Способ обогащения конвертерного ванадиевого шлака

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванадиймарганецсодержащих ферросплавов. Целью изобретения является увеличение степени обогащения шлака и повышение качества попутного металла. Способ включает селективное восстановление железа из шлакового ванадийсодержащего расплава углеродмарганецсодержащим сплавом с последующим отделением попутного металла от передельного шлака. В качестве восстановителя используют высокоуглеродистый ферромарганец при его массовом отношении к шлаковому расплаву 0,4-1,0. При этом перед селективным восстановлением железа в шлаковый расплав вводят известь, обеспечивая основность шлака 2,5-4,0. Способ позволяет получать обогащенный шлак, содержащий 9,8-11,9% V<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB>, 28,0-36,0% MNO, 1,1-3,3% FEO. Из обогащенного шлака получают сплав, содержащий 15% V, 60% MN, 16% SI, используемый для легирования рельсовой стали ванадием и марганцем. Способ обеспечивает более высокое (в 1,8-6,5 раза) отношение оксида ванадия к оксиду железа в обогащенном шлаке, меньший (в 2,3-3 раза) износ магнезитовой футеровки и резкое снижение содержания фосфора в попутном металле. 2 табл.

СО1О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 33 04

".И.М4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 46456 "б/27-02 (22) 30.01.89 (46) 15 12 90 Вюл 1Р 46 (71) Научно-производственное объедии lt н и, е Тулачермет (7 ? Jl. Г. Гладышев, С.Ç.Лфонин, С.П. J ñ. шелев, Г.В.Винокуров, 19.A.11à— нилович, Г.С. Колганов, В.В.Поляков, L.Н. 1в:1L Iíà, В,В.LkpoKQB и В.Л.Фи. и ".о и сi в (53) 669. 168 (088.8)

<5;,) Ллторское свидетельство СССР

1477762, кл. С 22 С 33/04, 1987.

Разработка и опробоваиие технологии получения марганецвападиевых легирующих с пла вов с использованием пер«дельного ванадиевого шлака, Отчет по научно-исследовательской раот е . 11и Вр 24 — 84, арх . JI 795 7, 1988, с. 9. (54) CiIOCOG ОБОГЛЩЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОГО

ВЛИЛ,ЦИЕВОГО JJJAKA (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам обогащения сырья для получения ванадиймарганецсодержащих ферросплавов.

Целью из обретения является увеличе11зобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам обогащения сырья для получения

Йанадиймарга нецсодержащих ферросплавов.

Целью изобретения ялляется увеличение степени обогашенля шла ка и повы. «ли« ка I -стла попутнаг з и талла.

ÄÄSUÄÄ 1613503 А 1

2 ние степени обогащения шпака и повышение качества попутного металла.

Способ включает селективное восстановление железа иэ шлакового ванадийс одержащего расплава углеродмарганецсодержащим сплавом с последующим отделением попутного металла от передельного шлака. В качестве вос-. становителя используют высокоуглеродистый ферромарганец при его массовом отношепии к шлаковому расплаву

0,4 — 1,0. При этом перед селективным восстановлением железа в шлаковый расплав вводят известь, обеспечивая основность шпака 2,5-4,0. Способ позволяет получать обогащенный шлак, содержащий 9,8-11,9Х V O, 28,0-36,0Х

JfnO 1, 1-3,37. FeO. Из обогащенного шлака получают сплав, содержащий

15K V, 60Å Ип, 16K Si, используемый С для легирования рельсовой стали ванадием и марганцем. Способ обеспечивает более высокое (в 1,8-6,5 раза) отношение оксида ванадия к оксиду железа в обогащенном шлаке, меньглй (в 2,3-3 раза) износ магпезитовой футеровки и резкое снижение содержания

hecAopa в попутном металле. 2 табл.

Способ заключается в том, что перед селективным восстановлением железа в шлаковый расплав вводят известь в количестве, обеспечивающем ословность шлакоизвестного расплава на уровне 2,5-4,0, а селективное восстановление железа производят высокоуглеродистым ферромарганцем при

3 1r 13503

Д массовом его отношении к илакоизвестковому расплаву в пределах 0,41,0.

