Шихта для производства ванадиевого чугуна

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к шихте для производства ванадиевого чугуна. Шихта содержит высокоосновный агломерат и/или неофлюсованные окатыши, доменный ванадийсодержащий железофлюс, железо - и ванадийсодержащие добавки, металлургический и пековый кокс, при этом отношение пекового кокса к металлургическому коксу составляет 1:(7,5-200), а указанные компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%: железосодержащие добавки - 0,3-2,0, ванадийсодержащие добавки - 0,2-1,5, металлургический кокс - 15-20, пековый кокс - 0,1-2,0, доменный ванадийсодержащий железофлюс - 6,0-12,0, высоокоосновный агломерат и/или неофлюсованные окатыши - остальное. Использование изобретения обеспечивает снижение удельного расхода кокса, повышение стабильности хода доменной печи и увеличение ее производительности. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах.

Известны составы шихт для выплавки ванадиевого чугуна на основе использования ванадийсодержащего железорудного сырья - ЖРС (агломерата, окатышей), сварочного шлака, марганцевого агломерата, металлодобавок, известняка, кокса [1], [2]. Однако эти шихты не предусматривают использование ванадиевых отходов, что снижает конечную экономическую эффективность передела ванадиевого ЖРС.

Известна "Шихта для производства ванадиевого чугуна" по патенту RU №2124563 [3]. Она содержит окатыши, офлюсованный агломерат, ванадийсодержащий шлак и демпферный агломерат.

В качестве ванадийсодержащего шлака используют шлаки сталеплавильного производства основностью 4,0-5,26, в качестве демпферного агломерата - ванадиевый агломерат основностью 0,7-2,2.

Соотношение компонентов, мас.%:

ванадийсодержащие шлаки сталеплавильного производства - 2-10;

демпферный ванадиевый агломерат - 1-10;

окатыши - 30-70;

офлюсованный агломерат - остальное.

Недостаток такой шихты заключается в том, что предполагает использование ванадиевых отходов только одного типа - ванадиевых шлаков сталеплавильного производства.

Известно совместное применение металлургического и пекового кокса по патенту RU №2235788 "Способ задувки доменной печи" [4]. Согласно ему отношение пекового кокса к металлургическому составляет 1:2,8 (см. табл.3 патента). Это соотношение оправдано в процессе задувки доменной печи после строительства или капитальных ремонтов 1 и 2 разрядов. Однако оно нерационально при текущей работе доменной печи, т.к. не способствует улучшению структуры доменной шихты.

Наиболее близким аналогом является "Шихта для производства чугуна" по патенту РФ №2369639 [5]. Шихта содержит ванадийсодержашую шлакометаллооксидную смесь (ШМОС) с содержанием V2O5=8-25% в количестве 0,2-1,0% от массы шихты. В качестве ванадийсодержащей ШМОС использованы конвертерный ванадийсодержащий скрап, другие ванадиевые отходы.

При этом соотношение компонентов составляет, мас.%:

металлодобавки - 1,4-3,5,

промывочные материалы - 0,3-1,2,

кокс - 18,0-28,0,

известняк и/или известь - 2,0-4,0,

ванадийсодержащая шлакометаллооксидная смесь - 0,2-1,0,

железорудное сырье - остальное.

Недостатком указанной шихты является использование только металлургического кокса, а также дополнительных материалов (известняка, промывочных), без которых можно обойтись, при определенной композиции шихтовых материалов.

Желаемыми техническими результатами заявляемого изобретения являются:

- использование железофлюса доменного ванадий- и кальцийсодержащего с целью вывода сырого известняка из шихты и возврата ванадия в производственный цикл;

- улучшение структуры доменной шихты и, как следствие, повышение качественных характеристик коксовой составляющей шихты (коксовой насадки);

- повышение стабильности хода доменной печи и увеличение ее производительности;

- снижение удельного расхода кокса.

Технический результат достигается благодаря использованию при производстве ванадиевого чугуна доменной шихты, включающей высокоосновный агломерат и (или) неофлюсованные окатыши, железофлюс ванадийсодержащий, железо- и ванадийсодержащие добавки, металлургический и пековый кокс.

