Способ передела ванадиевого чугуна в конвертере

 

СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА ВАНАЦИЕВОГО ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ, включакиций заливку чугуна, присадку охладителей, продувку расплава окислителем при переменном положении фурмы с отделением ванадиевого шлака и получением стали, отличающийся тем, что, с целью повышения расхода металлического лома до 10-30% от массы металлошихты и получения природнолегированной ванадием стали, передел чугуна осуществляют монопроцессом, причем при достижении 0,165-0,25% ванадия в металле интенсивность дутья снижают на 20-40% и увеличивают на 10-30% при достижении содержания углерода и ванадия 0,3-0,8 и О,1СП 0,15% соответственно, а заканчивают продувку при концентрации ванадия с 0,02-0,08%.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕОЪБЛИН

0% О1) Зи1) С 21 С 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;".

К *ВТОРСНОМЪГ СВИДЕГОЬСТВУ

И °

° ««

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0YKPbfAÆ

;(21) 3606742/22-02 (22) 17.06.83 (46) 07.12 ° 84.. Бюл. В 45 (72) Л.А.Смирнов, IO.À.Äåðÿáèí, В.Т.Арнаутов, И.Х.Ромазан, М.А.Третьяков, Б.Д.Червяков, С.П.Киселев, В.Г.Винокуров и Л.В.Довголюк (71) Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И.Ленина н Уральский научно-исследовательский институт черных. металлов (53) 669.184.132(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 581148, кл. С 21 С 5/28, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 453428, кл. С 21 С 5/28, 1974.

3, Производство ванадиевого шлака и стали в конвертерах. Технологическая инструкция ТИ 102-СТ. КК-6683. Нижний Тагил, 1983, с.4-31. (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА ВАНАДИЕВОГО

ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ, включающий заливку чугуна, присадку охладителей, продувку расплава окислителем при переменном положении фурмы с отделением ванадиевого шлака и получением стали, отличающийся тем, что, с целью повышения расхода металлического лома до 10-ЗОЖ от массы металлошихты и получения природнолегированной ванадием стали, передел чугуна осуществляют монопроцессом, причем при достижении О, 165-0,25Х ванадия в металле интенсивность дутья снижают на 20-40Х и увеличивают на

10-30Х при достижении содержания углерода и ванадия 0,3-0,8 и О, 1О, 15Х соответственно, а заканчивают продувку при концентрации ванадия

0,02-0,08X."

1 11279

Изобретения относится к черной металлургии и может быть использовано при переделе ванадиевых чугунов..

Ванадиевые чугуны отличаются, как правило низким содержанием марУ

5 ганца и кремния (не вьппе 0,20-0,25Х каждого) ° При существующей технологии передела таких чугунов дуплекспроцессом конвертер — конвертер во втором конвертере доводке до стали подвергается безмарганцовистый высокоуглеродистый полупродукт.

Трудности конвертерной переработки таких расплавов на сталь заключаются в неразвитом шлакообразовании, повьппенном выносе металла, напряженном тепловом режиме.и т.д.

При переделе низкомарганцовистых ванадиевых чугунов наиболее верным путем представляется переработка их до стали монопроцессом, т.е. с использованием одного конвертера.

Известен способ передела чугуна монопроцессом до стали, в том числе и природнолегированной, с получением основного известково-ванадиевог го шлака, содержащего 20-25Х СаО Я .

Недостатком этого способа является то, что такие шлаки не могут служить сырьем для производства пятиокиси ванадия, так как содержа

30. ние извести в них на 1 0-1 5 порядка превьппает предел 1,5-3 OX установленный действующими стандартами на товарный ванадиевый шлак.

