ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЖЕЛЕЗОВАНАДИЙКРЕМНИЙМАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕЙ ЛИГАТУРЫ Российский патент 1994 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к составам шихт, используемых в ферросплавном производстве для получения комплексных ферросплавов, в частности железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры.

Известен способ выплавки ванадиймарганецсодержащей лигатуры из обогащенного конвертерного ванадиевого шлака, получаемого восстановлением железа из ванадийсодержащего шлакоизвесткового расплава основностью 2,5-4,0 высокоуглеродистым ферромарганцем при массовом его отношении к шлакоизвестковому расплаву 0,4-1,0 [1] .

Основной недостаток этого технического решения заключается в использовании дорогостоящего дефицитного ферромарганца. При этом марганец сначала окисляют и переводят в шлак, а затем восстанавливают и переводят в лигатуру, что сопровождается потерями ценного легирующего элемента.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является шихта [2] для выплавки железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры (ферросиликованадия) содержащая конвертерный ванадиевый шлак, известь, 75% -ный ферросилиций, плавиковый шпат и пековый кокс при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Конвертерный ванадиевый шлак 41 Известь 41 75% -ный ферросилиций 15,2 Плавиковый шпат 1,3 Пековый кокс 1,5
Основной недостаток известной шихты заключается в том, что она не обеспечивает получение лигатуры с содержанием марганца более 8% , а отношение (Мn: Y) в ней находится в пределах 0,4-1,0, в то время как для раскисления и легирования большого количества марок стали требуется комплексная лигатура с отношением (Мn: Y) на уровне 5-15. К таким маркам стали, в частности, относятся строительная, конструкционная, рельсовая, пружинно-рессорная и другие стали.

Кроме этого, при выплавке лигатуры с использованием известной шихты относительно велики потери ванадия со сливным отвальным шлаком, достигающие 2,5-15 кг/т лигатуры.

Не решаются также вопросы расширения сырьевой базы марганцевого производства и улучшения экологических условий.

Целью изобретения является увеличение содержания марганца в лигатуре, уменьшение потерь ванадия, расширение сырьевой базы ферросплавного производства и улучшение его экологических условий.

Поставленная цель достигается тем, что в известную шихту, включающую конвертерный ванадиевый шлак, известь, углеродистый восстановитель и ферросилиций, углеродистый восстановитель введен в виде твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Конвертерный вана- диевый шлак 18,9-7,6 Ферросилиций 9-10,5
Твердые продукты очистки
колошникового газа домен-
ного производства фер- ромарганца 39,7-53,5 Известь Остальное
Отличительных признаков, присущих предлагаемой шихте, в других технических решениях не выявлено, что дает основание считать предложенное техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Использование в качестве углеродистого восстановителя твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца (колошниковой пыли и шлама) направлено на решение трех основных задач: замена дефицитного кокса углеродсодержащими отходами; увеличение содержания марганца в шихте; улучшение экологических условий доменного производства ферромарганца.

Массовое соотношение компонентов в предлагаемой шихте определено экспериментально и обеспечивает получение лигатуры с регулируемым, в пределах 5-15, отношением марганца к ванадию.

При содержании конвертерного ванадиевого шлака менее 7,6% и твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца более 53,5% массовое отношение (Мn: Y) в лигатуре превышает 15. Использование такой лигатуры требует дополнительного ввода в сталь феррованадия.

При содержании конвертерного ванадиевого шлака более 18,9% и твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца менее 39,7% массовое отношение (Мn: Y) в лигатуре менее 5. Использование такой лигатуры требует дополнительного ввода в сталь ферромарганца. Дополнительный ввод в сталь ферросплавов приводит к увеличению угара легирующих элементов, повышению расхода ферросплавов и удорожанию стали. При содержании ферросилиция в шихте менее 9% существенно увеличивается содержание оксидов железа, марганца и ванадия в сливном отвальном шлаке. Соответственно возрастают потери этих элементов и уменьшается выход годной лигатуры.

При содержании ферросилиция в шихте более 10,5% содержание оксидов железа, марганца и ванадия в сливном отвальном шлаке практически не уменьшается, а абсолютные потери этих элементов увеличиваются за счет некоторого повышения кратности шлака.

Ниже приведены примеры конкретного технического осуществления технологии выплавки железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры с использованием предлагаемой шихты в 6 т дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой.

