingungen
Tabelle 4 Änderungen der erzeugten Schlackemenge in Verbindung mit der Einführung des Wiederverwendungsverfahrens von Entschwefelungsschlacke Tabelle 3 Bedingungen einer KR-Entschwefelungsbehandlung
Tabelle 5 Hauptkomponenten eines durchschnittlichen herkömmlichen Entschwefelungsmittels und eines wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels
Tabelle 7 Hauptkomponenten eines durchschnittlichen herkömmlichen Entschwefelungsmittels und eines wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels
Tabelle 8 Hauptkomponenten eines durchschnittlichen herkömmlichen Entschwefelungsmittels und eines wiedergewonnenen Entschwefelungsmittels
Tabelle 9 Bedingungen der Wiedergewinnungsbehandlung für Entschwefelungsschlacke
Tabelle 10 Änderungen der Zusammensetzung während des Wiedergewinnungsverfahrens
Tabelle 11 Testbedingungen
Tabelle 12 Beschreibung des Fahrzeugs mit Ansaugung
Tabelle 13 Ansaugverfahren und Aufladevermögen für das wiedergewonnene Entschwefelungsmittel
Tabelle 14 Temperatur beim Sieben und Stauberzeugung
Tabelle 15 Verringerung der Temperatur beim Sieben
Tabelle 16 Beobachtete Stauberzeugung wenn die erfindungsgemäße Einrichtung verwendet wird
Tabelle 18 Durchschnittliche Zusammensetzung des verwendeten Entschwefelungsmittels, wenn sowohl wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel als auch eine Kalkquelle verwendet werden
Tabelle 19 Testbedingungen
Tabelle 21 Durchschnittliche Zusammensetzung des verwendeten Entschwefelungsmittels, wenn sowohl wiedergewonnenes Entschwefelungsmittel als auch eine Quelle für C verwendet werden
Tabelle 22 Testbedingungen

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Entschwefelungsmittels für heiße Metalle, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Durchführen einer Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche in Entschwefelungsschlacke, die durch eine Entschwefelungsbehandlung von heißem Metall vom Typ des mechanischen Rührens entsteht, durch Kühlen mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche durch Kühlen mit Wasser vorgenommen wird, einen Schritt des Wässerns der Entschwefelungsschlacke aufweist und dieser Schritt des Wässerns die bereitgestellte Wassermenge steuert, so daß die Temperatur der Entschwefelungsschlacke am Ende des Wässerns bei 100 °C oder darüber gehalten wird, so daßnur durch Kühlen auf der Basis des Wässerns das Aggregat der Entschwefelungsschlacke in Entschwefelungsschlackekörner getrennt werden kann und/oder die Entschwefelungsschlackekörner zerkleinert werden können.
Verfahren zum Herstellen eines Entschwefelungsmittels für heiße Metalle für die Verwendung bei einer Entschwefelungsbehandlung von heißem Metall vom Typ des mechanischen Rührens nach Anspruch 1, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es das Durchführen einer Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche in Entschwefelungsschlacke aufweist, die durch die Entschwefelungsbehandlung von heißem Metall vom Typ des mechanischen Rührens entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes aufweist: einen Schritt, bei dem Entschwefelungsschlacke bereitgestellt wird, die durch die Entschwefelungsbehandlung von heißem Metall vom Typ des mechanischen Rührens entsteht, und einen Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche in der bereitgestellten Entschwefelungsschlacke vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche vorgenommen wird, das Zerkleinern der Entschwefelungsschlackekörner und/oder das Trennen eines Aggregats aus einer Vielzahl von Entschwefelungsschlackekörnern in Entschwefelungsschlackekörner aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche vorgenommen wird, folgendes aufweist: einen Schritt, bei dem die Entschwefelungsschlacke mit Wasser gekühlt wird, und einen Schritt, bei dem das durch das Kühlen mit Wasser entstandene Entschwefelungsmittel getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche vorgenommen wird, folgendes aufweist: einen Schritt, bei dem die Entschwefelungsschlacke gekühlt wird, und einen Schritt, bei dem die Korngrößen der Entschwefelungsschlacke und des gewonnenen Entschwefelungsmittels eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Korngröße des gewonnenen Entschwefelungsmittels eingestellt wird, unter Verwendung eines Siebes bei einer Temperatur von 600 °C oder darüber durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche vorgenommen wird, einen Schritt aufweist, bei dem zumindest eine oder zwei Behandlungen vorgenommen werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus einer Behandlung zum magnetischen Abtrennen und Entfernen von Metall aus der Entschwefelungsschlacke oder dem gewonnenen Entschwefelungsmittel, einer Behandlung zum Entfernen großer Massen aus der Entschwefelungsschlacke oder dem gewonnenen Entschwefelungsmittel, um die Korngröße bei 100 mm oder weniger einzustellen, und einer Behandlung zum Einstellen der Temperatur der Entschwefelungsschlacke oder des gewonnenen Entschwefelungsmittels bei 200 °C oder darunter.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, bei dem die Behandlung zur Schaffung einer neuen Oberfläche vorgenommen wird, einen Schritt aufweist, bei dem die Korngröße der Entschwefelungsschlacke bei 100 mm oder weniger und deren Temperatur bei 200 °C oder darunter eingestellt werden.