Известен способ продувки ванадие- З5 вого чугуна с промежуточным скачиванием ванадиевого шлака и последующим наведением рафинировочного основного шлака с додувкой полупродукта до стали в том же конвертере (2) . 40

Однако в этом случае содержание

СаО в ванадиевом шлаке последующих плавок не может быть снижено,до требуемых пределов из-за взаимодействия шлака с футеровкой конвертера и остатками сталеплавильного шлака пре" дыдущих плавок. Концентрация СаО в таких ванадиевых шлаках составляет

8-10Х и вьппе. С учетом изложенного промышленнике применение получил пере- 0 дел ванадиевых чугунов дуплекс-процессом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ передела ванадиевого чугуна 55 в конвертере, включающий заливку чугуна, присадку охладителей, продувку расплава окислителем при переменном

06 2 положении фурмы, отделение ванадиевого шлака и получение стали. Передел ванадиевого чугуна. осуществляют дуплекс-процеСсом. На первой стадии ванадиевый чугун продувают в конвертере кислородом при переменном положении фурмы с получением полупродукта и ванадиевого шлака. Перед продувкой и по ходу плавки в конвертер присаживают охладители (окалину, агломерат, твердые металл-полупродукт, ванадиевый чугун, ванадиевый шлак).

После отделения ванадиевого шлака на второй стадии дуплекс-процесса осуществляют продувку расплава кислородом при переменном положении фурмы с получением стали. В качестве охладителей используют металл-полупродукт и металлолом. Используют также шлакообраэующие материалы (руду, известь, известняк, плавиковый шлат, оборотный шлак), присаживаемые до начала и по ходу продувки (3) .

Недостатками известного способа являются низкий расход металлического лома и невозможность получения природнолегированной ванадием стали.

Указанные недостатки связаны с необходимостью присадки в первый конвертер до 6-7Х окислителя-охладителя (окалины) для обеспечения успешной низкотемпературной деванадации чугуна. Кроме того, последующий, двойной перелив полупродукта (сначала i ковш, затем во второй конвертер) с соответствующей потерей тепла исключает возможность использования при выплавке стали из безмаргаицовистого полупродукта значительных количеств металлолома. Практика показала, чтоего количество не может превышать

3-SX от общего расхода металлошихты.

Этот фактор в условиях дефицита чугуна и наличия запасов металлолома мешает наращивать производство стали.

Длительная продувка во втором конвертере полупродукта с 0,03-0,05Х ванадия (для достижения низкого со-. держания углерода) ведет к практически полному окислению ванадия, так что в конверторной стали его остается меньше 0,003-0,005Х, что недостаточно для ее природного легирования.

Эффект микролегирования стали ванадием начинает проявляться при его содержании 0,015-0,025Х. Например, в стали 08Фкп по ГОСТУ должно быть

0,02-0,04Х ванадия.

906

Из данных табл. 11 следует, что при использовании в качестве окислителя-охладителя прокатной окалины оптимальное снижение интенсивности ,дутья на первой ступени передела ванадиевых чугунов составляет 20-40Х от общего расхода окислительного газа (опыты 3-6), à увеличение интенсивности в конце продувки (при достижении концентрации. ванадия в металле около 0,2%) — в пределах 10-30Х.

В опытах с повышенным расходом металлолома, проводимых с целью дальней- . шего снижения расхода жидкого чугуна (опыты 7-!3), придерживались таких же дутьевых параметров, которые, видимо, можно считать оптимальными.

Суммарный расход металлолома и окалины в опытах составляет 10-30% от веса всей шихты. Наилучшие показатели по химической вскрываемости получены в опытах 4,5,7 и 9. На этих плавках суммарное извлечение пятиокиси ванадия в раствор составляет 95,495,7Х, а содержание V205 в отвальных кеках не превышает 1,0%. Вместе с тем, наибольший интерес представляют плавки 7 и 9, в которых расход металлолома составляет 3,5 и 10X, а окалины 6,5 и 5,0Х соответственно.

