RU2122587C1 - Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units - Google Patents
Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122587C1 RU2122587C1 RU97116868A RU97116868A RU2122587C1 RU 2122587 C1 RU2122587 C1 RU 2122587C1 RU 97116868 A RU97116868 A RU 97116868A RU 97116868 A RU97116868 A RU 97116868A RU 2122587 C1 RU2122587 C1 RU 2122587C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- slag
- scrap
- cast iron
- melt
- Prior art date
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 title abstract description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 title abstract 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 2
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000237503 Pectinidae Species 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000048 melt cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к переделу ванадиевых чугунов в сталеплавильных агрегатах. The invention relates to the field of ferrous metallurgy, namely to the redistribution of vanadium cast irons in steelmaking units.
Известен способ передела ванадиевых чугунов в конвертерах с продувкой жидкого металла кислородом сверху, включающий ограничение интенсивности ввода кислорода пределами 1,5-3,0 м3/т•мин и температурой окончания деванадации 1420oС [1] - Смирнов Л.А. и др. Сталь, 1976, N 7, с. 547-561. Однако этот способ не обеспечивает высокой степени извлечения ванадия в товарный ванадиевый шлак и не позволяет получить большие размеры зерна шпинелида, что затрудняет последующий передел ванадиевого шлака в товарную пятиокись ванадия.There is a method of redistributing vanadium cast irons in converters with a liquid metal purge with oxygen from above, including limiting the intensity of oxygen input to 1.5-3.0 m 3 / t • min and the end-devavation temperature of 1420 o C [1] - L. Smirnov et al. Steel, 1976, N 7, p. 547-561. However, this method does not provide a high degree of extraction of vanadium into commercial vanadium slag and does not allow to obtain large grain sizes of spinel, which complicates the subsequent conversion of vanadium slag into commercial vanadium pentoxide.
Известен способ передела ванадиевых чугунов в конвертерах с использованием стального лома в количестве 5 - 12% от массы чугуна при соотношении легковесного и общего количества лома (0,6 - 0,8):1 с предварительным его прогревом до 400 - 700oC.A known method of redistributing vanadium cast iron in converters using steel scrap in an amount of 5 - 12% by weight of cast iron with a ratio of lightweight and total scrap (0.6 - 0.8): 1 with its preliminary heating to 400 - 700 o C.
Стальной лом за счет химического взаимодействия с жидким чугуном успевает раствориться за скоротечный период деванадации, что наряду с уменьшенным расходом лома и соответственно количеством непрореагировавших ее окислов позволяет снизить анизотропию свойств шлака и уменьшить содержание металловключений в нем. Более низкая концентрация балластных примесей в стальном ломе по сравнению с окалиной и чугуном способствует увеличению концентрации V2O5 в ванадиевом шлаке.Due to chemical interaction with molten iron, steel scrap manages to dissolve during the short-term devanadation period, which, along with a reduced scrap consumption and, accordingly, the amount of unreacted oxides, can reduce the anisotropy of slag properties and reduce the content of metal inclusions in it. A lower concentration of ballast impurities in steel scrap compared to scale and cast iron contributes to an increase in the concentration of V 2 O 5 in vanadium slag.
Существенное улучшение качества шлака обеспечивается предварительным равномерным нагревом стального лома перед стадией деванадации чугуна. Это достигается присадкой лома в конвертер на высокотемпературный ванадиевый шлак, оставленный от предыдущей плавки, и подогревом лома топливокислородным факелом до 400 - 700oC перед заливкой чугуна [2] - А.с. 1425213, C 21 C 5/28, опубл. N 35, 1988.A significant improvement in the quality of slag is provided by preliminary uniform heating of steel scrap before the stage of cast iron devanation. This is achieved by adding scrap to the converter on the high-temperature vanadium slag left from the previous melting, and heating the scrap with a fuel-oxygen torch to 400 - 700 o C before casting iron [2] - А.с. 1425213, C 21 C 5/28, publ. N 35, 1988.
