[go: up one dir, main page]

RU2167944C2 - Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали - Google Patents

Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали Download PDF

Info

Publication number
RU2167944C2
RU2167944C2 RU98115858A RU98115858A RU2167944C2 RU 2167944 C2 RU2167944 C2 RU 2167944C2 RU 98115858 A RU98115858 A RU 98115858A RU 98115858 A RU98115858 A RU 98115858A RU 2167944 C2 RU2167944 C2 RU 2167944C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
furnace
steel
pellets
raw materials
Prior art date
Application number
RU98115858A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98115858A (ru
Inventor
В.Г. Лисиенко
В.А. Роменец
А.Е. Пареньков
Л.И. Леонтьев
Л.А. Смирнов
Ю.С. Карабасов
Ю.С. Юсфин
В.П. Чистов
Е.М. Малитиков
О.Г. Дружинина
В.М. Шариков
С.Л. Пареньков
Original Assignee
Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации filed Critical Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации
Priority to RU98115858A priority Critical patent/RU2167944C2/ru
Publication of RU98115858A publication Critical patent/RU98115858A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2167944C2 publication Critical patent/RU2167944C2/ru

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам металлизации и электросталеплавильному производству. Способ включает загрузку ванадийсодержащего рудного сырья, например окатышей, в шахтную печь, металлизацию их с последующей плавкой последних в дуговой электропечи. Для процесса металлизации ванадийсодержащего рудного сырья, например окатышей, в шахтной печи используют горячие восстановительные газы, получаемые в газификаторе с жидкой ванной, а ванадийсодержащий полупродукт и шлак, получаемые также в газификаторе, используют в качестве дополнительной металлошихты для процесса плавки, что позволит удешевить процесс получения легированной ванадием стали и увеличить концентрацию ванадия в стали при том же относительном расходе ванадийсодержащих материалов. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к процессам металлизации и электросталеплавильному производству.
Известны способы выплавки ванадиевых сталей [1, с. 15,16], при котором используется схема: доменная печь - конвертер с получением конвертерного ванадиевого шлака, химическая переработка ванадиевого шлака с получением 60-70% оксида ванадия V2O5 - ферросплавное производство с получением железованадиевого сплава FeV, выплавка стали в электропечи с использованием феррованадия. Однако этот процесс очень энергоемкий - он включает такие энергоемкие процессы, как доменный и химическую переработку ванадиевого шлака, кроме того, потери ванадия в данной, очень длинной цепочке составляют 68-70%.
Известен способ выплавки ванадиевой стали [1, с. 20, 2, с. 223], при котором производятся металлизованные ванадиевые окатыши с содержанием ванадия около 0,4- 0,42% с последующим их использованием в электропечи и получением легированной ванадием стали. Однако в этом случае для процесса металлизации применяют восстановительные газы, полученные за счет конверсии дорогостоящего высококалорийного топлива - природного газа, а также в металлошихте используют не содержащие ванадия стальной скрап и чугун, что снижает концентрацию ванадия в стали.
Известен также способ частичного восстановления руды и окатышей, причем процесс восстановления происходит в шахтной печи путем применения восстановительных газов, получаемых в газификаторе с жидкой ванной [3]. При этом способе возможно использование для газификации дешевого углеродсодержащего материала, как правило, это низкосортные угли. Однако в этом случае не предусмотрено использование ванадийсодержащих материалов (окатышей) и последующее легирование стали ванадием, а температура газа, подаваемого в шахтную печь, составляет 850oC.
Таким образом, известен способ выплавки легированной ванадием стали (с содержанием 0,08-0,3% V) [1, с. 20], при котором предусмотрено использование в электропечах металлизованных ванадиевых окатышей и который наиболее близок к предлагаемому техническому решению и выбран в качестве прототипа. При этом восстановительный газ, необходимый для процесса металлизации ванадиевых окатышей, получают путем конверсии природного газа, а в процессе плавки в электропечах используют стальной скрап и чугун (40-75% общей массы металлошихты), не содержащий ванадия.
Недостатком этого способа является применение для получения восстановительных газов дорогостоящего высококалорийного топлива - природного газа. Кроме того, при проведении конверсии выделяется значительное количество сажи и для уменьшения ее образования требуется применение специальных мер (дорогостоящие никелевые катализаторы, применение паровой кислородной конверсии). При этом также требуется применение значительного количества специально подготавливаемого стального скрапа и дорогостоящего чугуна, что снижает концентрацию ванадия в стали.
Технической задачей изобретения является удешевление процесса получения легированной ванадием стали и увеличение концентрации ванадия в стали при том же относительном расходе ванадийсодержащих материалов.
Решение этой задачи достигается тем, что ванадийсодержащее сырье (например, ванадиевые окатыши или брикеты) с содержанием ванадия до 0,4-0,5% проходит восстановительную стадию металлизации в печи металлизации, например, в шахтной печи, причем в качестве восстановителя используются горячие восстановительные газы, получаемые при газификации углеродсодержащих материалов, например, угля или любых отходов в жидкой расплавленной ванне. При этом температура горячих восстановительных газов при восстановлении ванадийсодержащих окатышей может быть выше, чем при обычном процессе металлизации, характерных для процессов Corex [3] (850oC) и Мидрекс [4] (750-770oC), и может составлять 850-1050oC. Такая температура и обеспечивается газификатором. Газификатор работает в смешанном режиме и при загрузке в качестве рудной части ванадийсодержащего сырья, например, окатышей, обеспечивает получение полупродукта с содержанием ванадия до 0,5% и шлака с содержанием ванадия 0,5%. Металлизованное ванадийсодержащее сырье, например, окатыши, ванадийсодержащие продукт и шлак используются в качестве шихты дуговых электропечей с получением ванадийсодержащей стали (с содержанием ванадия до 0,5-1,5%).
