Способ повышения степени извлечения ванадия при конвертировании природно-легированных чугунов


 


Владельцы патента RU 2465338:

Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ НТМК") (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерной переработке ванадийсодержащего чугуна. Способ включает цикл из двух или трех плавок. Каждая плавка состоит из заливки в кислородный конвертер ванадиевого чугуна, продувки его кислородом до содержания углерода 2,5-3,5%, присадки окислителя-охладителя и выпуска через летку металла-полупродукта в ковш после продувки плавки с оставлением шлака в конвертере. На первых плавках цикла выпуск металла-полупродукта в ковш прекращают до визуального появления следов шлака в струе металла. Выпуск металла-полупродукта последней плавки цикла осуществляют полностью с попаданием на зеркало расплава в ковше печного шлака. Использование изобретения обеспечивает увеличение извлечения ванадия из чугуна в шлак до 85%. 3 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерной переработке ванадийсодержащего чугуна.

Конвертирование природнолегированного ванадием чугуна (табл.1) позволяет получить товарный ванадийсодержащий шлак с содержанием V2O5 14,0-25,0 %, являющийся ценным продуктом для ферросплавных предприятий, и металл-полупродукт (табл.1), с содержанием углерода 2,5-3,5 %, предназначенный для дальнейшего передела в сталь. Способ получил название дуплекс-процесса.

Химический состав ванадийсодержащего чугуна и металла-полупродукта.

Таблица 1
Наименование Содержание, %
С V Mn Si Ti S P
Ванадийсодержащий чугун 4,5 0,44 0,27 0,08 0,09 0,024 0,032
Металл-полупродукт 3,2 0,04 - - - 0,025 0,030

Ставший "классическим" способ передела ванадийсодержащего чугуна заключается в чередующейся заливке в конвертер чугуна, выпуске металла-полупродукта через летку конвертера в ковш. Образующийся ванадийсодержащий шлак кантуют в шлаковую чащу через горловину конвертера после одной-трех плавок [1]. При выпуске полупродукта в ковш вместе с металлом попадает до 10% ванадийсодержащего шлака и теряется, поскольку не является в дальнейшем товарным шлаком. Потери ванадийсодержащего шлака, а в конечном счете ванадия, с полупродуктом составляют до 4-5% [2]. Таким образом, извлечение ванадия из чугуна в товарный шлак составляет величину 82-84% [2].

Заявляемый способ позволит уменьшить потери ванадия с ванадийсодержащим шлаком по сравнению с существующей технологией [1]. Уникальность технологии конвертирования природнолегированного чугуна не позволяет привести большее количество аналогов.

Предлагаемый способ заключается в прекращении выпуска металла-полупродукта из конвертера на первой-второй плавке цикла из двух-трех плавок при визуальном появлении следов шлака в струе металла-полупродукта. Первую и вторую из цикла плавок осуществляют следующим образом: производят заливку в кислородный конвертер ванадийсодержащего чугуна, осуществляют продувку его кислородом, присадку окислителя-охладителя, выпуск металла-полупродукта, содержащего 2,5-3,5% углерода, в ковш через летку. В процессе выпуска предпоследних порций металла-полупродукта в струю вовлекается шлак. Поэтому при первых визуальных признаках появления ванадийсодержащего шлака в выпускаемом через летку полупродукте выпуск прекращается подъемом конвертера. Таким образом, в конвертере остается не более 3-5% полупродукта и более 95-97 % ванадиевого шлака. Конвертер возвращается в исходное положение, производится заливка ванадийсодержащего чугуна на оставленный ванадийсодержащий шлак и часть полупродукта, и продувка повторяется. Полный (последний на цикле) выпуск полупродукта перед кантовкой ванадийсодержащего шлака в чашу после второй или третьей плавки цикла неминуемо сопровождается попаданием ванадийсодержащего шлака на зеркало расплава в ковше, но это составит не более 3-5% по сравнению с 10% потерь при выпуске полупродукта по обычной [1] технологии.