Недостатком данного способа является то, что лом предварительно нагревается непосредственно в конвертере, что ведет к дополнительному расходу топлива и увеличению продолжительности плавки. The disadvantage of this method is that the scrap is preheated directly in the converter, which leads to additional fuel consumption and an increase in the duration of smelting.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ передела ванадиевых чугунов дуплекс - процессом с предварительным извлечением ванадия в конвертере и последующим получением легированной стали в мартеновской печи, отличающийся тем, что с целью снижения расхода ферросплавов, повышения производительности и извлечения ванадия, в мартеновскую печь заливают высокоуглеродистый полупродукт и ванадиевый полупродукт с температурой 1480 - 1590oC при массовом соотношении (4 - 9):1 [3], а.с. 1186647, C 21 C 5/04, опублик. в бюл. N 39, 1985.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method for redistributing vanadium cast iron duplex - a process with preliminary extraction of vanadium in a converter and subsequent production of alloy steel in an open-hearth furnace, characterized in that in order to reduce the consumption of ferroalloys, increase productivity and extract vanadium, in the open-hearth furnace, a high-carbon intermediate and a vanadium intermediate with a temperature of 1480 - 1590 o C with a mass ratio of (4 - 9): 1 [3], and.with. 1186647, C 21 C 5/04, published. in bull. N 39, 1985.
Недостатками данного изобретения является то, что в технологической цепочке связаны два сталеплавильных цеха. Причем ванадиевый чугун перерабатывается в конвертере с получением ванадиевого полупродукта и ванадиевого шлака с последующей перевозкой полупродукта в мартеновский цех, а это транспортные издержки и организационные трудности. Кроме того в мартеновскую печь заливают полупродукты ванадиевый и передельный в определенных соотношениях, а это тоже дополнительные организационные трудности. The disadvantages of this invention is that in the process chain are connected two steelmaking workshops. Moreover, vanadium cast iron is processed in a converter to produce vanadium intermediate and vanadium slag, followed by transportation of the intermediate to the open-hearth workshop, and this is transportation costs and organizational difficulties. In addition, vanadium and conversion products in certain proportions are poured into the open-hearth furnace in certain proportions, and these are also additional organizational difficulties.
Задачей изобретения является передел ванадиевых чугунов в сталеплавильном агрегате с получением кондиционного ванадиевого шлака. The objective of the invention is the redistribution of vanadium cast iron in a steelmaking unit to obtain a conditional vanadium slag.
Поставленная задача достигается тем, что первую стадию процесса ведут в мартеновской печи, в которую предварительно заваливают стальной лом в количестве 10 - 18% от массы жидкого ванадиевого чугуна и нагревают его до 1300 - 1350oC, после чего заливают ванадиевый чугун и продувают расплав окислительным газом через две сводовые фурмы с расходом 1200 - 1300 м3/ч на каждую фурму, а окислитель-охладитель присаживают по достижении температуры расплава 1400oC при соотношении массы окислителя-охладителя к массе стального лома (0,08 - 0,20):1, соответственно, при достижении содержания ванадия в металле не более 0,03% охлаждение расплава прекращают и скачивают ванадиевый шлак, который нагревают газофакельными горелками для повышения его жидкотекучести и облегчения его схода, при этом часть высокотемпературного шлака оставляет в печи для нагрева стального лома следующей плавки. А в качестве охладителя-окислителя используют прокатную окалину и/или легковесный лом.The task is achieved in that the first stage of the process is carried out in an open-hearth furnace, into which steel scrap is preliminarily poured in the amount of 10 - 18% by weight of liquid vanadium cast iron and heated to 1300 - 1350 o C, after which vanadium cast iron is poured and the melt is purged with oxidative gas through two arch tuyeres with a flow rate of 1200 - 1300 m 3 / h for each tuyere, and the oxidizing agent-cooler is seated when the melt temperature reaches 1400 o C with the ratio of the mass of oxidizing agent-cooler to the mass of steel scrap (0.08 - 0.20): 1, respectively, at dos To reduce the vanadium content in the metal by not more than 0.03%, melt cooling is stopped and vanadium slag is downloaded, which is heated by gas torches to increase its fluidity and to facilitate its descent, while part of the high-temperature slag is left in the furnace for heating steel scrap of the next melting. And as a coolant-oxidizer use mill scale and / or lightweight scrap.
Способ производства ванадиевого шлака и стали в мартеновской печи включает в себе две стадии. The method for the production of vanadium slag and steel in an open-hearth furnace includes two stages.
