Способ производства флюсующего агента, используемого в производстве стали

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЛЮСУЮЩЕГО АГЕНТА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ПРОИЗВОДСТВЕ СТАЛИ Изобретение относится к связанному с производством стали способу переработки гидроксидной суспензии, образующейся при нейтрализации отработанных, загрязненных металлом травящих агентов со стадии травления стали, предпочтительно нержавеющей стали, и использования фторида кальция из гидроксидной суспензии для замены природного полевого шпата в качестве флюсующего агента в связи с производством стали. Соответственно, добавление реакционноспособной нейтрализующей среды контролируют рН электроды, работающие в непрерывном режиме, а величину рН устанавливают в диапазоне от 9,0 до 9,5. 014405 Настоящее изобретение относится к способу оптимизации состава продукта, который можно использовать в качестве флюсующего агента в производстве стали, предпочтительно в производстве нержавеющей стали. Производство стали, в частности нержавеющей стали, включает стадии отжига и травления. Отжиг- это тепловая обработка, целью которой является микроструктурная перекристаллизация стали, что делает сталь ковкой. На стадии отжига на поверхности стали образуется оксидный слой, а обедненный по хрому слой образуется непосредственно под оксидным слоем. Оба эти слоя удаляют травлением. На стадии травления отожженный стальной продукт обрабатывают кислотой, чаще всего смесью различных кислот, с помощью которых убирают с поверхности нежелательные отложения металла. Смесь азотной кислоты, HNO3, и фтористо-водородной кислоты, HF, наиболее эффективна при травлении нержавеющей стали. Растворенные металлы образуют металлические комплексы и отложения, которые надо удалять из процесса. Особенно трудно обращаться с отработанными травильными жидкостями,которые содержат содержащие фториды смешанные кислоты, такими как смесь азотной кислоты и фтористо-водородной кислоты. Кроме того, содержание, например, оксидов железа, хрома и никеля создает в производстве нержавеющей стали проблемы с их переработкой. После травления стальную продукцию промывают водой, и при этом образуется кислотная промывочная вода. Растворенные металлы в форме металлических комплексов и отложений, а также кислотная промывочная вода, образуют проблемные с экологической точки зрения отходы, которые должны подлежать специальной переработке, чтобы не вызывать ряда экологических нарушений. Подобно другим перерабатывающим отраслям в стальной промышленности также существует цель, заключающаяся в улавливании отходов продукции и замыкании цикла. Публикация WO 2005/098054 описывает связанный с производством стали способ переработки гидроксидной суспензии, образующейся при нейтрализации отработанных загрязненных металлом травящих агентов со стадии травления стали, предпочтительно нержавеющей стали. Нейтрализацию отработанной травильной жидкости проводят до рН примерно 9-10 путем добавления щелочи, обычно гидроксида кальция, Са(ОН)2, но также можно использовать другие щелочные добавки, например карбонат кальция (CaCO3), гидроксид натрия (NaOH). Перед нейтрализацией может происходить восстановление хрома из жидкости со стадии неолитного травления (рН 6-6,5). Проводят регенерацию свободных кислот из травильных кислот и можно добиться снижения нитрозных паров (NOx) управляемым селективным каталитическим удалением или обработкой перекисью водорода. После нейтрализации нейтрализованную травильную жидкость обезвоживают до содержания сухого вещества по меньшей мере 30 мас.%. Этот обезвоженный продукт называют гидроксидной суспензией, которая содержит, помимо прочего,фторид кальция (CaF2), сульфат кальция (CaSO4) и гидроксиды железа, хрома и никеля, а также молибдат кальция или железа, по меньшей мере, в том случае, когда в травильной жидкости используют фтористоводородную кислоту, и в случае производства нержавеющей стали. Гидроксидную суспензию осушают и прокаливают или спекают до механически стабильного продукта, так чтобы фторид кальция из гидроксидной суспензии можно было использовать для замены природного полевого шпата в качестве флюсующего агента в связи с производством стали. В публикации WO 2005/098054 дополнительно сказано, что проведенные эксперименты по прокаливанию гидроксидной суспензии во вращающейся обжиговой печи, как показано, давали стабильный продукт. Эти эксперименты не описаны дополнительно, поскольку гидроксидная суспензия имела исключительно высокое содержание влаги 55-60%, что приводило к крупным проблемам при прокаливании. Из эксперимента следует, что, по-видимому, доля мелких частиц в гидроксидной суспензии снижается, если содержание влаги в гидроксидной суспензии и скорость вращения вращающейся обжиговой печи достаточно низкие. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить некоторые недостатки предшествующей технологии и достигнуть улучшенного и оптимизированного способа переработки гидроксидной суспензии, образующейся при нейтрализации отработанных загрязненных металлом травильных агентов со стадии травления стали, предпочтительно нержавеющей стали, чтобы получить стабильный продукт во вращающейся обжиговой печи. Существенные признаки настоящего изобретения перечислены в прилагаемой формуле изобретения. Настоящее изобретение основано на способе, описанном в уже упомянутой публикации WO 2005/098054, и предназначено для оптимизации состава гидроксидной суспензии в качестве шлакообразователя для плавильного цеха. В соответствии с настоящим изобретением нейтрализацию отработанных травильных жидкостей с производства стали, в частности с производства нержавеющей стали, производят управляемым способом, чтобы получать стабильный продукт после прокаливания и/или спекания во вращающейся обжиговой печи. Соответственно, при нейтрализации отработанных травильных жидкостей используют автоматическое измерение рН. Добавление нейтрализующей среды контролируют самоочищающимися рН электродами. Эти рН электроды работают в непрерывном режиме, и эти рН электроды поддерживают величину рН в диапазоне от 9,0 до 9,5. Этот диапазон рН достигают добавлением реакционноспособной нейтрализующей среды в количестве максимум 5%, предпочтительно максимум 2% от общей массы отработанных травильных жидкостей, подлежащих нейтрализации.