Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при обработке ванадиевого шлаков, в частности для снижения окисленности шлака и обогащения его по содержанию ванадия.
При пирометаллургической переработке ванадийсодержащих чугунов в сталеплавильных агрегатах получают кислые или основные ванадиевые шлаки.
Кислые ванадиевые шлаки содержат более 13 мас.% V2О5, более 30 мас.% Feобщ, до 0,15 мас.% Р [1].
Основные ванадиевые шлаки содержат менее 13 мас.% V2О5, менее 30 мас.% Feобщ, более 0,15 мас.% Р и не могут быть переработаны по существующим технологиям гидрометаллургического способа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ селективного восстановления элементов из ванадийсодержащего шлака в две стадии: обогащение шлака восстановлением оксидов железа углеродом, металлотермическое восстановление обогащенного шлака и отделение восстановленного металла от шлака [2].
Недостатком способа является необходимость подготовки шлака для подачи его в плавильный агрегат и использования агрегата для расплавления шлака, что связано с дополнительными энергозатратами.
Задача изобретения - получение основного ванадиевого шлака, пригодного для переработки по существующим технологиям. Техническим результатом является снижение в шлаке оксидов железа и фосфора и повышение в нем массовой доли ванадия.
Технический результат достигается тем, что в известном способе, предусматривающем восстановительное обогащение ванадиевого шлака углеродом, металлотермическое восстановление обогащенного шлака и отделение восстановленного металла от шлака, по изобретению восстановительное обогащение шлака производят углеродом при выпуске жидкого шлака из сталеплавильного агрегата, а металлотермическое восстановление производят элементами с большим, чем у углерода сродством к кислороду при температурах жидкого шлака, которые подают ниже поверхности и/или под струю расплава.
Способ по изобретению предусматривает восстановительное обогащение шлака производить углеродом кокса, каменных углей, боя угольных футеровок и электродов, а металлотермическое восстановление обогащенного шлака производить сплавами и лигатурами, содержащими алюминий, кремний, кальций, магний, титан.
Обработку ванадиевого конвертерного шлака производят в сталеплавильном агрегате и/или в ковше, футерованным огнеупорами, обладающими более высокими, чем у шамота огнеупорными свойствами. Углерод и элементы для металлотермического восстановления могут вводиться в струе газа-носителя ниже поверхности расплава.
Сущность изобретения основана на том, что углерод, взаимодействуя с оксидами железа в ванадиевом шлаке, понижает его окисленность, а образующиеся газы создают восстановительную атмосферу, интенсивно перемешивают расплав и способствуют восстановлению фосфора из шлака.
По изобретению допускается введение углеродсодержащих материалов в сталеплавильный агрегат и/или в ковш. При введении углеродсодержащих материалов в сталеплавильный агрегат необходимо учитывать степень восстановления фосфора для получения заданной марки стали. Остальную часть углеродсодержащих материалов, необходимых для восстановления оксидов железа и фосфора, вводят в ковш.
Расход углеродсодержащих материалов определяется стехиометрическим расчетом для восстановления железа и фосфора из оксидов ванадиевого шлака с коэффициентом 1,2.
В качестве углеродсодержащих материалов используется кокс, каменный уголь, бой угольных футеровок и электродов.
Для более полного удаления железа и фосфора из основного ванадиевого шлака в ковш вводятся сплавы и лигатуры, содержащими алюминий, кремний, кальций, магний и титан, расход которых определяется экспериментально.
Выпуск основного ванадиевого шлака из сталеплавильного агрегата производится в разогретый ковш, футерованным огнеупорами, обладающими более высокими, чем у шамота огнеупорными свойствами, поскольку шамотная футеровка не обладает необходимой шлакоустойчивостью.
Углерод и элементы для металлотермического восстановления основного ванадиевого шлака, например коксик фракцией до 2 мм и сечка алюминия, могут подаваться в струе газа-носителя ниже поверхности расплава.
Опыты проводились в кислородных конвертерах емкостью 160 т, оснащенных бункерами для подачи углеродсодержащих материалов по тракту сыпучих материалов.
Пример 1. В кислородный конвертер загрузили 22 т металлолома и залили 144 т чугуна следующего состава, мас.%: С 4,3; Si 0,35; Тi 0,25; V 0,45; Mn 0,3; Р и S 0,05. После продувки плавки кислородом через четырехсопловую фурму с интенсивностью 380 куб.м/мин в течение 22 мин получили полупродукт с температурой 1645oС следующего состава, мас.%: С 0,06; Si следы, Ti 0,005; Mn 0,03; Р и S 0,025 и основной шлак содержащий, мас.%: FeO 22,4; СаО 44,0; SiO2 13,8; V2O5 6,4; TiO2 3,0; MnO 3,2; MgO 5,2; Al2O3 1,6; Р 0,5.
В конвертер по тракту сыпучих материалов загрузили коксик в количестве 500 кг и после выпуска полупродукта слили полученный основной ванадиевый шлак в разогретый ковш, футерованный магнезитовым кирпичом. По ходу слива под струю шлака присадили 500 кг коксика. После слива в расплав шлака присадили алюминий в количестве 32 кг.