На первой стадии проводится окисление Ti, Si, Mn, V. Для более полного окисления ванадия температурный режим на первой стадии поддерживается в пределах не более 1400oC, для чего расплав охлаждается окалиной или легковесным ломом с хорошо развитой поверхностью, как правило, существенно оксидированной.At the first stage, Ti, Si, Mn, V is oxidized. For a more complete oxidation of vanadium, the temperature regime at the first stage is maintained within 1400 o C, for which the melt is cooled by scale or lightweight scrap with a well-developed surface, usually substantially oxidized .
Применение легковесного лома для охлаждения расплава предпочтительнее, так как в нем значительно меньше балластных примесей, что способствует увеличению концентрации V2O5 в шлаке.The use of lightweight scrap for cooling the melt is preferable, since it has significantly less ballast impurities, which contributes to an increase in the concentration of V 2 O 5 in the slag.
Предварительно нагретый лом сам является источником оксидов железа, играющих важную роль в процессе деванадации чугуна, т.е. образовании ванадиевой шпинели. Стальной лом за счет химического взаимодействия с жидким чугуном успевает раствориться за скоротечный период даванадации, что позволяет снизить анизотропию свойств шлака и уменьшить содержание металловключений в нем. Более низкая концентрация балластных примесей в стальном ломе по сравнению с окалиной и чугуном способствует увеличению концентрации V2O5 в ванадиевом шлаке. Существенное улучшение качества шлака обеспечивается предварительным равномерным нагревом стального лома перед стадией деванадацией чугуна. Это достигается присадкой лома в мартеновскую печь на высокотемпературный ванадиевый шлак, оставленный от предыдущей плавки, и подогревом лома до температуры 1300-1350oC перед заливкой чугуна.Pre-heated scrap is itself a source of iron oxides, which play an important role in the process of iron devanation, i.e. the formation of vanadium spinel. Due to chemical interaction with molten iron, steel scrap manages to dissolve during the short-term davadation period, which reduces the anisotropy of slag properties and reduces the content of metal inclusions in it. A lower concentration of ballast impurities in steel scrap compared to scale and cast iron contributes to an increase in the concentration of V 2 O 5 in vanadium slag. Significant improvement in the quality of slag is provided by a preliminary uniform heating of steel scrap before the stage of cast iron devanation. This is achieved by adding scrap to the open-hearth furnace on high-temperature vanadium slag left from the previous smelting, and heating the scrap to a temperature of 1300-1350 o C before pouring cast iron.
В процессе продувки ванны окислы кремния, титана, марганца при температурах периода деванадации совместно с частью окислов железа и окислами элементов чугуна образуют жидкую фазу (силикатную составляющую), в которой происходит формирование кристаллов шпинелида правильной геометрической формы. In the process of purging the bath, the oxides of silicon, titanium, manganese at the temperatures of the devanation period together with a part of the iron oxides and the oxides of the iron elements form a liquid phase (silicate component) in which spinelide crystals of the correct geometric shape are formed.
Углерод известен как интенсификатор кипения, что играет в процессе массопереноса свою положительную роль. В то же время, кипение ванны способствует восстановлению ванадия
V3+_→ V2+_→ V0
В предлагаемом техническом решении шпинелеобразующие окислы нейтрализуют этот процесс и способствуют более полной деванадации при одновременном вспенивании ванны. По мере роста ванадиевого шпинелида (как показывает рентгеноструктурный и минералогический анализ проб шлака, отобранных в ходе и в конце деванадации) трехвалентные окислы ванадия и железа, находящиеся во внешней поверхности зерна, изоморфно замещаются трудновосстановительными окислами титана, что существенно уменьшает склонность окислов ванадия к обратному переходу в металл и позволяет значительно повысить стабильность результатов деванадации в условиях более высоких температур по сравнению с известными способами деванадации чугунов.Carbon is known as a boiling intensifier, which plays a positive role in the process of mass transfer. At the same time, boiling the bath helps restore vanadium
V 3+ _ → V 2+ _ → V 0
In the proposed technical solution, spinel-forming oxides neutralize this process and contribute to a more complete devanadation while foaming the bath. As vanadium spinelide grows (as shown by X-ray diffraction and mineralogical analysis of slag samples taken during and at the end of devanadation), trivalent oxides of vanadium and iron located in the outer surface of the grain are isomorphically replaced by refractory titanium oxides, which significantly reduces the tendency of vanadium oxides to reverse transition into metal and can significantly increase the stability of the results of devanalization at higher temperatures in comparison with the known methods of devanadation of cast iron well.
