[go: up one dir, main page]

RU2419658C2 - Железофлюс ванадийсодержащий - Google Patents

Железофлюс ванадийсодержащий Download PDF

Info

Publication number
RU2419658C2
RU2419658C2 RU2009113098/02A RU2009113098A RU2419658C2 RU 2419658 C2 RU2419658 C2 RU 2419658C2 RU 2009113098/02 A RU2009113098/02 A RU 2009113098/02A RU 2009113098 A RU2009113098 A RU 2009113098A RU 2419658 C2 RU2419658 C2 RU 2419658C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
vanadium
flux
content
agglomerate
Prior art date
Application number
RU2009113098/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009113098A (ru
Inventor
Марат Риматович Гильманов (RU)
Марат Риматович Гильманов
Федор Павлович Николаев (RU)
Федор Павлович Николаев
Сергей Александрович Загайнов (RU)
Сергей Александрович Загайнов
Борис Сулейманович Тлеугабулов (RU)
Борис Сулейманович Тлеугабулов
Владислав Анатольевич Михалёв (RU)
Владислав Анатольевич Михалёв
Валентин Васильевич Филиппов (RU)
Валентин Васильевич Филиппов
Анатолий Александрович Киричков (RU)
Анатолий Александрович Киричков
Алексей Владиславович Кушнарёв (RU)
Алексей Владиславович Кушнарёв
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
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 Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") filed Critical Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
Priority to RU2009113098/02A priority Critical patent/RU2419658C2/ru
Publication of RU2009113098A publication Critical patent/RU2009113098A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2419658C2 publication Critical patent/RU2419658C2/ru