Однако и на других плавках (3,6,8, 10-13) получены хорошие результаты, среднее содержание V205 в отвальных кеках не превышает 1,2%. На плавке 11 применяли только металлолом в количестве 30% от веса шихты. Из анализа показателей этой плавки видно, что для регулирования температурного и шлакового режимов целесообразно использовать смесь, состоящую из металлической части шихты и окалины либо другого железорудного окислителя. На плавке 14 с высоким суммарным расходом металлолома 30 и 5,0% окалины, но при низкой интенсивности продувки (около 0,20 м /мин) получены. плохие результаты по деванадации чугуна (видимо, из-за недостаточного перемешивания ванны, плавка шла холодно). В опытах 1-2 выплавить природнолегированную ванадием сталь практически невозможно вследствие высокой интенсивности подачи окислительного газа в середине продувки (выбросы из конвертера).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет.не только снизить расход чугуна за счет повышенного количества перерабатываемого металлоло3 1127

Целью изобретения является повышение расхода металлического лома до 10-30% от массы металлошихты и получение природнолегированной ванадием стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела ванадиевого чугуна в конвертере, включающему заливку чугуна, присадку охладителей, продувку расплава окнслите" лем при переменном положении фурмы

10 с отделением ванадневого шлака и получением стали, передел чугуна осуществляют монопроцессом, причем при достижении 0,165-0,25Х ванадия в металле интенсивность дутья снижают на 20-40Х и увеличивают на 10-30% при достижении содержания углерода и ванадия 0,3-0,8 и О, 1-0, 15% соответственно, а заканчивают продувку и концентрации ванадия 0,02-0,08Х. 20 .Предлагаемые параметры получены при переделе ванадиевого чугуна в 0,2 т конвертере опытно-экспериментального завода и в 160 т конвертерах комбината.

В условиях. опытно-экспериментального завода при проведении опытов по существующей технологии использовали для регулирования температурного и шлакового режимов прокатную ока- З0 лину и,. на .ряде опытов, металлолом.

Полупромышленные и промышленные опыты проводили при исходной температуре чугуна 13500С и начальной интенсивности в 0,2 т конвертерах, рав- 35 ной 0,4 мз/мин, для 160 т конвертеров

300 м /мин. Удельный расход в обоих случаях примерно одинаковый. — около

2 м /т в мин; Основные результаты з/ опытов сведены в табл. 1 и 2, 40

".где я и я — расход металлолома и окалийы соответственно, Х от веса шихты; я1 и 12 - параметры первой и второй ступеней дутьевого режима, т.е. после снижения интенсивности и 45 после повторного повышения интенсивности соответственно; (7),, pV) (Ч) — концентрации ванадйя в металле Йа первой стадии, на второй и после окончания продувки, Х; )C) — 50 концентрация углерода в металле перед повторным увеличением интенсивности . дутья, Х; $V<0 †.суммарное извлечение пятиокиси ванадия в раствор при лабораторноМ вскрытии шлака, Х.; 55 (7205)отвальный кек — концентрация

7205 в отвальных кеках после химического вскрытия шлака, X.

1127906

10!

5 ма, но и обеспечить природное микролегирование ванадием стали, улучшить качество ванадиевого шлака. Способ передела ванадиевого чугуна опробован в промышленных условиях в 160 т конвертере НТМК. Основные параметры промышленных плавок бесфлюсовым монопроцессом приведены в табл. 2. Предлагаемый бесфлюсовый способ позволяет при использовании одного конвертера получить качественный ванадиевый шлак, значительно увеличить расход металлолома и одновременно получить природнолегированную ванадием сталь.

Например,. в опытах 2,5,8 (см. табл. 2) содержание V> O в отвальных кеках не превышает 1,0Х а концентрация ванадия в конечном металле после продувки равна 0,025-0,073Х.

На этих плавках расход металлолома и окалины составляет 7-20 и 3-10Х ,соответственно от веса всей шихты.

На других плавках при использовании оптимальных режимов продувки ванадиевого чугуна также получены хорошие результаты (см. табл. 2). Следует учитывать, что ванадиевый чугун имел непостоянный химический состав, Х: . V 0,45-0,55; Si 0,20-0,345;

Мп 0,18-0,28.

