Способ передела низкокремнистых ванадиевых чугунов в конвертере

 

СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОКРЕМНИСТЫХ ВАНАДИЕВЫХ ЧУГУНОВ В КОНВЕРТЕРЕ , включающий ввод кремния из передельного чугуна в низкокремнистый ванадиевый чугун,присадку окалины на полученный расплав , продувку кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения ванадия КЗ чугуна в шлак, выхода годного металла и производительности передела в целом путем улучшения теплового баланса плавки, расплдв, состоящий из 55-95% ванадиевого и 5-45% передельного чугунов, с со§ держанием 0,16-0,25% кремния и 0,30-0,60% ванадия, подвергают де (Л ванадации при удельном расходе окалины 65-90 кг на t т расплава и положении продувочной фурмы над условным уровнем спокойной ванны 25-35 калибров до завершения процессов окисления ванадия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 151) С 21 С 5/28

Ю

3!.д„$ L 4) ) j < ° гу

НАЩ 1y,y танич@;щ 13

«ь ио ц д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3490876/22-02 (22) 22.09.82 (46) 07.04,84, Бюл.й- 13 (72) Б.Д. Червяков, С.П. Киселев, В.Т. Арнаутов, B.ß. Литовский и M.Ï. Клюев (71) Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И. Ленина и Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов. (53) 669. 184. 123 {088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 316727, кл. С 21 С 5/28, 1960.

2. Смирнов Л.А. и др. Особенности и показатели передела низкокремнистых ванадиевых чугунов в кислородных конвертерах. В сб.

"Комплексная металлургическая переработка железных руд", труды Урал НИИЧМ, Свердловск, 1975, т. 23, с. 48. (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОКРЕМНИСТЫХ ВАНАДИЕВЫХ ЧУГУНОВ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий ввод кремния из передельного чугуна в низкокремнистый ванадиевый чугун,присадку окалины на полученный рас-. плав, продувку кислородом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения ванадия из чугуна в шлак, выхода годного металла и производительности передела в целом путем улучшения теплового баланса плавки, расплав, состоящий из 55-95% вайадиевого и 5-45% передельного чугунов, с содержанием 0,16-0,25% кремния и

0,30-0 60% ванадия, подвергают деванадации при удельном расходе окалины 65-90 кг на 1 т расплава и положении продувочной фурмы над условным уровнем спокойной ванны

25-35 калибров до завершения процессов окисления ванадия.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переделе природнолегированны ванадийсодержащих чугунов в кислородных конвертерах.

Известен способ передела ванадиевых чугунов в конвертерах, включающий заливку чугуна, присадку окалины и продувку его окислительным газом f1) .

Недостатком способа является осложнение при переделе низкокремнистых ванадиевых чугунов с содержа нием кремния в пределах О, 15-0,25 .

Это связано с тем, что из-за дефицита тепла при низких содержаниях кремния затрудняются процессы шлакообразования и, как следствие этого, снижается степень извлечения ванадия иэ металла в шлак. Дефицит тепла покрывается за счет экзотермическнх реакций .окисления железа чугуна путем продувки при повьппенном положении фурмы над уровнем ванны, что приводит к снижению выхода годного металла и получению к концу плавки шлаков с высоким содержанием окислов железа и относительно низким содержанием пятиокиси ванадия.

Наиболее близким по технической, сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ передела низкокремнистых чугунов, включающий ввод кремния из передельного чугуна в низкокремнистый чугун,присадку окалины на полученный расплав и продувку кислородом;(2) .

Однако данный способ хотя и позволяет перерабатывать ванадиевый чугун с содержанием кремния О, 150,25Х, но при переходе на более низкое содержание кремния (0,05-0,15 ) в связи с дальнейшим обострением I теплового баланса плавки и ухудшением процессов шлакообразования степень извлечения ванадия из металла снижается, а выход годного металла уменьшается не только за счет увеличения угара железа, но и sa счет снижения расхода железосодержащего охладителя — окалины. Кроме того, недостатком способа является низкая производительность, обусловленная малой интенсивностью продувки.

Цель изобретения — повьппение степени извлечения ванадия из чугуна в шлак, увеличение выхода годного ме талла и производительности передела

l084305

2 в целом путем улучшения теплового баланса плавки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела вана5 диевых чугунов в конвертере, включающему ввод кремния из передельного чугуна в ниэкокремнистый ванадиевый чугун, присадку окалины на полученный расплав и продувку кислородом, 10 расплав, состоящий из 55-95Х ванадиевого и 5-45 передельного чугунов, с содержанием 0,15-0,25 кремния и

0,30-0,60 ванадия, подвергают деванадации при удельном расходе окалины 65-90 кг на 1 т расплава, интенсивности кислородного дутья

1,6-3,.5 м /мин на 1 т расплава и положении продувочной фурмы над условным уровнем спокойной ванны

25-35 калибров до завершения процессов окисления ванадия.