Предложенное техническое решение осуществляется следующим образом. На первой стадии процесса в печь загружают стальной лом в количестве 10-18% от массы жидкого чугуна. Для поддержания содержания CaO в шлаке на низком уровне после завалки лома на порогах подсыпают гребешки высотой до 100 мм из магнезитового порошка. После прогрева лома до температуры 1300-1350oC в печь заливают ванадиевый чугун. После слива чугуна металл продувают кислородом через две сводовые фурмы. При этом расход кислорода на каждую фурму составляет 1200-1300 м3/ч. Для предотвращения повышенного нагрева расплава и увеличения коэффициента ошлакования ванадия уровень погружения фурм устанавливают на границе шлак-металл.The proposed technical solution is as follows. At the first stage of the process, steel scrap is loaded into the furnace in an amount of 10-18% by weight of molten iron. To maintain the CaO content in the slag at a low level after filling the scrap on the thresholds, scallops are poured up to 100 mm high from magnesite powder. After heating the scrap to a temperature of 1300-1350 o C, vanadium cast iron is poured into the furnace. After draining the cast iron, the metal is purged with oxygen through two arched lances. In this case, the oxygen consumption for each lance is 1200-1300 m 3 / h. To prevent increased heating of the melt and increase the vanadium slagging coefficient, the lance immersion level is set at the slag-metal interface.
По ходу продувки замеряется температура металла и отбираются пробы для определения остаточного содержания ванадия в металле. During the purge, the metal temperature is measured and samples are taken to determine the residual vanadium content in the metal.
При достижении температуры металла 1400oC в печь присаживают легковесный лом или окалину. С появлением на окисленной поверхности лома вьюститного слоя скачкообразна возрастает скорость окисления железа.Upon reaching a metal temperature of 1400 o C in the furnace planted lightweight scrap or scale. With the appearance of a wustite layer on the oxidized surface, the rate of iron oxidation jumps.
В результате в период нагрева лома в окислительной атмосфере мартеновской печи поверхность лома оксидируется, что облегчает проведение процесса деванадации, образование ванадиевой шпинели (FeO, MnO, Fe2O3, Cr2O3, TiO, V2O5).As a result, during the heating of scrap in the oxidizing atmosphere of the open-hearth furnace, the scrap surface is oxidized, which facilitates the process of devanadation and the formation of vanadium spinel (FeO, MnO, Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , TiO, V 2 O 5 ).
После достижения остаточной величины ванадия в металле не более 0,03% охлаждение расплава прекращается. Для повышения жидкотекучести и лучшего скачивания ванадиевый шлак несколько нагревают за счет использования газопламенных горелок. Это позволяет гетерогенный высоковязкий при низкой температурах ванадиевый шлак приблизить по вязкости к гомогенному и обеспечить его скачивание в чашу. After reaching a residual vanadium value in the metal of not more than 0.03%, the cooling of the melt stops. To increase fluidity and better download, vanadium slag is heated somewhat by the use of gas-flame burners. This allows the vanadium slag, which is highly viscous at low temperatures, to be brought closer to homogeneous in viscosity and to ensure its downloading into the bowl.
После скачивания шлака разделывается выпускное отверстие и полупродукт выпускается в сталеразливочные ковши. After downloading the slag, the outlet is cut out and the intermediate is discharged into steel-pouring ladles.
Пример 1. Example 1
В 430 тонную мартеновскую печь заваливают стальной лом в количестве 30 т, подсыпают пороги небольшим количеством магнезитового порошка. После прогрева металлошихты до температуры 1300-1350oC в печь заливают ванадиевый чугун в количестве 350 т, следующего химсостава %: C - 4,5; V - 0,45; Si - 0,24; Mn - 0,25; Ti - 0,25; Cr - 0,08; P - 0,05; S - 0,030 и имеющий температуру 1300-1320oC.In a 430 ton open-hearth furnace, steel scrap is poured in an amount of 30 tons, thresholds are poured with a small amount of magnesite powder. After heating the metal charge to a temperature of 1300-1350 o C, vanadium cast iron is poured into the furnace in an amount of 350 tons, the following chemical composition%: C - 4.5; V - 0.45; Si 0.24; Mn 0.25; Ti 0.25; Cr 0.08; P is 0.05; S - 0.030 and having a temperature of 1300-1320 o C.
