Способ доменной плавки титано-магнетитовых руд

 

СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД, включающий :загрузку в печь сырья и кокса, подачу в фурмы нагретого, обогащенного кислородом дутья, природного газа, выпуск чугуна и шлака, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь чугуна и улучшения его качества, при превышении концентрации титана в чугуне сверх 0,20% увеличивают расход природного газа на 0,15-0,20% по отношению к дутью и одновременно снижают основность шлака на 0,005-0,010 на каждые 0,01% превышения концентрации титана , а при концентрации титана в чугуне менее 0,15% снижают расход природного газа и увеличивают основность шлака в тех же пределах. сл с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по ДелАм изоБРетений и ОТКРнтий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ j (21) 3493926/22-02 (22) 27.09.82 (46) 15.04.84. Бюл. ¹ 14 (72) В.В. Волков, Б.М. Герман, Б.В. Ипатов, Е.И. Лейсов, В.С. Новиков, В.В. Филиппов, А.А. Фофанов, В.В. Фролов, А.В. Ченцов и С.В.Шаврин (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и

Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР (53) 669.162.2(088.8) (56) 1. Производство чугуна. Технологическая инструкция ТИ 78ч-77. Н.

Тагил. 1977. ,(54)(57) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД, включающий

„.ЯО„„A (дц С 21 В 5/00 загрузку в печь сырья и кокса, подачу в фурмы нагретого, обогащенного кислородом дутья, природного газа, выпуск чугуна и шлака, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь чугуна и улучшения его качества, при превышении концентрации титана в чугуне сверх 0,203 " увеличивают расход природного газа на 0,15-0,207 по отношению к дутью и одновременно снижают основность шлака на 0,005-0,010 на каждые

0,01% превышения концентрации титана, а при концентрации титана в чугуне менее 0,15Х снижают расход природного газа и увеличивают основность шлака в тех же пределах.

108б015 Ог0, H f oáli в горне печи Не

H II K 2 IT J I H H 1 J I H C b 11 Р 1 л 2 В г И е Т к т Я и и С Т Ы е

МЯ С СЫ >i В МЕ HI>IIIPH С f Е11Е НК ПРОЯВЛЯ

ЛИСЬ ЦРУГИЕ ОССИО::>".С1!!Hÿ, СВЯЗЯННЫЕ с IJосстяповле1-:кем .итягя.;1еобходлмO

-Г1 Обы срс ц11 ес фактике с., Ос соцержяПРЕДС JIB! E . ГО P 3 CÒ1> С ИИ" ОС т-I P2BHO I 0

0,207, Таким сбразом,. возникает задача изыскать ирке:"и Обеспечивающие

ПОЦДЕРЖЯНИЕ С Г>ЕЦН ГO СО LIB PCßEI Èß ТИ тана В чугуне ряв -ым или меньше 0,27

ЦЕЛЬ 1300PPТ ПИЯ вЂ” СНИЖЕНИЕ ПОуказанная цель цс1сткгяeтся тем что cОГТ!яспО с пос 0(1 IIJIяВ!cи титянО мэ гнети-. Овых -::у1, В.,:.лю IRIO!!!е 1у за=P JiÇ КУ Б . 1С:"-IЬ "; РЬ:.. Il ECOICCB, .ПОЦЯЧУ в 11г>.рс >»1 пягрстого с Оогяшспссого кислорсдом д";-.:ья, пр,-:род саго язя>

Выг:.,ск :.угуна к шлака ilpvi превышении

l> !Hi",,C1i т1- 1ЦИ1=, "-КТЯ;1Я H >с i>1 1Е СВЕРХ

0,207 увеличивают -расход природного гя JO ия О. 1з--О. 202 пс: o i ношеНН!О К ЦУТЬ10 И ОДНОВРЕМЕIIHO СEIHJKGIOT основн".с гь шпака ня 0,005-0>010 на

1-.эжцьс и 01/ !Ipc> Jb!H!c!II .:H 1сонцентрации титана я пр1H косгц нтряции титана в чугунке менее 0 I 57> снкжэют рас хсц пркродноГО гэ за и увели.>HBBIo T

oc1;oв . Ость шлак::; "ех .".е пределах

Газ=- ия содержание в чуг -нс тгуцновосс. IHIiovHMI ilc зле гентов об": ясня,: СЯ ТОМ „>IIО ЗНЯ>1И-ЕЛЬИ; — iß .-IЯСТЬ ИХ

HGcс тасlявлиеяется ". Вс>1сoкoтем еря. турпых зо :ях пе 111., !Iр-слегяюших к фур>1