Составы предлагаемой шихты при граничных и запредельных значениях ее компонентов приведены в табл. 1.

Для получения 1 т лигатуры в печь загружают 3475-4320 кг смеси шихтовых материалов из 660-330 кг конвертерного ванадиевого шлака, 1380-2310 кг твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца, 325-430 кг 75% -ного ферросилиция и 1110-1250 кг извести.

Конвертерный ванадиевый шлак содержит 31,5% Fе_общ, 18,5% Y₂О₅, 9,4% МnО, 2,2% Сr₂О₃, 8,2% ТiО₂, 2,5% СаО, 18,2% SiО₂, 2,1% МgО, 2,2% Аl₂О₃.

Твердые продукты очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца содержат 3,59% Fе_общ, 21,5% Мn_общ, 11,65% SiО₂, 3,25% Аl₂О₃, 9,85% СаО, 1,26% МgО, 8,63% С.

После расплавления шихтовых материалов производят перемешивание металлического и шлакового расплавов и обрабатывают шлак порошкообразным или гранулированным алюминием в количестве 20-30 кг/т сплава.

Лигатура содержит 34,0-51,2% Мn, 3,4-6,8% V, 14,4-16,5% Si, 0,7-1,0% С, 0,6-0,9% Сr, 0,5-0,9% Тi, остальное - Fе.

Отношение (Мn: Y) в лигатуре находится в пределах 5-15.

Сливают отвальный шлак, содержащий 0,39-0,46% FеО, 0,42-0,53% МnО, 0,15-0,20% V₂О₅, 0,12-0,20% Сr₂О₃, 0,42-0,48% СаС₂, 56,4-57,6% СаО, 27,0-28,8% SiО₂, 0,57-1,35% ТiО₂, 3,5-5,0 Аl₂О₃, 6,3-8,5% МgО и выпускают лигатуру.

Основные технико-экономические показатели процесса выплавки железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры при использовании известной и предлагаемой шихт приведены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что использование предлагаемой шихты обеспечивает, по сравнению с известной шихтой: получение лигатуры с регулируемым, в пределах 5-15, отношением марганца к ванадию; снижение потерь ванадия со сливным отвальным шлаком с 2,5 до 2,0-2,2 кг/т лигатуры, т. е. на 12-20% .

Из приведенных в табл. 2 данных видно также, что с точки зрения достижения поставленной цели заявленные пределы содержания компонентов шихты являются оптимальными.

При меньших и больших значениях заявленных параметров шихты не достигается требуемое соотношение между марганцем и ванадием в лигатуре и увеличиваются потери этих элементов со сливным отвальным шлаком.

Использование предлагаемой шихты обеспечивает также улучшение экологических условий производства доменного ферромарганца. (56) Авторское свидетельство СССР N 1613503, кл. С 22 С 33/04, 1989.

М. А. Рысс "Производство ферросплавов. М. , "Металлургия", 1985, с. 303.

Использование: изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к составам шихт, используемых в ферросплавном производстве для получения комплексных лигатур, например, железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры с отношением марганца к ванадию в пределах 5 - 15. Сущность изобретения: особенностью предлагаемой шихты является использование в качестве углеродистого восстановителя твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца, при следующем соотношении компонентов, мас. % : конвертерный ванадиевый шлак 18,9 - 7,6, ферросилиций 9,0 - 10,5, твердые продукты очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца 39,7 - 53,5, известь остальное. Предлагаемая шихта обеспечивает возможность получения лигатуры, содержащей , % : Mn 84,0 - 51,2; Y 3,4 - 6,8; Si 14,4 - 16,5; C 0,7 - 1,0; Cr 0,6 - 0,9; Ti 0,5 - 0,9; Fe остальное, снижение потерь ванадия со сливным отвальным шлаком на 12 - 20% при одновременном улучшении экологических условий ферросплавного производства. 2 табл.

ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЖЕЛЕЗОВАНАДИЙКРЕМНИЙМАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕЙ ЛИГАТУРЫ, включающая конвертерный ванадиевый шлак, известь, ферросилиций и углеродистый восстановитель, отличающаяся тем, что в качестве углеродистого восстановителя она содержит твердые продукты очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Конвертерный ванадиевый шлак 18,9 - 7,6
Ферросилиций 9,0 - 10,5
Твердые продукты очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца 39,7 - 53,5
Известь Остальное