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к проплавке в доменных печах ванадийсодержащего железорудного сырья. Предложен состав ванадиевого агломерата, используемого для выплавки ванадиевого чугуна в качестве ванадийсодержащего железофлюса, содержащего окислы железа, кальция, кремния, марганца и ванадия и серу. Содержание указанных компонентов выбирается из следующих условий: V2O5/Feобщ≥0,005; CaO/SiO2=3÷9,5; Мnобщ=0,2÷2%. Содержание серы в нем не превышает 0,08%. Использование железофлюса предлагаемого состава обеспечит выплавку ванадиевого чугуна надлежащего качества с более низкими удельными расходами кокса и железорудных материалов при повышенной производительности печи и более высокой степенью извлечения ванадия в чугун. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству в доменных печах передельного ванадийсодержащего чугуна.
Известен способ доменной плавки титано-магнетитового сырья [1], применяемый на Нижнетагильском металлургическом комбинате, заключающийся в совместной проплавке окатышей основностью 0,3-0,5, агломератов и флюсов в виде сырых карбонатов щелочно-земельных металлов. Расход сырых флюсов составляет 10-12 кг/т чугуна на каждые 10% окатышей от массы железорудной шихты.
Основным недостатком данного способа является необходимость дополнительных затрат тепла в доменной плавке на разложение карбонатов, что приводит к повышенному расходу кокса и пониженной производительности печи.
Данный недостаток устраняется использованием в качестве флюса, вместо сырых карбонатов щелочно-земельных металлов, высокоосновного агломерата - железофлюса.
Известен состав высокоосновного агломерата [2], мас.%: SiO2 3-6; СаО 10-30; MgO 2,0-6,5; Al2O3 0,5-1,5; MnO 1-4; FeO 12-18; Fe2O3 45-55.
Недостатком данного изобретения является то, что в составе агломерата отсутствуют соединения ванадия и высокое содержание марганца. Использование этого агломерата в качестве флюса для выплавки ванадиевого чугуна недопустимо, так как приводит [4] к недостаточному содержанию ванадия и чрезмерно высокому содержанию марганца в металле, что не обеспечивает получения должного состава товарного ванадиевого шлака при дальнейшей переработке.
Более близким по технической сущности и достигаемому результату является состав агломерата, приведенный в п.4 формулы изобретения [3] и который содержит, мас.%:
Fe 49-52
Fe2O3 45,3-47,3
FeO 22,9-24,9
SiO2 5,1-7,1
Al2O3 1,8-2,6
СаО 5,8-11,22
MgO 2,2-3,1
V2O5 1,0-1,47
MnO 2,41-2,56
Cr2O3 2,01-2,13
TiO2 2,9-4,1
P2O5 0,04-0,06
С 0,42-0,52
Основность (CaO/SiO2) этого ванадиевого агломерата заявлена в пределах 0,7-2,2, и он может использоваться в качестве железофлюса ванадийсодержащего при значениях основности ближе к верхнему пределу. В составе агломерата выдержано необходимое соотношение V2O5/FeOобщ, но ограничение по содержанию марганца, при повышенном расходе агломерата, может привести к получению некондиционного чугуна [4].
Основным же недостатком данного изобретения является относительно невысокая основность агломерата, что, с одной стороны, затрудняет использование его в качестве флюса, с другой - не в полной мере обеспечивает требуемые металлургические свойства (восстановимость, размягчаемость, прочность) [5, стр.167-169; 6, стр.143-146]. При малых расходах подобного агломерата сырые карбонатные флюсы выводятся из доменной шихты не полностью. При высоких расходах подобного агломерата его металлургические свойства будут оказывать существенное влияние на показатели доменной плавки. Еще одним недостатком указанного изобретения является отсутствие в требованиях к составу материала ограничения по содержанию серы, что также может привести к получению некондиционного чугуна [4].
Задачей настоящего изобретения является получение и использование в доменной плавке вместо сырых карбонатных флюсов высокоосновного агломерата - железофлюса ванадийсодержащего, отличающегося повышенными металлургическими свойствами. Это обеспечит выплавку ванадиевого чугуна надлежащего качества с более низкими удельными расходами кокса и железорудных материалов при повышенной производительности печи и более высокой степенью извлечения ванадия в чугун.
Поставленная цель достигается тем, что состав железофлюса ванадийсодержащего ограничивается следующими условиями:
V2O5/FeOобщ≥0,005
CaO/SiO2=3÷9,5
Мnобщ=0,2÷2%.
Дополнительно предусматривается ограничить в составе железофлюса содержание серы - не более 0,08%.
Выбранное ограничение по соотношению окислов ванадия и железа в железофлюсе обеспечивает требуемое содержание ванадия в чугуне.
Выбранная основность (CaO/SiO2) железофлюса, помимо полного исключения сырого известняка из доменной шихты при соответствующих его расходах, формирует структуру агломерата, состоящую преимущественно из однокальциевого феррита, который является наиболее легковосстановимым сложным соединением железа. К преимуществам материала, состоящего из однокальциевого феррита, относятся также высокая холодная и горячая прочность и весьма узкий температурный интервал размягчения [6, стр.143-146]. Основность более 3 исключает наличие в составе железофлюса хрупкого стекла [5, стр.167-168]. Основность менее 9,5 ограничивает образование в составе железофлюса трудновосстановимого двухкальциевого феррита [6, стр.144].
Исключение из состава доменной шихты карбонатных флюсов имеет еще ряд положительных моментов, а именно: снижение концентрации углекислого газа в сухой области доменной печи, снижение удельного выхода колошниковых газов, стабилизация теплового состояния распара и заплечиков. Снижение концентрации углекислого газа в сухой области доменной печи усиливает косвенное восстановление за счет смещения равновесия реакции
Figure 00000001
в прямом направлении. Данная реакция в отличие от реакции прямого восстановления экзотермическая. Снижение удельного выхода колошниковых газов уменьшает потерю с ними тепла и вынос пыли. При наличии известняка в шихте, он в любом случае приходит в высокотемпературные зоны дискретно и локально, что объясняется как относительно небольшим его расходом, так и возможностями применяемых загрузочных устройств. Стабилизация теплового состояния распара и заплечиков (при отсутствии карбонатов) способствует более полному восстановлению ванадия и увеличению коэффициента извлечения ванадия в чугун. Все это также обеспечивает повышение технико-экономических показателей плавки.