МС НПЫМ О"-1 =11 ЯМ, . >РИ ПОНИ. CCHV>H HJIH ПО темпе ра (ур >. здесь >i; >! iUÿются и1>и

110ÍÈ ц1стг 1 > 0 it Об —,p> Ивя& Т При пони>кепке содержа.:,ия H!2ня H кремния з чт Г He . П11H:том Об:. спечив2PтсЯ

ВОзм х ГО. ь оста .".. Ть с рец1>ии темпера>,SPIV!H i Pi)B !li-:, H= ..1 Ее В ЧВ а 11СТОВ ПЛЯВ

IcH нс.изменлLI!1 путс ." изс cii ния расхода

КОКСа В СОО>ВЕТСтВКИ С КоэффКЦИЕНтОМ замены ко;сэ лрHpc;;Jнмм 1 язОм. Бряк

XV...-1cCКИ ЭТО:З .: .-сас-.т > Ч С, ПОСЛЕ ИЗМЕНОВ ИЯ Р2 ХС с! HIP>!POI!HOГС VP3ß И кз1>сн с>ния ОспОВИОс ти 011хт»1„00е спеЧИВЯК;СЕМ У1СЯЭЯ11110Е ИЗМЕНЕНКС OC егоaност1 шляха, тег> IOHoc состос ние печи,, я слсдовяте. IF>Ho, H с 1пержэние серы

В чу -> E: тсодд ер:и-:Вяю з =.:Яцянных ГреИзобретение относится к черной металлургии, а именно к производству в доменных печах природно-легированного ванадием чугуна ия титаномагнетитовых руд. 5

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки титаномагнетитовых руд, включающий загрузку в печь ти- 1О таномагнетитового сырья и кокса, подачу в фурмы нагретого, обогащенного кислородом дутья, природного газа, выпуск чугуна и шлака. Этот способ обеспечивает низкое содержа- 15 терь чугуна и улучшение качества ние кремния в чугуне, в пределах чугуна.

О, 1-0,37., что способствует улучшению показателей как доменного, так и последующих переделов. Так в кон— вертерном переделе получаются шлаки 20 с повышенным содержанием пятиокиси ванадия, что в свою очередь улучшает показатели химического передела шлака на техническую пятиокись ванадия и феррованадий (1 J. 25

Однако известному способу присущи следующие недостатки: отсутствуют ограничения на содержание титана в чугуне и указания на приемы, способствующие уменьшению степени его восстановления, хотя известно, что именно титан, содержащийся в загружаемых в доменную печь шихтовых материалах, осложняет технологию плавки. с (2iAibe1c 1 ac!=>цейс -В-;-1Я пркрр-IHOI o

В условиях доменчой печи окислы титана восстанавливаются с образованием тугоплавких соединений на основе, двухвалентного титана„ которые вследствие ограниченной растворимости в чугуне выделяются из расплава ня контактных поверхностях металл-шлак„ Вы111е lии р2схОдя при1>ОцнОГО Газа шлак-кокс, затрудняя коагуляцию капель металла, ухудшая дренаж прод;ктов плавки и активизируя зарастяние горна неплавкими массами. Внешними проявлениями этих осложнений являются повышенные потери металла со шлаком, затруднения при остановках печи иэ-за заливки фурм шлаком, повышенная трудоемкость горновых операций и ухудшение показателей работы печей к концу кампании иэ-за уменьшения емкости горна. Поддержание содержания кремния в чугуне на указанном низком уровне (0,1-0,37) не обеспечивает стабильных показателей работы печи в течение всей кампавии.

1086 ты печи следующие:

511 7

Расход кокса, кг/т чугуна

479

5,2

Основность шлака

1,10

1,10

0,13 55

0,22

0,12

Si

0,24

0,027

0,041 делах, как обычно, путем корректировки теплосодержания дутья и рудной нагрузки.

Положительное влияние увеличения основности шлака при низком содержании титана в чугуне проявляется в том, что с помощью этого приема компенсируют низкий резерв тепла в доменной печи. При превышении верхнего значения оптимального содержа- 10 ния титана в чугуне и соответствующем увеличении резерва тепла в печи целесообразно использовать это обстоятельство и реализовать возможность экономии топлива за счет умень-15 шения расхода флюсующих добавок.

По практическим данным изменение расхода природного газа на 0,15-0,20 к дутью является минимальной нормой воздействия, необходимой для измене- 20 ния содержания титана в чугуне на

0,01 . Превышение этой нормы нежелательно, так как более значительные изменения расхода природного газа (а, следовательно, и отклоне- 25 ния от оптимального значения) будут связаны или со снижением коэффициента замены кокса газом, или с увеличением расхода кокса.

