Способ передела низкокремнистых ванадиевых чугунов в конвертере Советский патент 1984 года по МПК C21C5/28 

00

4

СО

Q,,

сл

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переделе природнолегированньщ ванадийсодержащих чугунов в кислородных конвертерах. Известен способ передела ванадиевых чугунов в конвертерах, включающий заливку чугуна, присадку окалины и продувку его окислительным газом Р2 . Недостатком способа является осложнение при переделе низкокремнистых ванадиевых чугунов с содержа нием кремния в пределах 0,15-0,25%. Это связано с тем, что из-за дефици тепла при низких содержаниях кремни затрудняются процессы шлакообразова ния и, как следствие этого, снижае ся степень извлечения ванадия из ме талла в шлак. Дефицит тепла покрывается за счет экзотермических реак ций . окисления железа чугуна путем продувки при повьшенном положении фурмы над уровнем ванны, что привадит к снижению выхода годного металл и получению к концу плавки шлаков с высоким содержанием окислов железа и относительно низким содержанием пятиокиси ванадия. Наиболее близким по технической, сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ пер дела низкокремнистых чугунов, включающий ввод кремния из передельного чугуна в низкокремнистый чугун,присадку окалины на полученньш расплав и продувку кислородом . Однако данный способ хотя и позволяет перерабатывать ванадиевый чугун с содержанием кремния 0,150,25%, но при переходе на боле низкое содержание кремния (0,05-0,15%) в связи с дальнейшим обострением теплового баланса плавки и зтсудшением процессов шлакообразования степень извлечения ванадия из металла снижается, а выход годного металла уменьшается не только за счет увеличения угара железа, но и за счет сни жения расхода железосодержащего охладителя - окалины. Кроме того, недостатком способа является низкая производительность, обусловленная малой интенсивностью продувки. Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия из чугуна в шлак, увеличение выхода годного м талла и производительности передела 3052 в целом путем улучшения теплового баланса плавки. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела ванадиевых чугунов в конвертере, включающему ввод кремния из передельного чугуна в низкокремнистьй ванадиевый чугун, присадку окалины на полученный расплав и продувку кислородом, расплав, состоящий из 55-95% ванадиевого и 5-45% передельного чугунов, с содержанием 0,15-0,25% кремния и 0,30-0,60% ванадия, подвергают деванадациипри удельном расходе окаЛИНЫ 65-90 кг на 1 т расплава, интенсивности кислородного дутья 1,6-3 ,.5 на 1 т расплава и положении продувочной фурмы над условным уровнем спокойной ванны 25-35 калибров до завершения процессов окисления ванадия. В качестве кремнийсодержащего материала применяют жидкий передельный чугун. Смешивание низкокремнистого ванадиевого и передельного чугунов производят в миксере. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Доливка в ванадиевый чугун с низким содержанием кремния передельного чугуна с послед5пощей выдержкой в течение 0,5-0,75 ч позволяет получить расплав с усредненным химическим составом и оптимальным содержанием кремния в пределах 0,15-0,25%. Вьщержка после доливки передельного чугуна менее 0,5 ч недостаточна для полного усреднения полученного расплава, а более 0,75 ч нецелесообразна снижения производительности мик Серов. Пределы содержания кремния в расплаве 0,15-0,25% позволяют стабилизировать процесс ванадиевого передела. При содержании в расплаве ниже 0,15% ухудшаются процессы шлакообразования и. увеличивается угар железа вследствие отрицательного теплового баланса, а при содержании кремния вьшге 0,25 увеличивается продолжительность плавки и получаются объединенные шлаки вследствие их разбавления окислами кремния и железа. При переделе полученного расплава в конвертере интенсивность продувки в пределах 260-450 обеспечивает нормальные ход плавки 3 и скорости процессов обезуглероживания и деванадатдии. При интенсивности продувки менее 260 уве личивается продолжительность плавки, замедляется протекание окислительно-восстановительных реакций вследствие недостаточного перемешивания ванны, а при интенсивности продувки более 450 возможны отставание процессов деванада ции от процессов обезуглероживания и осложнения при переделе полупродукта в сталь из-за низкого содержа ния в нем углерода. Продувка металла с расстояния менее 25 калибров от уровня условно спокойного металла ведет к повышенному износу кислородной фурмы, а при расстоянии более 35 калибров металл переокисляется и увеличивается опасность выбросов. При смешивании ванадиевого и передельного чугунрв в расплав .переходит и ванадий, содержащийся в передельном чугуне в количестве 0,1-0,3%. Ванадий в передельном чугуне образуется не только вследствие поступления его в шихту домен ной плавки с сьфьем, но и от неизбе ного его накопления в результате использования одних и тех ж:е транспортировочных средств (чугуновозных ковшей, транспортеров, вагонов и т.п.) и мест складирования сьфья пр производстве на одном предприятии ванадиевого и передельного чугуна. Расход окалины увеличивается пропорциональной повышению кремния в расплаве. При ее расходе ниже 65 кг/т расплава создаются неблаго приятные условия для деванадации,п расходе более 90 кг/т из-за холодн го хода плавки затормаживаются оки лительно-восстановительные процессы. Использование низкокремнистого iванадиевого чугуна в смеси с переде льным в оптимальном их соотношении 1позволяет стабилизировать технологи передела ванадиевых чугунов, прибли зить шихтовку плавки к стандартной повысить выход годного металла.за счет увеличения расхода окалины и снижения угара железа, увеличить; степень извлечения ванадия не тольк за счет ьптимйзации технологии пере дела но и путем утилизации ванадия передельного чугуна. 5 Пример 1. В миксер с ванадиевым чугуном в количестве 800 т следующего состава,%: С4,41 Мп0,26 Si0,05 Р0,08 S0,027 Т1.0,09 V0,60 доливают передельный чугун, содержащий, % С4,46 Мп0,34 Si0,75 Р0,.18 S0,030 TiСл V . 0,10 из расчета получения кремния 0,20% по следующему соотношению: Q., 160 т, Од 0,20-0,05 Г1 где Qq - количество доливаемого передельного чугуна, т; 0,75; 0,20; 0,05 - содержание кремния в передельном чугуне, в смеси и в ванадиевом чугуне соответственно. После вьщержки в миксере 0,75 ч полученный расплав следующего состава,%: С4,42 Мп0,27 . Si0,20 Р0,09 S0,029 Т10,08 V0,54 в количестве 165 т заливают в конвертер. На расплав присаживают 13 т (80,0 кг/т расплава) окалины и ведут продувку кислородом с расстояния фурмы от уровня ванны 25 калибров и интенсивноеть.ю дутья 260 в течение 7 мин. По окончанию продувки получают металп-полупродукт с содержанием угерода с 3,1% и ванадия 0,02% и анадиевый шлак с содержанием 20,8 ятиокиси ванадий. Выход годной стаи при переделе полученного полупроукта в сталь составляет 86,5%, ро1шлжитеяьность всей плавки 21 мин. Пример 2. В миксер с ванаиевым чугуном в количестве 1000 т ледующего состава,%:

4,40

0,27

0,10

0,06

0,028

0,12

0,44

доливают передельный чугун,содержащий, %:

С4,45

Mn0,35

Si0,63

. P0,020

S0,030

TiСл.,

V0,30

из расчета получения кремния 0,15% по следующему соотношению

ЛООО 0.63 . . Qf, 0,15-0,10 П

После вьщержки в миксере 0,5 ч полученный расплав следующего состава,%:

С4,41

Мп0,28

Si0,15

Р0,07

S0,028

Ti0,10

V 0,43

в количестве 165 т заливают в конвертер. На расплав присаживают 10,5 т окалины (80 кг/т расплава) и ведут продувку кислородом с расстояния фурмы от уровня ванны 30 калибров и интенсивностью дутЬя 300 м/мин в течение 6 мин. По окончании продувки получают металлполупродукт с содержанием углерода 3,2% и ванадия 0,02% и ванадиевый щлак с содержанием 22,7% пятиокиси ванадия. Выход годной стали при переделе полученного полупродукта в сталь составляет 86,6%, продолжительность всей плавки 20 мин.

Пример 3. В миксер с ванадиевым чугуном в количестве 900 т следующего состава,%:

С4,3

Мп0,24

Si0,14

Р0,07

S0,024

Ti0,16

V0,49

доливают передельный чугун, сожащий , %:

С4,6

Мп0,32

Si0,82

Р0,19

S0,036

TiСл.,

V0,20

расчета получения кремния 0,25% следующему соотношению

0,82

; Q 120 т

0,25-0,14

После выдержки в миксере 0,5 ч полученный расплав следующего состава,%:

С4,4

Мп0,25

Si0,25

Р0,08

S0,026

Ti0,14

V .0,46

в количестве 165 т заливают в конвертер. На расплав присаживают 14,8 т окалины (90 кг/т расплава) и ведут продувку кислородом с рас.стояния фурмы над уровнем ванны 35 калибров и интенсивностью дутья 450 , в течение 6,5 мин. По окончании продувки получают металл-полупродукт с содержанием углерода 3,0%, ванадия 0,02% и ванадиевый шлак с содержанием 19,6% пятиокиси ванадия.

Выход годной стали при переделе

полученного полупродукта в сталь составляет 86,8, продолжительность всей плавки 18 мин.

Данные примеров в сравнении с базовым способом приведены в таблицах 1 и 2.

Предлагаемый способ передела позволяет увеличить выход годной стали на 0,4-1,0%, степень извлечения ванадия на 0,6-1,4% и производительность конвертеров на 8,5%. Годовой экономический эффект составляет более 350 тыс.рублей.

71034305-8

Технико-экономические показатели предлагаемого способа передела ванадиевых чугунов в сравнении с базовым-, способом

Таблица1

СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОКРЕМНИСТЫХ ВАНАДИЕВЫХ ЧУГУНОВ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий ввод кремния из передельного чугуна в низкокремнистый ванадиевый чугун,присадку окалины на полученный расплав, продувку кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения ванадия КЗ чугуна в шлак, выхода годного металла и производительности передела в целом путем улучшения теплового баланса плавки, расплдв, состоящий из 55-95% ванадиевого и 5-45% передельного чугунов, с со§ держанием 0,16-0,25% кремния и 0,30-0,60% ванадия, подвергают де(Л ванадации при удельном расходе окалины 65-90 кг на t т расплава и положении продувочной фурмы над условным уровнем спокойной ванны 25-35 калибров до завершения процессов окисления ванадия.

145200,050,75 0,20 Предлага153120,100,63 0,15 емьй 14718.0,140,82 0,25 165-.0,15Базовьй. 165-0,30165-0,05-0,14 0,60 0,44 0,49 0,50 0,60 0,400,60

Продолжение табл. 1 0,100,548025 0,300,436530 0,200,469035 --4537,5 --6037,5 45-63 37,5 Опыт. 23 3300 495 3795 4,3 Срав. 20 3300 -. 3300 4,3

276 98,5 87,6 11,73 0,41

Опыт. 160 97,0 86,5 11,08 Срав,

1084305

10 Таблица

Продолжение табл. 2

0,83 0,29 0,20 0,38 0,08 0,08 0,026 0,250,100,410,100,070,028.