Из ковша через шиберный затвор слили восстановленный металл в изложницу, а обработанный шлак слили в шлаковую чашу. После охлаждения и дробления шлак имел следующий состав, мас.%: FeO 3,4; СаО 53,8; SiO2 17,6; V2O5 8,9; TiO2 3,6,; MnO 3,0; MgO 6,2; Аl2O3 1,9; Р 0,08.
Пример 2. В кислородный конвертер загрузили 20 т металлолома и залили 160 т чугуна следующего состава, мас.%: С 4,2; Si 0,30; Ti 0,25; V 0,44; Mn 0,3; Р и S 0,05. После продувки плавки кислородом через четырехсопловую фурму с интенсивностью 380 куб.м/мин в течение 23 мин получили полупродукт с температурой 1655oС следующего состава, мас.%: С 0,05; Si cледы, Ti 0,005; V 0,005; Mn 0,03; Р и S 0,022 и основной шлак, содержащий, мас.%: FeO 25,6; СаО 42,5; SiO 13,2; V2O5 6,7; TiО2 3,2; MnO 3,2; MgO 4,2; Al O 1,2; Р 0,5.
После выпуска полупродукта слили полученный основной ванадиевый шлак в разогретый ковш, футерованный магнезитовым кирпичом. По ходу слива под струю шлака присадили 1000 кг коксика. После слива в расплав шлака присадили 32 кг алюминия.
Из ковша через шиберный затвор слили восстановленный металл в изложницу, а обработанный шлак слили в шлаковую чашу. После охлаждения и дробления шлак имел следующий состав, мас.%: FeO 2,8; СаО 54,8; SiO2 18,1; V2O5 9,1; TiO2 4,3; MnO 3,0; MgO 5,9; Al2O3 1,5; Р 0,07.
Использование предлагаемой технологии позволяет перерабатывать ванадиевые чугуны в кислородных конвертерах моно-процессом, получать промышленно используемый основной ванадиевый шлак с низкой массовой долей фосфора и сохранить сквозное извлечение ванадия в товарные продукты на существующем уровне.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВАНАДИЕВОГО ШЛАКА И ПРИРОДНОЛЕГИРОВАННОЙ ВАНАДИЕМ СТАЛИ | 1997 |
|
RU2118376C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МИКРОЛЕГИРОВАННОЙ ВАНАДИЕМ СТАЛИ | 1997 |
|
RU2118380C1 |
СПОСОБ СОВМЕЩЕННОГО ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА И ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ С ПОНИЖЕННЫМ РАСХОДОМ ЧУГУНА | 2008 |
|
RU2389800C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ | 2002 |
|
RU2228372C1 |
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ | 1995 |
|
RU2064509C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРИРОДНО-ЛЕГИРОВАННОЙ ВАНАДИЕМ СТАЛИ ПРИ ПЕРЕДЕЛЕ ВАНАДИЕВОГО ЧУГУНА В КИСЛОРОДНЫХ КОНВЕРТЕРАХ МОНОПРОЦЕССОМ С РАСХОДОМ МЕТАЛЛОЛОМА ДО 30% | 1997 |
|
RU2105072C1 |
Способ обогащения конвертерного ванадиевого шлака | 1989 |
|
SU1613503A1 |
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИМИ МАТЕРИАЛАМИ | 1998 |
|
RU2140995C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАКА | 1997 |
|
RU2109831C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ | 1996 |
|
RU2102497C1 |
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке ванадиевых шлаков, в частности для снижения окисленности шлака и обогащения его по содержанию ванадия. По способу обработки ванадиевого шлака восстановительное обогащение шлака производят углеродом при выпуске жидкого шлака из сталеплавильного агрегата. Металлотермическое восстановление обогащенного шлака производят элементами с большим, чем у углерода сродством к кислороду при температурах жидкого шлака. Элементы подают ниже поверхности и/или под струю расплава. Затем отделяют восстановленный металл от обогащенного шлака. Восстановительное обогащение шлака производят углеродом кокса, каменных углей, боя угольных футеровок и электродов, а металлотермическое восстановление обогащенного шлака сплавами и лигатурами, содержащими алюминий, кремний, кальций, магний, титан. Обработку ванадиевого конвертерного шлака производят в сталеплавильном агрегате и/или в ковше, футерованным огнеупорами, обладающими более высокими, чем у шамота огнеупорными свойствами. Углерод и элементы для металлотермического восстановления могут вводиться в струе газа-носителя ниже поверхности расплава. Восстановление оксидов железа и удаление фосфора из основного ванадиевого шлака позволяет перерабатывать ванадиевые чугуны в кислородных конвертерах моно-процессом, получать промышленно используемый ванадиевый шлак и сохранить сквозное извлечение ванадия в товарные продукты на существующем уровне. 4 з.п.ф-лы.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Транспортер для перевозки товарных вагонов по трамвайным путям | 1919 |
|
SU102A1 |
Производство ванадиевого шлака и стали в конвертерах | |||
- НТМК, Н.Тагил, 1995, с | |||
Светоэлектрический измеритель длин и площадей | 1919 |
|
SU106A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Рысс М.А | |||
Производство ферросплавов | |||
- М.: Металлургия, 1995, с | |||
Дровопильное устройство | 1921 |
|
SU302A1 |
Авторы
Даты
1998-02-20—Публикация
1997-04-25—Подача