Пример 1. В качестве базового объекта принята доменная печь

Нижнетагильского комбината НТИК объемом 2700 м, выплавляющая

1,8 млн. т ванадиевого чугуна в год по известному способу, включающему загрузку в доменную печь качканарских титансодержащих агломерата и ока тышей, их проплавленке и поддержание заданного состава чугуна путем регу лирования теплового состояния печи 40 и основности шихты. Содержание кремния в чугуне поддерживают в пределах 0,1-0,3 .

В период плавки показатели рабоСуточное производство, т

Расход кокса, кг/т чугуна 467

Расход природного газа, % к дутью

Содержание в чугуне, :

O1:

Потери металла со шла- I ком, кг/т чугуна 9,1

Как виг,но из приведенных данных, содержание титана в чугуне ниже оптимального интервала (0,15-0,20%).

В результате низкого химического резерва тепла в печи содержание серы в чугуне выше допустимого техническими условиями предела. Уменьшение среднего содержания серы в чугуне путем повьш ения среднего уровня нагрева продуктов плавки, т.е. за счет увеличения как физического, так и химического резерва тепла, приводит к ухудшению дренажа титанистых расплавов через коксовую насадку вследствие отклонения от оптимального температурного уровня и снижению показателей работы печи.

По предлагаемому способу для обеспечения среднего содержания титана в чугуне в пределах 0,15 — 0,20 расход природного газа снижают на

0,15-0,20% к дутью и увеличивают основность шлака 0,005-0,01 единицы на каждую 0,01% отклонения содержания титана.

В этом примере расход природного газа необходимо снизить на 15 (0,150,13) = 0,3 к дутью, т.е. на

0,9 тыс. м5/ч, и одновременно увеличить основность шлака на 0,5(0,150,13)=0,01 единицы, т.е. расход известняка повысить на 2 кг/т чугуна.

В результате уменьшения расхода природного газа на О,Э . к дутью теоретическая температура горения у фурм повышается на 15-18 С и средо нее содержание титана в чугуне возрастает до уровня 0,15 . Соответственно, до базового уровня увеличивается обессеривающая способность шлака.

Пример 2. Показатели работы печи следующие:

Среднесуточное производство, т 4900

Расход природного газа, к дутью

Основность шлака

Содержание в чугуне, 1086015

Потери металла со шпаком, кг/т чугуна 15,4

Составитель Н. Дунаев

Редактор Н. Киштулинец Техрец Т.Дубинчак КоРРектоР А. Дзятко

Заказ 2187/25 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

Как видно из этих данных, содержание титана в чугуне выше предела его растворимости, что приводит к повышенным потерям металла, зарастанию горна неплавкими массами, ухудшению условий дальнейшего передела чугуна и снижению качества товарного конвертерного шлака.

По предлагаемому способу для,обеспечения среднего содержания титана в чугуне ниже 0,2 расход природного газа увеличивают на 0,15-0,20Х к дутью и уменьшают основность шлака на

0,005-0,01 единицы на каждую 0 01Х отклонения.

В этом примере расход природного газа необходимо повысить на 20(0, 220,20)=0,4Х к дутью, т.е. на

1,2 тыс. м (ч, и одновременно сни3 зить основность шлака на 0,5(0,220,20)=0,01 единицы, т.е. уменьшить расход известняка на 2 кг/т чугуна.

В результате увеличения расхода природного газа температуры в зонах, примыкающих к фурменным очагам, I снижаются на 15-18 С, что и обеспечивает необходимое снижение содержания титана в чугуне. Одновременно в связи с высоким химическим резервом тепла в печи реализуется воэможность уменьшения основности шлака с целью экономии кокса.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение потерь металла с греналью и неплавкими массами, высокопроизводительную работу печи в течение всей кампании, снижение себестоимости чугуна за счет экономии кокса и железорудных материалов.

Снижение содержаний титана в чугуне на 0,01Х уменьшает потери железа на 0,6-0,8 кг/т чугуна. Эти данные подтверждены промышленными иссле-! дованиями на доменных печах, При го= довой выплавке ванадиевого чугуна

2,5 млн. т, из которых 40Х чугуна имеет среднее содержание титана

0,23Х, экономический эффект составляет 116 тыс. руб. в год. Ожидаемый годовои экономический эффект от применения изобретения составляет

116 тыс. руб. в год.