Для повышения стойкости футеровки конвертера и улучшения качества ванадиевого шлака плавку можно вести с добавками NgO-содержащих материалов из расчета введения в конвертер

О, 1-1,0Х Ng0 от массы металлошихты. Для обеспечения успешного раскисления, легирования.и разливки стали температура металла в конце плавки должна составлять 1600-1700 С. о

Плавку можно вести в конвертере с верхним, нижним или комбинированным дутьем, а также с использованием инертных газов, причем потоки кислорода и инертных газов могут быть пространственно разделены. В заключительный период плавки одновременно с увеличением интенсивности продувки можно снизить общую концентрацию в дутье кислорода вплоть до полной замены его другим газом. Высоту фурмы над уровнем расплава в заключительный период. плавки можно снижать до 10-20 калибров. Металлолом можно давать в один прием в начале плавки, а также в два-три приема по ходу продувки.

Изобретение распространяется и на передел электрочугунов, в том числе среднеуглеродистых (с 0,5-2,0Х углерода), выплавляемых в электропечах из частично восстановленного железорудного сырья.

Если содержание фосфора в ванадиевом чугуне превышает верхний предел, установленный ГОСТом для выплавляемой марки стали, то дефосфорацию металла проводят при сливе его в ковш, например, с помощью извести или реакционной смеси, содержащей известь (известняк), руду (окалину) и плавиковый шпат, возможно с добав;лением конвертерного шлака..

Зкономический эффект от внедрения изобретения составляет 1 млн руб. в год.

1127906

I 1

I и ф

О оЪ оЪ Ю иъ л л ф мЪ

I СЧ

I. о сч

О СЧ

М Ъ

О 1

С4 1 1 (I

СЧ OO

СЧ РЪ о о

О

00

ОЪ л

О иЪ о л

1 I

I 1

I 1

l I

1 о

I - 1

СЧ С"Ъ л л

СЧ

ОЪ Ch

Ю

К СЧ

I .l л а

С Ъ

ОЪ.И О Ъ л л

Ъ И

О1 ОЪ ОЪ л л

О1

o o л л ° 1

СЧ Р ГЪ

Оъ О\ О\ л

3/Ъ

ОЪ со о л о о о а а л о о о е л о л а о о и ч о о о л а а о о о IЪ о

A ь сп о о а л

О О

° о л ь со ь л о

СЛ

О л

О!

1 1 I

Сч

1 р — 1 I

l - U cO I о съ о.

ОЪ СО О л л о о о

СЪ о0 л

Ф О 4:> СЧ

° \ а о о со о

СЪ СЪ л о о о

CO С Ъ б со л а о о

О1

Щ а о О а

О О а

О с/Ъ

O СЧ а л а

o o o

1Г\

Ю иЪ Оъ О о о о л л л л о о о о

СО а O СЪ о л л л а а

О О О .О О

ОЪ а

Ю л л о о

N

Г-1

I-л

1 !

U W О

Е 1

Еп л и о сч

CV - СЧ СЧ л л л а л

О О О О О

Ф

1 С вЂ” ъ 1

> I cn I

С вЂ” 3!

I ф со

СЧ СЧ

A . а

О О

oO - О

СЧ СЧ СЧ л а л о о о

Ф 00

СЧ СЧ л л о о оО сО

СЧ СЧ а л о о

OO Ф СЧ

С Ъ M С")

A л а о о о со ф

СЧ СЧ а л

О О

О сЪ л л

О

° I

ССЪ

О ССЪ И иЪ л л a л

О чо л

Ol со

В 1 ССЪ СЪ И

СЧ 1

Ю - СЧ СЪ б

I 1

1 I

Оъ I

1 I I

Cr cn I !

I

1 I

I, 1

О 1 I

1 I

Cd 1! ч I

И 3 1

О О

Ц 1 1

О О 1 1

Е !С !