-1 014405 Состав гидроксидной суспензии, подлежащей обработке нейтрализацией, сильно зависит от производства различных сортов нержавеющей стали, поскольку различные сорта нержавеющей стали следует обрабатывать и протравливать по-разному. Поэтому измерение рН проводят автоматически, а добавление нейтрализующей среды контролируют в непрерывном режиме. Дополнительно избегают избыточного добавления нейтрализующей среды, чтобы гарантировать, что излишняя нейтрализующая среда, по существу, не присутствует в гидроксидной суспензии, подлежащей нейтрализации. Нейтрализующая среда в способе по изобретению представляет собой содержащее кальций вещество, которое обладает хорошей растворимостью в смеси отработанных травильных жидкостей, подлежащих нейтрализации. Нейтрализующая среда представляет собой предпочтительно гидроксид кальция Са(ОН)2, обладающий хорошим качеством при очень хорошей реакционной способности. Это значит,что гидроксид кальция, подходящий для способа по изобретению, по существу, очищен от обычных загрязнений, таких как диоксид кремния (SiO2). Другой альтернативой для нейтрализации является карбонат кальция CaCO3. При использовании гидроксида кальция в качестве нейтрализующей среды в соответствии с изобретением целесообразно поддерживать влажность продукта нейтрализации, гидроксидной суспензии, в диапазоне 45-50%. Если гидроксидная суспензия содержит избыток влаги по сравнению с этим диапазоном, то целесообразна дополнительная обработка во вращающейся обжиговой печи, причем избыток влаги удаляют путем обезвоживания или испарения при нагревании гидроксидной суспензии горячим воздухом. Гидроксидную суспензию, имеющую предпочтительное содержание влаги, дополнительно обрабатывают во вращающейся обжиговой печи в диапазоне температур 950-1050 С, чтобы обеспечить хорошо спекшийся и механически стабильный и беспыльный продукт вращающейся обжиговой печи. Если это желательно, продукт вращающейся обжиговой печи дополнительно обрабатывают в брикетирующей машине в присутствии, по существу, безуглеродного порошка фторида кальция CaF2 в качестве связующего вещества, чтобы придать брикетам желаемую прочность. Продукт вращающейся обжиговой печи и/или приготовленные брикеты можно использовать в качестве флюсующего агента вместо или в сочетании с обычным полевым шпатом CaF2, например, в конвертере с аргонокислородным обезуглероживанием или в конвертере с внепечной обработкой стали паром в производстве нержавеющей стали. В соответствии с этим изобретением при использовании гидроксида кальция в количестве максимум 5%, предпочтительно максимум 2% от общей массы отработанных, подлежащих нейтрализации травильных жидкостей отмечено, что чтобы улучшить качество конечного продукта после обработки во вращающейся обжиговой печи достигнуты следующие преимущества гидроксидной суспензии: 1) концентрацию фторида кальция CaF2 в продукции вращающейся обжиговой печи можно поддерживать на уровне 45-55% от общей массы продукта вращающейся печи, что благоприятно для шлакообразователя; 2) количество мелочи (частиц продукта вращающейся обжиговой печи размером менее 2 мм) можно поддерживать на низком уровне, предпочтительно 25% от общей массы продукта вращающейся обжиговой печи; 3) прочность брикетов остается высокой надолго, достаточно для складирования и дополнительной обработки, например, в конвертере с аргонокислородным обезуглероживанием или в конвертере с внепечной обработкой стали паром; добавление связывающего вещества, такого как порошок фторида кальция CaF2, необходимо, чтобы придать брикетам требуемую прочность; 4) концентрацию вредного шестивалентного хрома (Cr6+) в продукте вращающейся обжиговой печи можно поддерживать на уровне ниже 0,5% от общей массы продукта вращающейся обжиговой печи. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ производства флюсующего агента, используемого при производстве стали вместо природного полевого шпата, включающий нейтрализацию отработанных загрязненных металлом травильных агентов со стадии травления стали, предпочтительно нержавеющей стали, отличающийся тем, что при добавлении реакционноспособной нейтрализующей среды в непрерывном режиме электродами контролируют величину рН, причем величину рН поддерживают в диапазоне между 9,0 и 9,5. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину рН поддерживают добавлением нейтрализующей среды в количестве максимум 5% от общей массы отработанных, подлежащих нейтрализации травильных жидкостей. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что величину рН поддерживают добавлением нейтрализующей среды в количестве максимум 2% от общей массы отработанных, подлежащих нейтрализации травильных жидкостей. 4. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что нейтрализующая среда для поддержания величины рН представляет собой гидроксид кальция Са(ОН)2. 5. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что нейтрализующая среда для поддержания величины рН представляет собой карбонат кальция CaCO3.-2 014405 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержание влаги в нейтрализованной гидроксидной суспензии составляет 45-50%. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что нейтрализованную гидроксидную суспензию прокаливают и спекают во вращающейся обжиговой печи в диапазоне температур 950-1050 С. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что продукт из вращающейся обжиговой печи брикетируют с использованием в качестве связывающего вещества, по существу, безуглеродного порошка фторида кальция CaF2.