Соотношение пекового кокса к металлургическому коксу составляет 1:(7,5-200), а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

железосодержащие добавки - 0,3-2,0,

ванадийсодержащие добавки - 0,2-1,5,

кокс металлургический - 15-20,

кокс пековый - 0,1-2,0,

железофлюс доменный ванадийсодержащий - 6,0-12,0,

агломерат высоокоосновный и (или) окатыши неофлюсованные - остальное.

При этом в качестве железосодержащей добавки использованы металлопродукт от переработки шлаков, доменный присад, окалина, сварочный шлак или продукты на их основе, железомарганцевые добавки; а в качестве ванадийсодержащих добавок использованы ванадиевый конвертерный скрап, ванадиевый конвертерный шлак и ванадийсодержащие отсевы агломерата (окатышей).

Использование двух видов кокса при их соотношении: пековый кокс - металлургический кокс - 1:(7,5-200) повышает газопроницаемость столба шихтовых материалов и стабильность хода доменной печи, обеспечивает равномерное и умеренное обновление коксовой насадки в горне доменной печи.

При существующем положении в случае использования кокса с пониженной "горячей" прочностью в горне доменной печи накапливается большое количество несгоревшей коксовой мелочи, что приводит к увеличению малоподвижной массы в центре горна (так называемого "тотермана"), снижению дренажа продуктов плавки через коксовую насадку.

Традиционные способы промывки горна - загрузка сварочного шлака, марганецсодежащих добавок - в этом случае являются малоэффективными. В конечном случае работа доменной печи в таком режиме приводит к уменьшению ее производительности и увеличению расхода кокса.

Предлагается следующее - действовать превентивно и не допускать загромождения горна коксовой мелочью. Для этого при ухудшении "горячей" прочности кокса загружать в доменную печь пековый кокс, частично заменяя металлургический кокс, т.к. пековый кокс обладает повышенными физико-химическими свойствами по сравнению с аналогичными свойствами металлургического кокса; он имеет высокий показатель "горячей" прочности (CSR) и очень низкую зольность (см. табл.1).

Показатели качества металлургического кокса и пекового кокса, %:

Железофлюс (см. табл.2), используемый в предлагаемой шихте, это железованадийкальцевый высокоосновный агломерат, применение которого существенно эффективней по сравнению с отдельно вводимыми материалами, т.к. ускоряет процесс формирования чугуна, упраздняет (или значительно уменьшает) применение промывочных материалов при выплавке ванадиевого чугуна.

Химический состав железофлюса, %:

Таблица 2
Fe FeO Mn S Zn SiO2 CaO V2O5 MgO Аl2О3 TiO2 CaO/SiO2
43,6 6,9 0,79 0,13 0,26 5,1 24,3 0,37 3,0 2,4 1,3 4,76

Преимущества предлагаемой шихты для производства ванадиевого чугуна:

- минимизация негативного влияния ухудшения дренажной способности коксовой насадки в случае прогнозируемого снижения качественных характеристик металлургического кокса;

- повышение газопроницаемости и увеличение ее стабильности в центральной части печи, уменьшение малоподвижной массы в центре горна (так называемого "тотермана"), что приводит к улучшению дренажной способности центральной части горна;

- экономия промывочных материалов;

- уменьшение расхода кокса;

- увеличение производительности доменной печи.

Конкретные составы шихты (в сравнении с прототипом) определены опытно-экспериментальным методом в результате доменных плавок на печи большого объема (ДП№6 ОАО НТМК) и приведены в табл.3 и 4.

Сопоставление пропорций кокса и газопроницаемости шихты:

Таблица 3
Соотношение пекового кокса к металлургическому коксу Газопроницаемость доменной шихты (условные единицы)
1:6 1
1:7,5 1,5
1:200 1,3
1:300 1,1

Технико-экономические показатели:

Из таблицы 3 видно, что при соотношении пекового кокса к металлургическому коксу 1: (7,5-200) доменная шихта имеет оптимальную газопроницаемость. Таблица 4 показывает, что наиболее рациональными при выплавке ванадиевого чугуна с использованием предлагаемых материалов являются составы между п.3.1. и 3.2., т.к они позволяют иметь наибольшую производительность доменной печи - 5800-6050 т чугуна в сутки и минимальный расход кокса - 407-410 кг/т чугуна.