Практическое опробование предлагаемой технологии представлено в виде таблиц опытных (табл.3) и сравнительных (табл.2) плавок.

Таким образом, количество шлака увеличивается, а с ним и количество ванадия в шлаке на 2-3 %, а степень извлечения ванадия достигнет величины не менее 85% с учетом потерь товарного шлака.

По своему техническому уровню, промышленному использованию и новизне заявляемый способ повышения степени извлечения ванадия при конвертировании природнолегированных чугунов соответствует критериям, достаточным для материалов заявки на изобретение.

Источники информации

1. Производство ванадиевого шлака и стали в конвертерах. Технологическая инструкция ТИ 102-СТ.К-66-2004, Нижний Тагил, 2004г., с.7.

2. Смирнов Л.А. и др. Конвертерный передел ванадиевого чугуна. Екатеринбург, 2000г., с. 136, 168.

Сравнительные плавки по выплавке полупродукта

Таблица 2
№ п/п № плавки* Вес чугуна, т Химический состав чугуна, %
C Mn Si P S Cr Ni Сu V Ti
1 1 814887 166 4,4 0,22 0,08 0,035 0,025 0,08 0,05 0,01 0,41 0,06
2 1 814888 167 4,6 0,24 0,07 0,031 0,025 0,08 0,05 0,01 0,44 0,06
3 1 814889 169 4,6 0,25 0,07 0,036 0,018 0,08 0,05 0,01 0,44 0,09
4 1 814890 168 4,5 0,24 0,07 0,034 0,022 0,08 0,05 0,01 0,42 0,07
5 1 814891 167 4,6 0,25 0,09 0,034 0,023 0,09 0,05 0,01 0,43 0,10
6 1 814892 167 4,6 0,28 0,11 0,035 0,019 0,09 0,05 0,01 0,44 0,13
7 1 814893 168 4,6 0,29 0,10 0,035 0,017 0,09 0,05 0.01 0,44 0,12
8 1 814894 167 4,6 0,30 0,10 0,034 0,020 0,09 0,04 0,01 0,45 0,10

* "1"-год,

"8" - № конвертера (I-2, II-4, III-6, IV-8),

"14887" - порядковый номер плавки.

Продолжение таблицы 2
Интенсивность продувки O2, нм3/мин/расход, м3 Время продувки, мин Количество окалины, т Время подачи окалины, мин
1 400/1783 4,5 8,0 1,0
2 400/2078 5,0 8,0 1,0
3 400/2472 6,0 11,0 1,5
4 400/2472 6,0 9,5 1,5
5 400/2277 5,5 10,0 1,5
6 400/2277 5,5 11,5 1,5
7 400/2287 5,5 12,5 2,0
8 400/2574 6,0 12,0 2,0

Сравнительные плавки по выплавке полупродукта

Продолжение таблицы 2
№ п/п № плавки X/состав полупродукта*, % T, °C Х/с V-шлака, %
С Mn V P S V2O5 CaC общ
1 1 814887 3,5 0,02 0,09 0,035 0,025 1383 25,8 1,0 27,3
2 1 814888 3,4 0,01 0,06 0,031 0,025 1342 25,8 1,0 27,3
3 1 814889 3,1 0,01 0,03 0,035 0,018 1355 25,8 1,0 27,3
4 1 814890 3,1 0,02 0,06 0,034 0,022 1372 24,8 1,0 29,9
5 1 814891 3,3 0,01 0,07 0,034 0,023 1395 24,0 1,0 29,5
6 1 814892 2,9 0,01 0,05 0,035 0,019 1384 24,0 1,0 29,5
7 1 814893 2,7 0,01 0,04 0,035 0,017 1372 24,7 1,1 27,1
8 1 814894 3,1 0,01 0,05 0,034 0,020 1374 24,7 1,1 27,1

* Содержание Cr - 0,01,

Ni - 0,05,

Сu-0,01,

Ti, Si - следы.