При этом выдерживаются следующие параметры технологического режима.
Основным продуктом плавки в электропечи является ванадийсодержащая сталь с содержанием ванадия до 0,5 - 1,5%. При этом металлическая часть шихты состоит из ванадийсодержащего металлизованного рудного сырья (например, окатышей) с содержанием ванадия V = 0,4-0,5%, получаемого в печи металлизации, ванадийсодержащего полупродукта с содержанием ванадия до 0,5%, получаемого в газификаторе с жидкой ванной при его работе в смешанном режиме (с одновременным получением восстановительного газа, металлического продукта и шлака). Кроме того, в электропечь загружается ванадийсодержащий шлак с содержанием ванадия 0,5%.
В печь металлизации загружается ванадийсодержащее рудное сырье, например, окатыши, с содержанием ванадия V = 0,4- 0,5%, а процесс восстановления проводят горячим восстановительным газом с температурой до 850-1050oC и содержанием СО = 50-60%, H2 = 27-36%, CO2 = 4-5%, получаемым в газификаторе с жидкой ванной, до степени металлизации 0,88- 0,92%. Расход горячего восстановительного газа составляет 2000-2700 м3/т окатышей [5].
В газификатор с жидкой ванной загружают углеродсодержащий материал, например, уголь или любые отходы, с расходом в пересчете на энергетический уголь 0,4- 0,5 кг/м3 газа, а также ванадийсодержащее рудное сырье (например, титаномагнетитовые ванадийсодержащие руды, ванадийсодержащие окатыши или брикеты) с содержанием ванадия до 0,4-0,5% с расходом 1,5-1,7 т/т выплавляемого полупродукта. При этом подается кислород с расходом 0,23-0,25 м33 газа или 400-500 м3/т полупродукта. Расход энергетического угля при этом составляет 0,9-1,1 т/т выплавляемого полупродукта.
На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Оно содержит газификатор в жидкой расплавленной ванне 1, печь для металлизации 2 и дуговую электропечь 3. Газификатор 1 содержит засыпное устройство 4, фурмы для подачи кислорода 5, патрубок для отвода горячего восстановительного газа 6, выпускные отверстия для выпуска шлака 7 и полупродукта 8. Печь металлизации 2 содержит засыпное устройство 9, распределительное устройство 10 для подачи горячего восстановительного газа, патрубок 11 для отвода отработанного (экспортного газа). Дуговая электропечь 3 содержит засыпное устройство 12, электроды 13 и топливно-кислородные горелки 14.
Предлагаемый способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали реализован следующим способом. В газификатор 1 через засыпное устройство 4 подаются углеродсодержащий материал 15, например, уголь или любые отходы, и ванадийсодержащее рудное сырье 16, например, титаномагнетитовые руды ванадийсодержащие окатыши. Одновременно через фурмы 5 подается кислород. Получаемые в процессе жидкофазного восстановления и газификации горячие восстановительные газы 17 через патрубок 6 подаются в распределительное устройство 10 печи металлизации 2. В печь металлизации 2 через засыпное устройство 9 загружается ванадийсодержащее рудное сырье 18, например, окатыши. Получаемый в процессе восстановления в печи 2 металлизованный ванадийсодержащий продукт 19 поступает через загрузочное устройство 12 в дуговую электропечь 3. В электропечь также поступает ванадийсодержащий полупродукт 20 из газификатора 1, работающего в смешанном режиме, а также ванадийсодержащий шлак 21. Отработанный в шахтной печи 2 газ через патрубок 11 отводится как экспортный газ 22.
В дуговой электропечи 3 с помощью электроэнергии, подаваемой через электроды 13 и топливно-кислородные горелки 14, осуществляется процесс плавления шихты с получением легированной ванадием стали. При необходимости в электропечь может загружаться небольшое количество металлического скрапа. Экспортный газ 22 также может использоваться как добавка 23 к природному газу при его сжигании в топливно-кислородных горелках 14.
Преимуществом данного способа является снижение себестоимости продукции за счет замены природного газа, применяемого для получения восстановительного газа, любым углеродсодержащим продуктом, в том числе отходами. Кроме того, концентрация ванадия в стали повышается в 2-3 раза (до 0,5-1,5%) за счет замены стального скрапа и чугуна в шихте дуговых электропечей ванадийсодержащими полупродуктами и шлаком, получаемыми при работе газификатора в смешанном режиме. Дополнительно, расход природного газа, применяемого в топливно-кислородных горелках электропечей, может быть снижен на 15-20% за счет использования экспортного газа, получаемого после процессов восстановления в печи металлизации.
В случае использования в процессе в качестве ванадийсодержащего рудного сырья титаномагнетитовых руд стальной продукт также дополнительно легируется хромом, титаном, никелем, кобальтом, молибденом и другими легирующими элементами, а получаемые шлаки, наряду с ванадием, концентрируют титан, алюминий, магний, редкие и рассеянные элементы, что дополнительно улучшает качество стали и повышает экономичность процесса за счет возможности дальнейшей переработки шлаковой фазы с извлечением указанных элементов [6].
Литература
1. Бескоксовая переработка титаномагнетитовых руд // В.А. Ровнушкин, Б. А. Боковиков, С.Г. Братчиков и др. М.: Металлургия, 1988, 246 с.
2. Смирнов Л.А., Дерябин Ю.А., С.В.Шаврин. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. Челябинск: Металлургия (Челябинское отделение), 1990, 255 с.
3. Corex (R), Revolution in Ironmaking. Voest Alpine Industrianlagenbau. Linz. 1994, р. 21.
4. Развитие бескоксовой металлургии. Н.А. Тулин, В.С. Кудрявцев, С.А. Пчелкин и др. М., Металлургия, 1987, 328 с.
5. Металлургия чугуна. Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвисхнев А.Н. и др. М.: Металлургия, 1998. - 512 с.
6. Резниченко Б.А., Садыхов Т.Б., Карязин И.А. Титаномагнетиты - сырье для новой модели производства. Металлы, 1997, N 6, с. 3-7.