Заявляемая технология является новой, поскольку авторам не известны аналоги из отечественных и зарубежных источников информации.

По имеющимся у заявителя данным в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые присущи предлагаемому техническому решению, что позволяет сделать вывод о его соответствии признаку "изобретательский уровень".

Опытная проработка и использование предлагаемого технического решения на ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" подтверждает соответствие критерию "промышленная применимость изобретения".

Источники информации

1. "Ковертерный передел ванадиевого чугуна". А.А.Смирнов и др. Екатеринбург, 2000 г., стр.48-51.

2. "Металлургия чугуна". Под редакцией Ю.С.Юсфина. 3-е издание. Москва, ИКЦ "Академкнига", 2004 г.

3. Патент RU №2124563 "Шихта для выплавки ванадиевого чугуна".

4. Патент RU Ns 2235788 "Способ задувки доменной печи".

5. Патент RU №2369639 "Шихта для выплавки ванадиевого чугуна".

1. Шихта для производства ванадиевого чугуна, содержащая высоокоосновный агломерат и/или неофлюсованные окатыши, доменный ванадийсодержащий железофлюс, металлургический кокс, пековый кокс, железо- и ванадийсодержащие добавки, отличающаяся тем, что указанные компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
железосодержащие добавки - 0,3-2,0;
ванадийсодержащие добавки - 0,2-1,5;
металлургический кокс - 15-20;
пековый кокс - 0,1-2,0;
доменный ванадийсодержащий железофлюс - 6,0-12,0;
высокоосновный агломерат и/или неофлюсованные окатыши - остальное, при этом отношение пекового кокса к металлургическому коксу составляет 1:(7,5-200).

2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве железосодержащих добавок она содержит металлопродукт от переработки шлаков, доменный присад, окалину, сварочный шлак или продукты на их основе, железомарганцевые добавки.

3. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ванадийсодержащих добавок она содержит ванадиевый конвертерный скрап, ванадиевый конвертерный шлак, ванадийсодержащие отсевы агломерата и/или окатышей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке чугуна в доменной печи. Способ включает предварительный подогрев природного газа до ввода в воздушную фурму путем охлаждения элементов фурменного прибора за счет использования природного газа в качестве охлаждающей среды.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу изготовления угольной пыли. Способ содержит этапы обеспечения сушильного газа, нагретого до предварительно заданной температуры в генераторе горячего газа, подачи нагретого сушильного газа в угольную мельницу, ввода необогащенного угля в угольную мельницу, которая измельчает необогащенный уголь в угольную пыль, сбора смеси сушильного газа и угольной пыли из угольной мельницы и подачи смеси на фильтр, который отделяет высушенную угольную пыль от сушильного газа, сбора высушенной угольной пыли для дальнейшего использования и подачи сушильного газа из фильтра в отводной трубопровод.

Изобретение относится к области управления процессами превращения, в которых конверсия исходного сырья в продукт происходит вдоль фронта реакции, идущего от поверхности кристаллов, и/или зерен, и/или фаз, и/или пор внутрь исходного вещества, причем в исходном веществе выделяется, и/или внедряется, и/или перемещается один или несколько химических элементов, и конверсия исходных веществ происходит вдоль распространяющегося фронта реакции.
Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке чугуна в доменной печи. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу загрузки доменной печи. .
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке чугуна в доменной печи, работающей с использованием в шихте титаномагнетитового сырья.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу доменной плавки чугуна. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменному производству. .