В качестве кремнийсодержащего материала применяют жидкий передельный чугун.

25 Смешивание низкокремнистого ванадиевого и передельного чугунов производят в миксере.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Доливка в ванадиевый чугун с низким содержанием кремния передельного чугуна с последующей выдержкой в течение 0,5-0,75 ч позволяет получить расплав с- усред35 ненным химическим составом и оптимальным содержанием кремния в пределах 0,15-0,25Х. Выдержка после доливки передельного чугуна менее

0,5 ч недостаточна для полного

40 усреднения полученного расплава а более 0,75 ч нецелесообразна из"-за снижения производительности мик- серов. Пределы содержания кремния в расплаве 0,15-0,25Х позволяют стабилизировать процесс ванадиевого передела. При содержании в расплаве ниже 0,15 ухудшаются процессы шлакообраэования и увеличивается угар железа вследствие

50 отрицательного теплового баланса, а при содержании кремния вьппе

0,25 увеличивается продолжительность плавки и получаются объединенные шлаки вследствие их разбавления окислами кремния и железа.

При.переделе полученного расплава в конвертере интенсивность продувки в пределах 260-450 м /мин обеспечивает нормальные ход плавки

1084305

45 и скорости процессов обезуглероживания и деванадации. При интенсивности продувки менее 260 м /мин увеличивается продолжительность плавки, замедляется протекание окисли- 5 тельно-восстановительных реакций вследствие недостаточного перемешивания ванны, а при интенсивности продувки более 450 м /мин возможны отставание процессов деванада" 1О ции от процессов обезуглероживания и осложнения при переделе полупродукта в сталь из-за низкого содержания в нем углерода.

Продувка металла с расстояния 1 менее 25 калибров от уровня условно спокойного металла ведет к повышенному износу кислородной фурмы, а при расстоянии более 35 калибров металл переокисляется и увеличива- gp ется опасность выбросов.

При смешивании ванадиевого и передельного чугунов в расплав .переходит и ванадий, содержащийся в передельном чугуне в количестве д5

0,1-0,3Х, Ванадий в передельном чугуне образуется не только вследствие поступления его в шихту доменной плавки с сырьем, но и от неизбежного его накопления в результате

ЭО использования одних и тех же транспортировочных средств (чугуновозных ковшей, транспортеров, вагонов и т.п.) и мест складирования сырья при производстве на одном предприятии ванадиевого и передельного чугуна.

Расход окалины увеличивается пропорциональной повышению кремния в расплаве. При ее расходе ниже

65 кг/т расплава создаются неблаго40 приятные условия для деванадации,при расходе более 90 кг/т из-за холодного хода плавки затормаживаются окислительно-восстановительные процессы.

Использование низкокремнистого

;ванадиевого чугуна в смеси с передельным в оптимальном их соотношении .:позволяет стабилизировать технологию

М передела ванадиевых чугунов, прибли- 50 зить шихтовку плавки к стандартной, повысить выход годного металла.за счет увеличения расхода окалины иснижения угара железа, увеличить степень извлечения ванадия не только 55 за счет оптимизации технологии передела но и путем утилизации ванадия передельного чугуна.

Пример 1. В миксер с ванадиевым чугуном в количестве 800 т следующего состава, :

С 4,41

Ип Q,2б

Si 0;05

P 0,08

S 0,027

Ti. 0,09

V 0,60 доливают передельный чугун, содержащий, С 4,46

Ип 0,34

Si 0,75

P 0,18

S 0,030

Ti Сл

V. 0,10 из расчета получения кремния

0,20% по следующему соотношению:

800 0,75

0 20 0 05, 11 = 160 т, где Яп — количество доливаемого передельного чугуна, т, 0,75; 0,20; 0,05 — содержание кремния в передельном чугуне, в смеси и в ванадиевом чугуне соответственно.

После выдержки в миксере 0,75 ч полученный расплав следующего состава,Х:

С 4,42

Ип 0,27

Si 0,20

Р . 0,09

S 0,029

Ti 0,08

V 0,54 в количестве 165 т заливают в конвертер. На расплав присаживают

13 т (80,0 кг/т расплава) окалины и ведут продувку кислородом с расстояния фурми от уровня ванны

25 калибров и интенсивностью дутья

260 м /мин в течение 7 мин. По окончанию продувки получают металл-полупродукт с содержанием yr" лерода с 3,1Х и ванадия 0,02Х и ванадиевый шлак с содержанием 20,8 . пятиокиси ванадий. Выход годной стали при переделе полученного полупродукта в сталь составляет 86,5, продолжительность всей плавки,21 мин.