Claims (3)

1. Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали, включающий загрузку сырья в шахтную печь, его металлизацию и последующую плавку металлизованного сырья в дуговой электропечи, отличающийся тем, что из ванадийсодержащего сырья дополнительно получают ванадийсодержащий полупродукт и шлак в плавильном газификаторе с жидкой ванной при газификации угля и углеродсодержащих материалов с одновременным получением горячего восстановительного газа, который с температурой 850-1050oC и с расходом 2000-2700 м3/т сырья подают в шахтную печь для металлизации ванадийсодержащего сырья, при этом получаемый ванадийсодержащий полупродукт и шлак используют в качестве дополнительной металлошихты для процесса плавки в дуговой электропечи.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переработке подвергают ванадийсодержащее рудное сырье в виде окатышей.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что экспортный газ, получаемый в шахтной печи, используют для плавки в дуговой электропечи в качестве топливной добавки в топливно-кислородных горелках.
RU98115858A 1998-08-11 1998-08-11 Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали RU2167944C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115858A RU2167944C2 (ru) 1998-08-11 1998-08-11 Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115858A RU2167944C2 (ru) 1998-08-11 1998-08-11 Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98115858A RU98115858A (ru) 2000-06-10
RU2167944C2 true RU2167944C2 (ru) 2001-05-27