Пределы содержания в железофлюсе марганца обусловлены задачей, с одной стороны, улучшения условий для десульфурации чугуна и снижения карбидообразования титана, с другой - получение из ванадиевого передельного чугуна кондиционного товарного ванадиевого шлака [4].
Дополнительное ограничение по содержанию в железофлюсе серы минимизирует вероятность получения некондиционного чугуна.
Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. В частности, в составе аглошихты для получения железофлюса возможно использование дополнительно окалины, железо- и ванадийсодержащих шламов и шлаков (например, сталеплавильных и ферросплавных), руд и концентратов.
Пример конкретного выполнения.
Железофлюс ванадийсодержащий получали в процессе окускования методом агломерации. В состав агломерационной шихты входили следующие компоненты: смесь аглоотсева и аспирационной пыли, колошниковая пыль от доменных печей, выплавляющих ванадиевый чугун из окускованного сырья Качканарского месторождения, марганцевый концентрат Жайремского ГОК, известняк, коксовая мелочь. Средний состав шихты для производства железофлюса приведен в табл.1.
Таблица 1
Состав агломерационной шихты
Компонент Расход
% кг/т
1 смесь аглоотсева и аспирационной пыли 65,3 784
2 колошниковая пыль 8,9 107
3 известняк 21,2 255
4 марганцевый концентрат 2,5 30
5 коксовая мелочь 2,1 25,2
Спекание железофлюса осуществлялось на агломашине МАК-75. Процесс спекания железофлюса характеризовался следующими средними параметрами:
- влажность шихты - 6,5-7,0%;
- высота слоя шихты - 290-300 мм;
- разрежение перед эксгаустером - 873 мм вод.ст.;
- скорость аглоленты - 1,36 м/мин;
- температура зажигания шихты - 1053°С;
- расход газа на зажигание - 530 м3/час (6,6 м3/т);
- доля возврата - 15,8%.
Средневзвешенный химический состав полученного железофлюса представлен в табл.2.
Исходная доменная шихта состояла из окатышей (естественной основностью ~0,3) и офлюсованного агломерата Качканарского ГОК, кокса, марганцевой добавки, известняка, что соответствует шихте по способу [1]. Соотношение в шихте окатышей КГОК и агломерата КГОК поддерживалось постоянным - 60:40. Плавки проводилась на доменной печи объемом 2200 м3 и включали три периода:
период 1 - работа по способу [1];
период 2 - работа с использованием агломерата по прототипу [3];
период 3 - работа с использованием в шихте железофлюса ванадийсодержащего по предлагаемому изобретению (работа с использованием агломерата по патенту [2] не рассматривалась, так как расчетное содержание ванадия в чугуне составляет менее 0,4% при расходе данного материала свыше 5%).
В опыте по прототипу в качестве железофлюса и вместо марганцевой добавки и части известняка использовался демпферный ванадиевый агломерат вышеприведенного состава (основностью 2,2).
В опыте по предлагаемому изобретению вместо марганцевой добавки и всего известняка использовался железофлюс ванадийсодержащий, следующего состава, мас.%:
Таблица 2
Feобщ СаО SiO2 CaO/SiO2 V2O5 Мnобщ V2O5/Feобщ
43,02 25,765 5,58 4,61 0,35 1,00 0,008
Расход железофлюса (демпферного ванадиевого агломерата) как по прототипу, так и по предлагаемому изобретению составлял 10% от общей массы рудной части шихты. Независимые параметры доменной плавки находились на неизменном уровне.
В процессе проведения испытаний фиксировали качество чугуна и шлака, производительность печи, расход кокса, вынос колошниковой пыли, коэффициент распределения ванадия между чугуном и шлаком (Lν=[V]/(V)), коэффициент извлечения ванадия (КИВ) в чугун. Результаты испытаний представлены в таблице 3.
Таблица 3
Показатели работы доменной печи
Показатели Периоды
1 2 3
Содержание в шихте, %
марганцевый агломерат 0,4 - -
известняк 3,8 2 -
железофлюс (демпферный агломерат) - 10 10
Производительность печи, т/сут 5490 5380 5804
Расход кокса, кг/т: 412 400 383
Расход железа, кг/т 978 970 965
Вынос колошниковой пыли, кг/т чугуна 31 30 25
Степень использования СО без СО2 флюса, % 48,8 49,2 50,8
Химсостав чугуна, %: Si 0,08 0,08 0,08
Mn 0,31 0,34 0,31
S 0,02 0,019 0,020
V 0,42 0,46 0,430
Ti 0,15 0,16 0,15
Основность шлака, ед. 1,24 1,24 1,24
Lν ([V]/(V)), ед. 3,544 3,963 4,513
КИВ, % 81,9 82,7 84
Результаты, приведенные в таблице 3, наглядно показывают, что применение железофлюса ванадийсодержащего заявляемого состава способствует значительному повышению производительности печи, снижению расхода кокса, удельного расхода железа и выноса пыли, а также увеличению КИВ.
По условиям выплавки кондиционных по содержанию серы чугунов в промышленных условиях оценен и рекомендуется предел по содержанию серы в железофлюсе ванадийсодержащем - не более 0,08% (табл.4).
Таблица 4
Влияние содержания серы в железофлюсе при различном его расходе на содержание серы в чугуне
Содержание железофлюса в шихте, % Содержание S в железофлюсе, % [S]
5 0,08 0,018
0,09 0,019
0,1 0,019
10 0,08 0,019
0,09 0,020
0,1 0,022
15 0,08 0,024
0,09 0,026
0,1 0,03
20 0,08 0,029
0,09 0,032
0,1 0,035
Анализ приведенных результатов показывает, что заявляемый состав железофлюса ванадийсодержащего, при использовании последнего в доменной плавке титаномагнетитов, обеспечивает получение передельного ванадийсодержащего чугуна надлежащего качества и способствует повышению технико-экономических показателей производства.
Источники информации
1. Патент России № 2063443, заявл. 1993.08.06, опубл. в БИ 1996.07.10.
2. Патент России № 2146296, заявл. 1999.07.06, опубл. в БИ 2000.03.10.
3. Патент России № 2124563, заявл. 1998.01.15, опубл. в БИ 1999.01.10.
4. Стандарт предприятия СТП 102-12-2005. Чугун ванадиевый.
5. Металлургия чугуна / под ред. Ю.С.Юсфина. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: ИКЦ Академкнига, 2004. 774 с.
6. Леонтьев Л.И. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. [Текст] / Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Шаврин С.В., Шумаков Н.С. // М.: Металлургия, 1997. - 432 с.