При основности глакоизвестковогo расплава менее 2,5 степень восстановления железа из шпака в зависимости от расхода высокоуглеродистог о ферромарганца увеличивается незначительно, всего на 0,6-1,0,. Увеличение 10 основности шпакоизвесткового расплава более 4,0 при прочих равных условиях сопровождается существенным снижением степени восстановления жел еза на 56! . 15

Ма с с овое от ношени е выс о коугл ер одистого ферромарганца к шпакоизвестковому расплаву менее 0,4 в зависимости от основиости шпака приводит к значительному уменьшению степегги 20 восстановления железа на 3-47. При отношении ферромарганца к шпакои гвестковому расплаву более 1,0 степень восстановления железа при прочих равных условиях увеличивается незначительно на 0,2-0,57..

Результаты экспериментальной проверки влияния основности шлакоизвесткового расплава и расхода высокоуглеродистого ферромарганца на степень 30 восстановления железа приведены в табл. 1.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что значения заявленных параметров процесса обогащения конвертер — 35 ного ванадиевого шпака, соответственно 2,5-4,0 и 0,4-1,0 являются оптимальными и обеспечивают степень восстановления железа из шпакоизвесткового расплава на уровне 85-957.. В 40 способе этот показатель не превышает

837.

Основность обогащенного шлака на уровне 2,5-4,0 и более низкое содержание в нем оксидов железа обеспечи- 45 вают улучшение технико-экономических показателей последующего пирометаллургического передела шпака на ванадиймарганецсодержащие сплавы силикотермическим методом, а именно увеличение производительности плавильного агрегата; повышение стойкости магнезитовой фут еровки агрегата; снижение содержания оксидов ведущих легирующих элементов в сливных отвальных шлаках.

Перечисленные показатели достпга— ются главным образом за счет быстрого формирования активного нысокоосновного шпака и высокой скорости восстановительных реакций в условиях

vtt ны:tc цнггх припадок навести при си"цкотермичес кой вьигланкс сплавов, Использование в качесг ве углеродмарганецсодержащего сплава для селективного восстановления железа высокоуглеродистого ферромарганца обеспечивает увеличение степени обогашения шлака за счет более высокого содержания углерода и марганца (соответственно до 7 и 757), попутный металл имеет более низкое содержание фосфора .

Пример ы. Исходный конвертерный ванадиевый шпак содержал, мас.7: Ч О 18,3; МпО 9, 1; FeO 38,0;

SiOz 17,3; СаО 2,1; >1gO 3,3; А1, Оз

1,7; Сг,о, 3,1; т10 7,1.

В конвертер емкостью 8,5 м с донными и боковыми кислородно-топливными фурмами загр ужали 29003400 кг шлакоизвестковой смеси, состоящей из 920-1540 кг свежеобожженной извести и 2000 кг ванадиевого шпака приведенного химического состана.

Посредством кислородно-топливной продувки при расходе кислорода

30 нм/мин и природного газа 11 нм/мин за 35-45 мин расплавляли шихту и нагревали шлаковый расплав до 15501580 С. После проплавления шпакоизвестковой смеси илаковый расплав содержал, »ac . 7: Ч „ 10, 7-12, 6; МпО

5,3-6,3; FeO 26 2 SiOz 10>1—

11,9; СаО 29,9-40,5; MgO 4,2-4,9;

Al zOq 1,0-1,1; Сг Оз 1,8-2 2; TiOz

4, 2-4,9.

В Зт дуговой электропечи расплавляли 1160-3400 кг высокоуглеродистого ферромарганца, который перед сливом из электропечи имел температуру

1400-1450 С и содержал, 7: SiO 1,73;

Ип 73,49; С 6,42; S 0,009; Р 0,36.

Ферромаргаггец сливали в ковш, оборудованный пористой пробкой и футерованный магнезитовым огнеупорным матерналом.