Изобретение относится к производству восстановленных железосодержащих окатышей и к производству чугуна в доменной печи или вертикальной шахтной печи с использованием упомянутых окатышей.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу одновременного получения железа и содержащего СО и Н2 неочищенного синтез-газа с использованием доменной печи, в которую загружают железные руды и углеродсодержащие восстановители. Подаваемое в доменную печь количество углеродсодержащих восстановителей больше необходимого для получения железа количества топлива. В доменную печь подают технически чистый кислород для доменного процесса и получения неочищенного синтез-газа. Дополнительно в доменную печь подают СО2 и/или водяной пар для управления соотношением СО/Н2 в покидающем доменную печь в виде колошникового газа синтез-газе и/или для снижения температуры вдуваемого кислорода. Часть неочищенного синтез-газа посредством конверсии СО с добавлением водяного пара превращают в водород Н2 и СО2, в подключенной установке короткоцикловой адсорбции (КБА-установка) получают водород, а богатый СО2 поток отходящих из КБА-установки газов снова возвращают в доменную печь для снижения температуры. Использование изобретения обеспечивает снижение эксплуатационных расходов на получение синтез-газа. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве при плавке щелочесодержащих шихт. Способ доменной плавки включает загрузку в печь через колошник железорудной части шихты, кокса и добавок, нагрев, восстановление и плавление шихты, периодический выпуск чугуна и шлака, контроль состава чугуна и основности шлака. Для удаления щелочей из печи периодически переводят работу печи на 16-24 часа с пониженной основностью шлаков по CaO/SiO2 на 0,1-0,2 ед. ниже, чем на обычном режиме работы печи. Периодичность определяют по соотношению изменения интенсивности выхода щелочей из печи в период работы с пониженной основностью шлаков к изменению интенсивности выхода щелочей в период работы на обычных шлаках. Использование изобретения обеспечивает эффективное удаление щелочей из доменной печи. 9 ил., 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу производства чугуна с использованием кислорода и богатого водородом газа. Согласно способу осуществляют прямой перенос высокотемпературного кокса, горячего агломерата и горячих окатышей в печь для производства чугуна, вдувание кислорода и богатого водородом горючего газа заданной температуры в печь посредством расположенных в печи кислородной и газовой фурм. Изобретение также относится к устройству для производства чугуна с использованием кислорода и богатого водородом газа, которое включает систему сырьевых материалов, газовую систему свода печи, систему вдувания коксового газа, систему вдувания пыли, систему сухой грануляции шлака и восстановления остаточного тепла и кислородную систему. Изобретение направлено на получение чистого продукта, эффективного использования энергии и экологически приемлемых выбросов. 6 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. Способ включает измельчение замасленной окалины, смешивание измельченной окалины с жидкими углеводородами и водой, обработку смеси с получением композитного топлива, его нагрев, которые осуществляют одновременно в гидроударной кавитационной установке, содержащей лопастное рабочее колесо с периферийной кольцевой стенкой и рядом выполненных по ее окружности выходных отверстий, статор с расположенной коаксиально относительно рабочего колеса стенкой и образованной периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора кольцевой резонансной камерой. При этом смесь указанных компонентов подают сначала в полость лопастного рабочего колеса упомянутой установки через выпускное отверстие статора, затем через ряд выходных отверстий на периферийной кольцевой поверхности рабочего колеса в кольцевую резонансную камеру с обеспечением воздействия на смесь указанных компонентов резонансных колебаний звуковой и сверхзвуковой частоты до достижения кинематической вязкости полученного композитного топлива равной 0,5-0,9 стокса. Полученное композитное топливо содержит окалину 20-25 мас.% и воду 10-30 мас.%. Использование способа обеспечивает упрощение технологии и снижение энергозатрат на утилизацию замасленной окалины с повышенным влагосодержанием. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к аглококсодоменному переделу, и может быть использовано для аттестации пригодности к доменной плавке компонентов железорудной части доменной шихты и коксов. В способе осуществляют подготовку исходного железорудного сырья и кокса, при которой исходное железорудное сырье подвергают восстановительно-тепловой обработке с одновременным науглероживанием, а кокс подвергают газификации, осуществляют сбор жидкого расплава, стекающего через коксовую насадку, определяют общее количество расплава, образовавшегося при плавлении подготовленного железорудного сырья, определяют количество расплава, собранного после коксовой насадки, определяют полноту истечения расплава как отношение количества расплава, собранного после коксовой насадки к общему количеству расплава, образовавшемуся при плавлении подготовленного железорудного сырья, сравнение показателя полноты истечения расплава с эталонным показателем полноты истечения расплава эталонного железорудного сырья на эталонной коксовой насадке. 7 з.п. ф-лы, 2 прим., 4 табл.
Наверх