Продувку металла на первой стадии процесса ведут через две сводовые фурмы с расходом кислорода 1200-1300 м3/ч на каждую фурму. Для снижения угара металла и предотвращения быстрого его нагрева кислородные фурмы находятся на границе шлак-металл.The metal purge at the first stage of the process is carried out through two arched tuyeres with an oxygen flow rate of 1200-1300 m 3 / h for each tuyere. To reduce the burning of the metal and prevent its rapid heating, oxygen lances are located at the slag-metal interface.
Через 10-15 мин продувки замеряется температура металла и при достижении ее 1400oC в печь заваливают 7 т легковесного лома или окалины. При этом в расплаве интенсивно идет процесс окисления примесей с образованием ванадиевых шпинелей. Отбираются пробы для определения остаточного ванадия в металле. Через 25-30 мин продувки при достижении содержания ванадия в металле 0,03% охлаждение расплава прекращают и начинают скачивать шлак. Шлак скачивают через среднее завалочное окно. Для облегчения скачивания шлак несколько нагревают продувкой газопламенными горелками (вспенивают), шлак становится жидкоподвижным, что способствует более легкому скачиванию его в чашу.After 10-15 minutes of purging, the metal temperature is measured and when it reaches 1400 o C, 7 tons of lightweight scrap or scale are dumped into the furnace. In this case, the process of oxidation of impurities with the formation of vanadium spinels is intensively in the melt. Samples are taken to determine the residual vanadium in the metal. After 25-30 minutes of purging, when the vanadium content in the metal reached 0.03%, the cooling of the melt was stopped and slag started to download. Slag is downloaded through the middle filling window. To facilitate the download, the slag is somewhat heated by blowing with gas-flame burners (foaming), the slag becomes liquid-moving, which contributes to its easier downloading into the bowl.
После скачивания шлака разделывают выпускное отверстие и полупродукт выпускают в сталеразличочные ковши. При выпуске полупродукта топливо отключают, что ведет к загустению шлака и часть его остается в печи. Оставшийся ванадиевый шлак в печи ускоряет процесс деванадации на следующей плавке и повышает содержание V2O5 в шлаке. В конкретном примере содержание V2O5 в шлаке было 13,47%.After downloading the slag, the outlet is cut and the intermediate is discharged into steel ladles. When the intermediate product is released, the fuel is turned off, which leads to slag thickening and part of it remains in the furnace. The remaining vanadium slag in the furnace accelerates the devanadation process in the next heat and increases the V 2 O 5 content in the slag. In a specific example, the content of V 2 O 5 in the slag was 13.47%.
Пример 2. Example 2
В мартеновскую печь заваливают стальной лом в количестве 32 т. После нагрева металлошихты в печь заливают 345 т чугуна, содержащего, %: Si 0,24; V 0,48; с температурой 1325oC. При достижении температуры расплава 1410oC в него присаживают 7 т окалины. При содержании ванадия в расплаве 0,03% шлак скачивают, содержание V2O5 в шлаке - 9,3%.32 tons of steel scrap are poured into the open-hearth furnace. After heating the metal charge, 345 tons of cast iron containing in%: Si 0.24; V 0.48; with a temperature of 1325 o C. Upon reaching the melt temperature of 1410 o C, 7 tons of scale are planted in it. When the vanadium content in the melt is 0.03%, the slag is downloaded, the V 2 O 5 content in the slag is 9.3%.
Пример 3. Example 3
В печь заваливают 33 т стального лома, заливают чугун с температурой 1360oC, содержащего, %: Si 0,16; V 0,44, в количестве 330 т.33 tons of steel scrap are dumped into the furnace, cast iron is poured with a temperature of 1360 o C, containing,%: Si 0.16; V 0.44, in an amount of 330 tons
При нагреве расплава до температуры 1420oC присаживают 8 т окалины, а при достижении содержания ванадия 0,03% скачивают ванадиевый шлак. Содержание V2O5 в шлаке - 12,28%.When the melt is heated to a temperature of 1420 ° C., 8 tons of scale are added, and when the vanadium content is 0.03%, vanadium slag is downloaded. The content of V 2 O 5 in the slag is 12.28%.