О Е

l & I» 1 а о an О О О ю О

iо л л 00 л iо iо Ф In и1 ссЪ 1 Ф Ю ГЪ сЪ сп Ъ

О СО О О СО О СЧ СО Чо СО ф СО О О б С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С ) С Ъ (Ъ РЪ л л л л л л л а а л л л л л о о о о о о о. о о о о о о съ со a e о а о

СЧ i» СЧ СЧ CV CV л л л л л а л л а о о о о о о о о о

И О а л О сп С C О О

I . I 1 1 1 СЪ r- СЪ СЧ СЧ СЪ сч с ъ w cn v л oo a..1 127906

v !

O л!

1

1 сч

»

1 о

СO

СЛ о л сс) и л

lA а о о сч О О о о а о

СсЪ б

1 1

1 1

1 I

I

°вЂ”

Ю л . л

tn о

le (u O 1

1 - 1

С»1 л л а а

Ch Ch

С11 О л

С 1 С Ъ сь о

I 1

1

%4 1 г-! 1, сС1

СО Yl о о л л о о а О о о л л о о

С Ъ л о о

С"1 о о л о сч

О Л л л о о

iО r о

° \ о о ю.л л о

1 2 г-т 1

u1оО

l I

1

1

1 л о .

Ф вЂ” 4

1

СЧ! 1

à — тС!

I л I

1!

I о о о л л о о сч (:> л о о а л л

o o

l

1 I

Ж 1 о ф о л

С») ф о о л л ф î о

Э

t(I ! ю а сч сч л л о о

Д! » 1 в !

I I

I I

1

I» 3 ф л л о о

I

1

I

I о л л а о л

Р ) О с 1 l

1

1 1

I

О .1 сч 1 о о сп л о о сч —

>g о ж

Е

Э %

И О цф ° о о!

Ц 1 до

Э !С ( и Х I о э

F» сч сч

1 I

СО О

I1 л Э

Е д

Ф 1 д!

Р. е

Ы я

Ь о С

1= о

Е Э!

С д

tf Э о д

Р й!

С о >ж и о

Р . о

Я ж о

Ц СС

Р

Э

E I

Р

Э м и м о .о о л

3!Я

I сч о

Ц

E 1

С( о и о о

kf о о

kf

1

fd

1»

1

1

1

I.

1.

1

I:. !!

1

I

1

1

1

1, 1, 1, 1

1

1

1

I,j

Ю сс1 о

1 сч рi I

I — т— со со о о о сч о л л л ь со o л л л и а

Ch O Ch

О О О О О ,о о о

СЧ M СЧ С" ) С Ъ

О СО сч i — cv л л л о .o o о о о о о л

cv c4 сч - сч сч о о о л л л а а

>g о

Х ! : сч с1 д

1, l2

1127906 а о (1 л о о 0 СО

< 1 С Ъ о л

С ъ ч л л

Ф.

1 I

Ф 00 л л

СЧ Ф

Ch Ch

I I в и съ о о о о

РЪ 3 . с ) о о л л о о о о о о

С 3 С"Ъ и и сч л л О

I

I ° л

I 1

1 I.о ж

f о

Э

Ф л ао ц

1 о о и о

00 C) Ф а е е о е

° е» (° 1 л л о е о л л л л

Ch О1 . Ch о 3 cv о о о л л л о о о

М н е>

° Ь л л о о о е о оо о о л л л о о о

С4 о о î е

Ю C) Ch f с ъ N сЧ 1,4

Ф

Ю ж о

И о л сЧ (1 ч» 1 л л л м о о о

Щ о о о ц

С 1 1 > g$

CV С 4 С 4 ф ф

Э

k(1» (б

E о о A о а оо о о о л

Фж

t= о

С4 а а о

Ф -Ф с 1

Р3 л л ж о о о

И

ЪЯ

5

v о о о о о

С 1 С ) и о

О

1 о

Й

kf о

Ф . I I о

I

1

СЧ

CV I о (1 1