На поверхность жидкого ферромарганца из конвертера сливали известковожелезистый ванадийсодержащий гглаковый расплав приведенного химического состава и в течение 5 мин производили пер емеыивание воздухом, подаваемым через пористую пробку в ковше

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

20 Способ обогащения конвертерного ванадиевого шпака, включающий восстановление железа из шлакового расплава углеродмарганецсодержащим сплавом и отделение попутного метал25 ла от передельного шпака, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени обогащения шпака и повышения качества попутного металла перед восстановлением железа в I

30 шлаковый расплав вводят известь в количестве, обеспечивающем основность шпакоизвесткового расплава

2,5-4,0, а восстановление железа производят высокоуглеродистым ферромар— ганцем при массовом отношении к шпакоизвестковому расплаву 0,4-1,0.

Та блица 1

Ос нов ность

Степень восстановления железа, Ж, при расходе Ре>1п, кг/т шлакоизвесткового расплава

Шлакоизвесткового

300 400 700 1000 1100 расплава

2,0

2,5

3,25

4,0

4,5

87,0

86,0

84,0

81,0

78,0

90,0

89,0

88,0

85,0

80,0

92,8

92,0

9i 0

88,0

82,0

95,6

95,0

94,0

91,2

85,0

95,8

95,2

94,3

91,5

85,2

5 161

После перемешивания шпака и металла обогащенный шлак содержал, 7:

Ч О 9,8-12,0; ИпО 28,4-36,0; FeO 1, 1—

3,3; SiO< 9,8-12,0; СаО 30,1-39 0;

>1дО 7,2-8, 5; А1 0з 0,9 — 1, 1; Cr О з

1, 7-2, 1; Ti01 3,9-4, 7. Попутный металл содержал, Е: Si О 1-0 35; С

3,9-5 3; Ип 25 3-36,7; V 0 27 0 34;

P 0,040-0,047; S 0,006-0,009.

Основные показатели, достигнутые при использовании предлагаемого и известного способов обогащения ванадиевого шпака, приведены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает более высокое в 1,8-6,5 раз отношение оксида ванадия к оксиду железа в обогащенном шлаке, меньший в 2,33 раза износ магнезитовой футеровки и резкое снижение содержания фосфора в попутном металле. Обогащенный ванадиймарганецсодержащий шпак применяли при выплавке кремнистого феррованадия, используемого дня легирования рельсовой стали ванадием и марганцем. Соотношение между марганцем и ванадием в обогащенном по предлагаемому способу шлаке находится в пределах 3,3-5, что соответствует соотношению этих элементов в рельсовой ванадийсодер>кащей стали.

При выплавке кр емнистог о ва надиймарганецсодержащего сплава в дуговой электропечи с магнезитовой футеров-!

3503 кой на обогащенном по предлагаемому способу шлаке требуется дополнительно присадить в печь всего 100-200 кг извести на 1 т шпака против 455

650 кг в известном способе. При этом достигается увеличение производительности плавильно о агрегата в среднем

>.а 10/ и повышение стойкости магне10 эитовой футеровки в среднем на 20Х

Получаемый иэ обогащенного шпака сплав содержит в среднем Ч 15X; Ifn

602; Si 16K; Cr 3"..; Ti 2X С О, 7Х.

Попутный металл может быть использован в качестве лигатуры при проиэводс тв е марг а не цс од ержа щих мар ок стали и ответственного литья.

1613503

Та бли ца 2

Параметры и показатели процесса обога tqe ния

Способ обогащения ванадиевого шпака р едлагаемый из вес тный

Вид в ос с та но вит ел я

Выс окоугл ер о- Фосфор ис т ый дистый фер- марганцевый ромарганец сплав

Отношение восстановителя к шпа ку

Основность шпака

Степень перехода в шпак, 7 марганца

0,4-1, О

2,5-4,0

0,3-0,35

0,14

51-66

95-9 7

88 ванадия

Степень обогащения шпака (". у/;. )

Степень перехода М80 из футеровки в обогащенный шпак

7 ИвО обог, шп

7. HgO исх. шп

3, 0-10,8

1,65

4,5

1,5-2

Содержание фосфора в попутном

Металле

0,040-0, 04 7 0,95

Содержание ванадия в попутном металле

Мп

Отношение -- — в обогащенном

0,27-0,34 0 57

3, 3-5

2,4 шпаке

Соста вит ель А .Янковс кая

Редактор О.Спесивых Техред М.дидык Корректор И.Эрдейи

Ваказ 3867 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101