Пример 2. В .миксер с ванадиевым чугуном в количестве 1000 т следующего состава, Х:

1084305

С 4,40

Мп 0,27

Si 0,10

P 0,06

S 0,028

Ti 0,12

V 0,44 доливают передельный чугун,содержащий,Х:

С 4,45

Мп 0,35

Si 0,63

Р 0,020

S О, 030

Ti Сл ° у

V 0,30 из расчета получения кремния

О, 15Х по следующему соотношению

1000 0,63

О, 15-0, 10 ™П

После выдержки в миксере 0,5 ч полученный расплав следующего состава,X:

С 4,41

Мп 0,28

Si 0,15

Р 0,07

S 0,028

Ti 0,10

V 0,43 в количестве 165 т заливают в конвертер. На расплав присаживают

10,5 т окалины (80 кг/т расплава) и ведут продувку кислородом с расстояния фурмы от уровня ванны

30 калибров и интенсивностью дутЬя

300 м /мин в течение 6 мин. По окончании продувки получают металлполупродукт с содержанием углерода

3,2Х и ванадия 0,02Х и ванадиевый шлак с содержанием 22,77. пятиокиси ванадия. Выход годной стали при переделе полученного полупродукта в сталь составляет 86,67, продолжительность всей плавки 20 мин.

Пример 3. В миксер с ванадиевым чугуном в количестве 900 т следующего состава,7.:

С 4,3

Мп 0,24

Si 0,14

P 0,07

S 0,024

Ti 0,16

V 0,49 доливают передельный чугун, содержащий, .:

С 4,6

Мп 0,32

Si 0,82

P О, 19.

S О, 036

10 .

Ti Сл., V 0,20 из расчета получения кремния 0,25Х по следующему соотношению

900 0,82, (= 120

Qo 025014

После выдержки в миксере 0,5 ч полученный расплав следующего состава,X:

С 4;4

Мп 0,25

Si 0,25

P 0,08

0,026

Ti 0,14

V 0,46 в количестве 165 т заливают в конвертер. На расплав присаживают

14,8 т окалины (90 кг/т расплава) и ведут продувку кислородом с рас.стояния фурмы над уровнем ванны

35 калибров и интенсивностью дутья

450 м /мин, в течение 6,5 мин. По

З5 окончании продувки получают металл-полупродукт с содержанием углерода З,ОХ, ванадия 0,027 и ванадиевый шлак с содержанием 19,6Х пятиокиси ванадия.

Выход годной стали при переделе полученного полупродукта в сталь составляет 86,8, продолжительность всей плавки 18 мин.

Данные примеров в сравнении с ба45 зовым способом приведены в таблицах

1 и 2.

Предлагаемый способ передела позволяет увеличить выход годной

50 стали на 0,4-1,07, степень извлечения ванадия на 0,6-1,47 и производительность конвертеров на 8,5Х.

Годовой экономический эффект составляет более 350 тыс.рублей.

1084305

Таблица 1 технико-экономические показатели предлагаемого способа передела ванадиевых чугунов в сравнении с базовым, способом

Содержание ванадия в чугуне,X

Количество

Содержание кремния в чугуне,X

Расчугуна в расплава, т/нлавку ход окаВ смеВанаВ смеси лины, кг/т диевом си уровня ванны

Передельного расплава ров

Пред- 145 20 0,05 0,75 0,20 0,60 0,10 0,54 80 25 лагаемый

153 12 0 10 0,63 0 15 0,44 0 30 0,43 65 30

0,49 0,20 0,46 90 35

147 18 0,14 0,82 0,25

0,50

165 —. 0 15

Базовый

165

0,30

0,60

165

О, 050,14

0,400,60

Продолжение табл. 1 о260 7 22 96,7 86,5 83,2 17,5 0,88

300 6 21 96,6 86,6 82,6 30,0 2,5

450 6,5 21 96,8 82,8 48,9 48,9 2,4

23 96,2 86,1 82,0

250 8

250 8

250 8

Базо вый

23 95,9 85,8 81,8

23 96,1 86,1 81,8

Способ передела

Предлага. емый

Э

Ванадиеного

Ванадиевом

Пере-дельном

Передельном

Расстояние фурми от при продувке, калиб

45 37,5

60 37,5

45-63 37,5

1084305

Таблица 2

Химический состав чугуна 7

КоличестИзрасходовано чу.гуна в смеси,т

Способ передела

Передельного

Всего плавок

23 3300 495 3795 4,3 0,29 0,20 0,38 0,08 0,08 0,026

20 3300 — 3300 4,3 0,25 0,10 0,41 0,10 0,07 0,028.

Опыт.

Срав.

Продолжение табл. 2

Выход полуИзрасходовано окалины,т

Перешпо ванадия в шлак з передельногочугуна

Всего,т продукта,%

276 98,5 87,6 11,73 0,41 0,83

Опыт.

160 97 0 86 5 11 08

Срав.

Составитель М. Прибавкин

Техред.Л.Микеш Корректор А. Тяско

Редактор И. Касарда

Загаз 1927/19

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Способ передела

Ванадиевого

Выход годной стали,X тонн кг/т пере. дельного чугуна