Пример 4. Example 4
В печь заваливают 40 т лома, после прогрева металлошихты до температуры 1310oC заливают 350 т чугуна с содержанием, %: Si 0,17, V 0,46. Расплав нагревают до 1400oC и присаживают 6 т окалины и 8 т легковесного лома, а при достижении содержания ванадия V 0,02% шлак скачивают. Содержание V2O5 в шлаке - 11,04%.40 tons of scrap are dumped into the furnace, after heating the metal charge to a temperature of 1310 o C, 350 tons of cast iron are poured with the content,%: Si 0.17, V 0.46. The melt is heated to 1400 o C and planted 6 tons of scale and 8 tons of lightweight scrap, and when reaching a vanadium content of V 0.02% slag download. The content of V 2 O 5 in the slag is 11.04%.
Пример 5. Example 5
В печь заваливают 45 т стального лома, в металлошихту заливают 330 т чугуна с температурой 1320oC, содержащего, %: Si 0,20; V 0,42. При достижении температуры 1410oC присаживают 6 т окалины, а при содержании ванадия в расплаве 0,02% шлак скачивают, содержание V2O5 в шлаке - 9,84%.45 tons of steel scrap are dumped into the furnace, 330 tons of cast iron with a temperature of 1320 o C are poured into the metal charge, containing,%: Si 0.20; V 0.42. When the temperature reaches 1410 o C, 6 tons of scale are added, and when the vanadium content in the melt is 0.02%, the slag is downloaded, the content of V 2 O 5 in the slag is 9.84%.
Таким образом, наилучшие результаты по деванадации чугуна были достигнуты в примерах 1 и 3. При этом содержание металлошихты находится в пределах 10-18% к массе жидкого чугуна, а содержание охладителя к массе стального лома находится в соотношении (0,08-0,20):1. Thus, the best results on pig iron devanation were achieved in examples 1 and 3. The content of the metal charge is in the range of 10-18% by weight of molten iron, and the content of the cooler to the weight of steel scrap is in the ratio (0.08-0.20 ):one.
Полупродукт из сталеразливочных ковшей переливают в чугуновозные ковши, затем заливают в другую мартеновскую печь и продувают на сталь. The intermediate from steel pouring ladles is poured into cast-iron ladles, then poured into another open-hearth furnace and blown onto steel.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показывает, что предлагаемая технология переработки ванадиевого чугуна в мартеновской печи с получением кондиционного ванадиевого шлака необходимого качества и полупродукта отличается возможностью использования при деванадации стального лома, что является существенным преимуществом. A comparative analysis of the proposed technical solution and prototype shows that the proposed technology for the processing of vanadium cast iron in an open-hearth furnace to produce conditioned vanadium slag of the required quality and intermediate is distinguished by the possibility of using steel scrap during the devanation, which is a significant advantage.
Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "Новизна". Thus, this technical solution meets the criterion of "Novelty."
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении, по их функциональному назначению. Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". The analysis of patents and scientific and technical information did not reveal the use of new significant features used in the proposed solution for their functional purpose. Thus, the present invention meets the criterion of "inventive step".