продолжение (сводная) табл.2

Содержание в чугуне V,% в п/пр Вес чугуна, т Переход V в шлак, кг Содержание,% V2O5 в шлаке Расчетн. кол-во шлака, кг Потери, % шлака с металлом Шлак в чаше, кг
1 0,41 0,09 166 531,2 25,8 3676,6 10 3308,9
2 0,44 0,06 167 634,6 25,8 4392,3 10 3953,0
3 0,44 0,03 169 692,9 25,8 4795,8 10 4316,2
4 0,42 0,06 168 604,8 24,0 4500,0 10 4050,0
5 0.43 0,07 167 601,2 24,0 4473,2 10 4025,8
6 0,44 0,05 167 651,3 24,0 4845,9 10 4361,3
7 0,44 0,05 168 655,2 24,7 4736,8 10 4263,1
8 0,45 0,05 167 668,0 24,7 4829,3 10 4346,4

Опытные плавки по выплавке полупродукта

Таблица 3
№ п/п № плавки* Вес чугуна, т Химический состав чугуна, %
С Mn Si P S Cr Ni Сu V Ti
1 1 814907 168 4,7 0,26 0,11 0,033 0,017 0,08 0,05 0,01 0,42 0,11
2 1 814908 167 4,6 0,26 0,12 0,033 0,020 0,08 0,05 0,01 0,42 0,13
3 1 814909 168 4,7 0.28 0,12 0,035 0,019 0,09 0,05 0,01 0,43 0,15
4 1 814910 167 4,8 0,27 0,11 0,034 0,018 0,08 0,05 0,01 0,44 0,13
5 1 814911 167 4,6 0,26 0,13 0,032 0,022 0,07 0,05 0,01 0,43 0,15
6 1 814912 166 4,7 0,24 0,13 0,030 0,024 0,08 0,05 0,01 0,45 0,14
7 1 814913 166 4,8 0,25 0,10 0,035 0,020 0,08 0,05 0.01 0,43 0,11
8 1 814914 169 4,8 0,24 0,13 0,030 0,024 0,07 0,05 0,01 0,43 0,14

* “1”-год,

"8" - № конвертера (I-2, II-4, III-6, IV-8),

"14887" - порядковый номер плавки.

Продолжение таблицы 3
Интенсивность продувки O2, нм3 /мин/расход, м3 Время продувки, мин Количество окалины, т Время подачи окалины, мин
1 400/1417 3,5 5,0 1,0
2 400/2323 5,5 9,8 2,0
3 400/1834 4,5 6,7 1,0
4 400/2212 5,5 10,3 2,0
5 400/2382 5,5 11,3 2,0
6 400/2184 4,0 9,0 1,5
7 400/2312 5,5 11,5 2,0
8 400/2293 5,5 9,0 1,5

Опытные плавки по выплавке полупродукта

Продолжение таблицы 3
№ п/п № плавки X/состав полупродукта*, % T, °C Х/с У-шлака,%
С Mn V P S V2O5 CaO общ
1 1 814907 3,92 0,02 0,10 0,032 0,017 1327 26,4 1,17 25,4
2 1 814908 2,96 0,01 0,06 0,032 0,020 1382 26,4 1,17 25,4
3 1 814909 3,25 0.02 0,08 0,033 0,019 1388 26,4 1,17 25,4
4 1 814910 3,17 0,01 0,07 0,034 0,018 1351 27,0 1.0 25,5
5 1 814911 2,97 0,02 0,05 0,032 0,022 1395 27,0 1.0 25,5
6 1 814912 2,81 0,01 0,05 0,030 0,024 1351 27,0 1,0 25,5
7 1 814913 2,90 0,01 0,04 0,035 0,020 1391 64,7 1,0 27,0
8 1 814914 2,86 0,01 0,05 0,030 0,024 1392 26,7 1.0 27,0

*

Содержание Cr - 0,01,

Ni-0,05,

Сu-0,01,

Ti, Si - следы.