Family

ID=20209757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98115858A RU2167944C2 (ru) 1998-08-11 1998-08-11 Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2167944C2 (ru)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296165C2 (ru) * 2005-05-04 2007-03-27 Ооо "Твинн" Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления
RU2296166C2 (ru) * 2005-05-13 2007-03-27 Анатолий Владимирович Николаев Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления
RU2318024C1 (ru) * 2006-04-13 2008-02-27 ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ" Способ бескоксовой переработки рудного сырья с получением легированной ванадием стали
RU2337971C1 (ru) * 2007-03-12 2008-11-10 Региональное уральское отделение Академии инженерных наук РФ Способ производства стали с использованием металлизированного железорудного сырья
RU2399680C2 (ru) * 2008-09-04 2010-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака
RU2423530C2 (ru) * 2009-03-10 2011-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием
RU2433188C2 (ru) * 2008-09-03 2011-11-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Способ выплавки стали и сплавов в замкнутом энерго-металлургическом цикле
RU2503724C2 (ru) * 2012-04-20 2014-01-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки титаномагнетитовых руд
RU2740547C2 (ru) * 2018-09-07 2021-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Способ выплавки стали и сплавов в замкнутом энергометаллургическом цикле

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5407179A (en) * 1992-05-26 1995-04-18 Fior De Venezuela Fluidized bed direct steelmaking plant

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5407179A (en) * 1992-05-26 1995-04-18 Fior De Venezuela Fluidized bed direct steelmaking plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РОВНУШКИН В.А. и др. Бескоксовая переработка титаномагнетитовых руд. - М.: Металлургия, 1988, с.246. Химия, технология и применение ванадиевых соединений: Тезисы докладов III Всесоюзного совещания в г. Качканаре. - Свердловск, 1979, с.114-116. "Iron and Steel End", 1990, 67, № 6, с.21-25. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296165C2 (ru) * 2005-05-04 2007-03-27 Ооо "Твинн" Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления
RU2296166C2 (ru) * 2005-05-13 2007-03-27 Анатолий Владимирович Николаев Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления
RU2318024C1 (ru) * 2006-04-13 2008-02-27 ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ" Способ бескоксовой переработки рудного сырья с получением легированной ванадием стали
RU2337971C1 (ru) * 2007-03-12 2008-11-10 Региональное уральское отделение Академии инженерных наук РФ Способ производства стали с использованием металлизированного железорудного сырья
RU2433188C2 (ru) * 2008-09-03 2011-11-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Способ выплавки стали и сплавов в замкнутом энерго-металлургическом цикле
RU2399680C2 (ru) * 2008-09-04 2010-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака
RU2423530C2 (ru) * 2009-03-10 2011-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием
RU2503724C2 (ru) * 2012-04-20 2014-01-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки титаномагнетитовых руд
RU2740547C2 (ru) * 2018-09-07 2021-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Способ выплавки стали и сплавов в замкнутом энергометаллургическом цикле

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4340420A (en) Method of manufacturing stainless steel
US4804408A (en) A mill arrangement and a process of operating the same using off gases to refine pig iron
RU2167944C2 (ru) Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали
MXPA96005042A (en) Method for the direct use of chromium mineral in the production of stainless steel
CN113265549A (zh) 用富氧侧吹熔炼炉处理红土镍矿和不锈钢冶金废料的方法
Roth et al. PRIMUS, a new process for recycling by-products and producing virgin iron
RU2337971C1 (ru) Способ производства стали с использованием металлизированного железорудного сырья
RU2287017C2 (ru) Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали, горячих металлизованных окатышей и ванадиевого шлака
CN116867912A (zh) 直接还原过程中的排出气体回收
US6582492B1 (en) Method for producing melt iron
RU2282665C2 (ru) Рекуперативный способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с прямым легированием ванадием стали
WO2001086006A2 (en) Improved process for the production of stainless steels and high chromium steels and stainless steelproduced thereby
CN120958147A (zh) 用于在电弧炉中由低碳直接还原铁生产铁水或其合金的方法
Eketorp Energy considerations of classical and new iron-and steel-making technology
Zervas et al. Direct smelting and alternative processes for the production of iron and steel
RU2217505C1 (ru) Способ переработки никельсодержащего железорудного сырья
EP0950117B1 (en) A method for producing metals and metal alloys
JPS6036613A (ja) 含ニツケルステンレス素溶鋼の製造方法
Chatterjee A critical appraisal of the present status of smelting reduction-Part I From blast furnace to Corex
JP2895247B2 (ja) 製鋼炉の操業方法
US4412862A (en) Method for the production of ferrochromium
RU2318024C1 (ru) Способ бескоксовой переработки рудного сырья с получением легированной ванадием стали
Sarma et al. A review of coal-based direct ironmaking processes
Moore An examination of the new direct smelting processes for iron and steelmaking
CN116949236A (zh) 一种分步还原非高炉生产钢铁的方法及系统