Конкретное использование предлагаемого технического решения в условиях мартеновского цеха НТМК подтверждает промышленную применимость изобретения. The specific use of the proposed technical solution in the open-hearth workshop of NTMK confirms the industrial applicability of the invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116868A RU2122587C1 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116868A RU2122587C1 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2122587C1 true RU2122587C1 (en) | 1998-11-27 |
| RU97116868A RU97116868A (en) | 1999-02-27 |
Family
ID=20197937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97116868A RU2122587C1 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2122587C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157414C1 (en) * | 1999-07-07 | 2000-10-10 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Method of conversion of vanadium irons in steel making units |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU589258A1 (en) * | 1973-08-03 | 1978-01-25 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of steel-making from vanadium-containing iron in converter |
| GB2027058A (en) * | 1978-06-30 | 1980-02-13 | Nippon Kokan Kk | Process for recovering and utilizing useful substances frommolten metal produced during reduction treatment of slag from an oxygen converter |
| SU1355632A1 (en) * | 1986-07-14 | 1987-11-30 | Днепропетровский Завод Металлургического Оборудования | Method of obtaining vanadium-containing steels |
| SU1425213A1 (en) * | 1986-01-10 | 1988-09-23 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of converter treatment of vanadium pig iron in duplex process |
| SU1541273A1 (en) * | 1987-06-11 | 1990-02-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of devanadizing iron in converter |
| RU2023726C1 (en) * | 1991-09-10 | 1994-11-30 | Товарищество с ограниченной ответственностью - Исследовательско-технологический центр "Нотема" | Lime-vanadium slag and process for manufacturing same |
| RU1352958C (en) * | 1986-02-21 | 1995-03-20 | Нижнетагильский металлургический комбинат | Method for production of microalloyed steel |
-
1997
- 1997-09-30 RU RU97116868A patent/RU2122587C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU589258A1 (en) * | 1973-08-03 | 1978-01-25 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of steel-making from vanadium-containing iron in converter |
| GB2027058A (en) * | 1978-06-30 | 1980-02-13 | Nippon Kokan Kk | Process for recovering and utilizing useful substances frommolten metal produced during reduction treatment of slag from an oxygen converter |
| SU1425213A1 (en) * | 1986-01-10 | 1988-09-23 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of converter treatment of vanadium pig iron in duplex process |
| RU1352958C (en) * | 1986-02-21 | 1995-03-20 | Нижнетагильский металлургический комбинат | Method for production of microalloyed steel |
| SU1355632A1 (en) * | 1986-07-14 | 1987-11-30 | Днепропетровский Завод Металлургического Оборудования | Method of obtaining vanadium-containing steels |
| SU1541273A1 (en) * | 1987-06-11 | 1990-02-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of devanadizing iron in converter |
| RU2023726C1 (en) * | 1991-09-10 | 1994-11-30 | Товарищество с ограниченной ответственностью - Исследовательско-технологический центр "Нотема" | Lime-vanadium slag and process for manufacturing same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Техническая инструкция по производству ванадиевого шлака в конверторах ТИ 102-СТ.КК.66-95. - Н.Тагил, 1993. Смирнов А.А. и др. Повышение эффективности передела ванадиевых шлаков, Сталь, N 7, 1976. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157414C1 (en) * | 1999-07-07 | 2000-10-10 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Method of conversion of vanadium irons in steel making units |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU706170B2 (en) | Process for the production of hydraulic binders and/or alloys, such as, e.g., ferrochromium or ferrovanadium | |
| US3323907A (en) | Production of chromium steels | |
| US3615348A (en) | Stainless steel melting practice | |
| RU2003136330A (en) | METHOD FOR Smelting steel in an electric arc furnace | |
| RU2122587C1 (en) | Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units | |
| WO2020228240A1 (en) | Method for smelting high-quality steel using zinc-containing scrap steel | |
| RU2140458C1 (en) | Vanadium cast iron conversion method | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels | |
| JPH0437136B2 (en) | ||
| RU2070579C1 (en) | Method of high-chromium steels and alloys refining from carbon | |
| SU1754784A1 (en) | Charge for steelmaking in open hearth furnace and method of charging | |
| RU2177508C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| CN113957197A (en) | A converter tapping metallurgical process for reducing large-sized inclusions in bearing steel | |
| RU2091494C1 (en) | Method of smelting steel alloyed with chromium and nickel | |
| SU1033550A1 (en) | Method for making chromium stainless steel | |
| SU1687627A1 (en) | Method of melting steel with up to 5% chromium | |
| RU2294382C1 (en) | Charge for smelting the steel in the arc-furnaces | |
| RU2157414C1 (en) | Method of conversion of vanadium irons in steel making units | |
| RU2384627C1 (en) | Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace | |
| SU821501A1 (en) | Method of steel production | |
| SU1765232A1 (en) | Method of ferroalloy production | |
| SU998517A1 (en) | Method for producing low-carbon steel | |
| RU2149191C1 (en) | Method of steel treatment in ladle | |
| JP3560637B2 (en) | Converter furnace blowing method for stainless steel |