Продолжение (сводная) таблица 3
Содержание в чугуне V,% в п/пр Вес чугуна, т Переход V в шлак, кг Содерж.,% V2O5 в шлаке Расчетн. кол-во шлака, кг Потери,% шлака с металлом Шлак в чаше, кг
1 0,42 0,10 168 537,6 26,4 3633,5 3 3524,4
2 0,42 0,06 167 601,2 26,4 4066,5 3 3944,5
3 0,43 0,08 168 588,0 26,4 3977,2 10 3579,5
4 0,44 0,07 167 617,9 27,0 4086,6 3 3964,0
5 0.43 0,05 167 634,6 27,0 4197,0 3 4071,0
6 0,45 0,05 166 664,0 27,0 4391,5 10 3952,3
7 0,43 0,05 166 647,4 26,7 4329,8 3 4199,9
8 0,43 0,05 169 642,2 26,7 4295,0 10 3865,5

Способ повышения степени извлечения ванадия при конвертировании природно-легированных чугунов, включающий в себя цикл из двух или трех плавок, состоящих из заливки в кислородный конвертер ванадиевого чугуна, продувки его кислородом до содержания углерода 2,5-3,5%, присадки окислителя-охладителя и выпуска через летку металла-полупродукта в ковш после продувки плавки каждого цикла с оставлением шлака в конвертере, отличающийся тем, что на первых плавках цикла выпуск металла-полупродукта в ковш прекращают до визуального появления следов шлака в струе металла, а выпуск металла-полупродукта последней плавки цикла осуществляют полностью с попаданием на зеркало расплава в ковше печного шлака.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки стали в кислородном конвертере. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали в конвертере. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности для производства стали в кислородном конвертере. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к переделу ванадиевого чугуна дуплекс-процессом. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в конвертере, в том числе в конвертере с комбинированной продувкой расплава.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ванадиевого шлака и легированной ванадием стали. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в кислородных конвертерах. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам горячего ремонта футеровки сталеплавильных агрегатов. .
Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к способу производства качественных сталей