Claims (2)

1. Ванадиевый агломерат, используемый для выплавки ванадиевого чугуна в качестве ванадийсодержащего железофлюса, содержащий окислы железа, кальция, кремния, марганца и ванадия и серу, отличающийся тем, что содержание указанных компонентов выбирается из следующих условий:
V2O5/Feобщ≥0,005
CaO/SiO2=3÷9,5
Мnобщ=0,2÷2%.
2. Агломерат по п.1, отличающийся тем, что содержание серы в нем не превышает 0,08%.
RU2009113098/02A 2009-04-07 2009-04-07 Железофлюс ванадийсодержащий RU2419658C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009113098/02A RU2419658C2 (ru) 2009-04-07 2009-04-07 Железофлюс ванадийсодержащий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009113098/02A RU2419658C2 (ru) 2009-04-07 2009-04-07 Железофлюс ванадийсодержащий

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009113098A RU2009113098A (ru) 2010-10-20
RU2419658C2 true RU2419658C2 (ru) 2011-05-27

Family

ID=44023550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009113098/02A RU2419658C2 (ru) 2009-04-07 2009-04-07 Железофлюс ванадийсодержащий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2419658C2 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB545418A (en) * 1939-10-26 1942-05-26 Marvin J Udy Improvements connected with the production of iron alloys
RU2124563C1 (ru) * 1998-01-15 1999-01-10 Седых Анатолий Михайлович Шихта для выплавки ванадиевого чугуна
RU97120190A (ru) * 1997-12-15 1999-09-27 Б.Л. Александров Способ производства агломерата с повышенными потребительскими свойствами

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB545418A (en) * 1939-10-26 1942-05-26 Marvin J Udy Improvements connected with the production of iron alloys
RU97120190A (ru) * 1997-12-15 1999-09-27 Б.Л. Александров Способ производства агломерата с повышенными потребительскими свойствами
RU2124563C1 (ru) * 1998-01-15 1999-01-10 Седых Анатолий Михайлович Шихта для выплавки ванадиевого чугуна

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009113098A (ru) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tangstad et al. Pretreatment unit in ferromanganese production
Piatak et al. Metallurgical slags: environmental geochemistry and resource potential
Holtzer et al. The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process
Ahmed et al. Parameters affecting energy consumption for producing high carbon ferromanganese in a closed submerged arc furnace
RU2600788C2 (ru) Способ повышения степени восстановления при выплавке ферросплава
Matinde et al. Metallurgical overview and production of slags
EA036823B1 (ru) Извлечение металлов из богатых кальцием материалов
Hils et al. Conventional and tailored Mn‐bearing alloying agents for the production of high manganese steels
RU2369639C2 (ru) Шихта для производства чугуна
CN110195142A (zh) 提高转炉提钒钒收率的方法
KR102606028B1 (ko) 금속성 공급원료 물질의 제련 방법
RU2419658C2 (ru) Железофлюс ванадийсодержащий
US20140060251A1 (en) Process of the production and refining of low-carbon dri (direct reduced iron)
Polyakov Technology of ferronickel
Yusfin et al. The role of alkalis and conserving resources in blast-furnace smelting
JP5344162B2 (ja) 錫の製錬方法
CN109477158A (zh) 制造具有不同的含锰、镍和钼的材料添加的含铬和铁的团块的方法
RU2237722C1 (ru) Брикет - компонент доменной шихты
EP3693478A1 (en) Process for refining steel and dephosphorization agent used in said process
WO2019161202A2 (en) Upgrading ores and concentrates that contain iron and one or more metals via selective carbothermic reduction and smelting process
RU2303070C2 (ru) Способ промывки горна доменной печи
CN116287560B (zh) 一种半钢同时脱磷增锰的方法
Park et al. Metal/Slag separation behavior of CCA with various slag systems and effect of slag composition on the content of sulfur and phosphorus in iron nugget
CN107619902A (zh) 一种电炉兑加铁水喷吹高炉瓦斯灰的工艺
RU2716554C1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170408