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения нержавеющей стали в конвертере. Способ включает введение вспенивающего материала между слоем шлака, образовавшегося в результате окислительного рафинирования в конвертере, и расплавленным металлом в виде смеси из оксида металла или носителя железа, углерода и связующего материала в виде гранул или брикетов. При введении вспенивающего материала регулируют количество гранул или брикетов в диапазоне между 2-30 кг на тонну расплавленного металл в минуту с обеспечением получения заданной высоты вспененного шлака, которую поддерживают в течение заранее определенного времени. Распределение добавляемого вспенивающего материала производят послойно и с расходом на единицу поверхности, который составляет между 1-5 кг/м2/минуту. Использование изобретения обеспечивает улучшение энергетического баланса плавки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали. Способ включает продувку расплава кислородом, выпуск расплава в ковш, наводку покровного шлак в ковше, обработку расплава в вакууматоре. За 1-3 минуты до окончания продувки замеряют температуру расплава, определяют содержание углерода по ликвидусу и на основании полученных данных определяют содержание углерода в расплаве, соответствующее окончанию продувки расплава кислородом. После окончания продувки на дно ковша подают прокаленные ферросплавы с содержанием алюминия более 0,05% и титана более 0,1% и через 1-1,5 минуты после окончания продувки осуществляют выпуск расплава из конвертера в ковш. По ходу выпуска расплава подают прокаленные ферросплавы с содержанием алюминия менее 0,05% и титана менее 0,1%. В конце выпуска расплава в ковше наводят основной покровный шлак. Перед обработкой расплава в вакууматоре покровный шлак раскисляют в ковше кремнийсодержащими ферросплавами фракцией 0-5 мм в количестве 0,3-0,8 кг/т, при этом при обработке расплава в вакууматоре для окончательного раскисления и модифицирования расплава присаживают Fe-Si-Ba с содержанием бария 15-35%. Использование изобретения обеспечивает высокую эксплуатационную стойкость рельсов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку в конвертер твердых шихтовых материалов, заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом через фурму. При этом на днище конвертера оставляют шлак предыдущей плавки, на него присаживают известь и магнийсодержащие материалы. После заливки чугуна и начала продувки в течение 5-6 мин в конвертер присаживают известь и железорудные материалы. Продувку кислородом ведут при положении фурмы на 250-350 мм выше рабочего положения в течение 7,5-9 мин. Затем продувку прекращают и осуществляют промежуточное скачивание шлака. После скачивания шлака возобновляют продувку кислородом, присаживают известь, железорудные материалы и плавиковый шпат. За 2-3 мин до окончания продувки железорудные материалы подают несколькими порциями не более 1,0-1,5 кг/т. В конце выпуска расплава наводят покровный шлак присадкой извести и плавикового шпата. Использование изобретения обеспечивает высокую эксплуатационную стойкость рельсов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству коррозионностойкой стали с внепечной обработкой и разливкой на установке непрерывной разливки. В способе осуществляют выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава в ковш, рафинирование стали в процессе выпуска и доводки на установке печь-ковш. Во время выпуска в ковш присаживают флюс в количестве 4-10 кг/т стали, содержащий 40-85% Al2O3 и 2,0-12,0% СаО, алюминий в количестве 1,0-1,9 кг/т стали, известь в количестве 5-12 кг/т стали, кремний и марганецсодержащие ферросплавы в количестве 5-10 кг/т стали, во время доводки на установке печь-ковш на шлак присаживают алюминиевую сечку в количестве 0,3-2,0 кг/т стали, а в металл вводят кальцийсодержащие материалы из расчета 0,05-0,2 кг кальция на тонну стали. Во время выпуска отношение СаО/Al2O3 в шлаке должно составлять менее 3,5, а во время доводки на установке печь-ковш в металл вводят карбид кремния в количестве не более 1,2 кг/т стали. Изобретение позволяет повысить чистоту стали по коррозионноактивным неметаллическим включениям для исключения образования и развития локальной коррозии и увеличения эксплуатационной стойкости труб. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Способ изготовления аустенитной нержавеющей стали из латеритной никелевой руды и хромитовой руды включает определение содержания никеля в латеритной никелевой руде. Затем ведут переработку латеритной никелевой руды в никельсодержащий предшественник на основе определения содержания никеля и получение расплавленного феррохрома из хромитовой руды. Далее осуществляют подачу никельсодержащего предшественника и горячую загрузку расплавленного феррохрома в конвертер для получения расплавленной нержавеющей стали. Затем загружают полученную расплавленную нержавеющую аустенитную сталь в машину непрерывного литья для получения сляба стали. Техническим результатом является повышение экономичности процесса изготовления аустенитной нержавеющей стали из латеритной никелевой руды и хромитовой руды. 3 н. и 15 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к способу переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава. Способ включает заливку ванадийсодержащего чугуна, загрузку твердых шихтовых материалов, ввод твердого окислителя, верхнюю или комбинированную продувку окислительным газом, выпуск металлического стального расплава и ванадиевого шлака. В качестве ванадийсодержащего металлического расплава используют ванадийсодержащий чугун с концентрацией кремния и титана 0,01-0,10% каждого. Деванадацию кислородом осуществляют бесфлюсовым монопроцессом до содержания углерода в металле 0,01-0,10% при температуре металла и шлака в конце продувки 1600-1700°С и содержании в шлаке Feoбщ.=30-45% и СаO=0,1-3,0%. Предлагаемое решение позволяет получать кондиционный низкофосфористый ванадиевый шлак с высокой концентрацией V2О5 - 18-30%, более пригодный для извлечения из него чистого пентаоксида ванадия. При реализации изобретения повышаются качественные характеристики стали. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству качественных сталей с внепечной обработкой. В способе осуществляют выпуск металла в сталь-ковш при температуре металла не менее 1680°C в течение не менее 4 мин, во время выпуска присаживают кальцийсодержащие шлакообразующие материалы в количестве не менее 2,8 кг/т стали и марганецсодержащие ферросплавы в количестве не более 7 кг/т стали, затем в течение 7-15 мин производят вакуумирование металла, после чего осуществляют ввод алюминия до его содержания в металле в количестве 0,04-0,06%, легирование кремний- и марганецсодержащими ферросплавами в количестве 5-20 кг/т стали, затем на установке печь-ковш проводят нагрев металла до температуры 1620-1650°C, производят ввод кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали, после чего осуществляют повторное вакуумирование металла в течение 13-18 мин, а затем выполняют окончательное легирование металла и его обработку кальцийсодержащим реагентом в количестве 0,05-0,3 кг/т стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений и газов при гарантированном получении в стали углерода менее 0,06%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве марганецсодержащей стали с использованием в качестве легирующих - оксидных марганецсодержащих материалов. В способе по первому варианту - во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата, до наполнения сталеразливочного ковша на 0,2 его высоты, присаживают алюминий в количестве 1-6 кг/т стали, а до наполнения ковша на 0,3 его высоты - известь в количестве 1-6 кг/т стали, затем осуществляют присадку оксидного марганецсодержащего материала в количестве 1-35 кг/т стали, на шлак производят присадку алюминия фракционным составом не более 60 мм в количестве 1-3 кг/т стали, обеспечивают основность шлака в диапазоне 1,8-6 и толщину шлака не более 150 мм. По второму варианту - во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата, до наполнения сталеразливочного ковша на 0,3 его высоты, присаживают известь в количестве 1-6 кг/т стали, после этого присаживают марганецсодержащий материал и алюминий фракционным составом не более 60 мм в количестве 1-35 и 2-7 кг/т стали, соответственно. По третьему варианту - во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата, после наполнения сталеразливочного ковша на 0,3 его высоты, присаживают первую порцию марганецсодержащего оксидного материала в количестве 5-15 кг/т стали, затем присаживают алюминий фракционным составом не более 60 мм в количестве 3-8 кг/т стали, после этого присаживают вторую порцию марганецсодержащего оксидного материала в количестве 5-20 кг/т стали и известь в количестве 3-8 кг/т стали, затем производят присадку кремнийсодержащего материала в количестве до 20 кг/т стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений в стали и повысить степень извлечения марганца при легировании стали оксидными марганецсодержащими материалами. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 пр., 1 табл.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах. Способ включает загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку металла кислородом через фурму, изменение интенсивности подачи кислорода по ходу продувки, ввод измерительной фурмы для измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода. Во время продувки измеряют состав отходящих газов, момент ввода измерительной фурмы определяют по снижению содержания в отходящих газах монооксида углерода со скоростью не менее 1% в секунду и увеличению содержания в отходящих газах кислорода со скоростью не менее 0,3% в секунду и осуществляют ее ввод при прекращении продувки расплава кислородом. Продувку металла кислородом начинают при положении фурмы над уровнем металлической ванны 2,8-2,2 м с интенсивностью продувки расплава 1100-1200 м3/мин, затем после израсходования кислорода в количестве 15-17,5 тыс.м3 фурму опускают от уровня ниже 2,2 до 1,6 м, а интенсивность продувки расплава кислородом устанавливают 1200-1300 м3/мин. Изобретение позволяет уменьшить потери железа со шлаком, снизить расход кислорода и уменьшить количество переокисленных плавок. 1 з.п. ф-лы.
Наверх