Способ доменной плавки титано-магнетитовых руд Советский патент 1984 года по МПК C21B5/00 

эо Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству в доменных печах природно-легированного ванадием чугуна из титано магнетитовых руд, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки титаномагнетитовых руд, включающий загрузку в печь титаномагнетитового сырья и кокса,, подачу в фурмы нагретого, обогащенного кислородом дутья, природного газа, выпуск чугуна и шлака. Этот способ обеспечивает низкое содержание кремния в чугуне, в пределах 0,1-0,3%, что способствует улучшению показателей как доменного, та и последующих переделов. Так в конвертерном переделе получаются шлаки с повышенным содержанием пятиокиси ванадия, что в свою очередь улучшает показатели химического передела шлака на техническую пятиокись ванадия и феррованадий Г 1 Ji Однако известному способу присущи следующие недостатки: отсутствуют ограничения на содержание тита на в чугуне и указания на приемы, способствующие уменьшению степени его восстановления, хотя известно., что именно титан, содержащийся в загружаемых в доменную печь шихтовых материалах, осложняет технологию плавки. В условиях доменной печи окислы титана восстанавливаются с образова нием тугоплавких соединений на основе, двухвалентного титана, которые вследствие ограниченной растворимост в чугуне выделяются из расплава на контактных поверхностях металл-шлак шлак-кокс, затрудняя коагуляцию ка- пель металла, ухудша.я дренаж прод7/к тов плавки и активизируя зарастание горна неплавкими массами. Внешними проявлениями этих осложнений являются повьш1енные потери метаотла со шлаком, затруднения при остановках печи из-за заливки фурм шлаком, пов шенная трудоемкость горновых операций и ухудшение показателей работы печей к концу кампании из-за уменьшения емкости горна. Поддержание содержания кремния в чугуне на указанном низком уровне (0,1-0,3%) не обеспечивает стабильных показателей работы печи в течение всей кампании. Для того, чтооы в горне печи не накапливались ь:еплавкие титанистые Mjiccbj п в меньшей степени проявлялись другие ослож::с Н Ш5 связанные с воссгаиовленкем Ti-frajsa,. необходимо сре.пяее факткчес ;ое содержание титана в чугуне ire превышало предела растворнмости, равного 0,20%, . Таким образом, возникает задача изыскать приемы, обзспеч.ивающие поддержание среднего со.цержаиия титана в чугуне равным или меньше 0,2%, Цель изобретапия - снижение потерь чугуна и у.пучгаение качества чугуна. Указанная цель достигается тем, что согласно cnocof y плавки титаномагнетичовых руД;, включающему загр5зку в печь сьфь.;. и кокса подачу в фурмь riaiPGTorOj обогащеиного кислоро.цом дутья, природного газа, и шлака при превышении колцентрации титана в чугзне сверх 0,20% увеличиБают расхода природного газа на 0„15--и..20% по отноше.нию 5С дутью и одновременно снижают основность шлака на 0,005-0,010 на каж.цьге .0„01% презьяпения кокцентрации титана, а .при концентрации титана в чугуне ме.«ее и, 15% снижают расход природного газа и увеличивают oc.hOBKocTb шлак в же пределах. Эффект воздействия природного газе, на содер.жание в чз/гуне-трздноносстаповимых элег-гектов объясняется тем, что значительная часть их во с с-ганавливается в Еысокотемпера-туриых зонах печи, прилегающих к фур-ме пзым оча1ам. При ггонкжении или повышепии расхода приро.цг-гого газа температурь здесь ло.зыша.отся или понижаются,, что и обеслечивает при прочз-пс ра:эньк ус.170ви.ях пс чышег1ие или понижение содержалкя титана и кремния 3 чугуне. При этом обеспечивается возмолно.гль остачть средний температурный уровень нагрева .нролуктов плавки неизме;1.м:ым путем изкенгння расхода кокса в соответстви.и с коэффициентом замены кокса приро;:гя:.ям газом, Практкчес:ки это o3Ht:qaoT; что nocjje изг-1ененля расхода природного газа и изменения основности шихты, обеспечивакпдем указанное изменение основ-, ностн ишака, те.нлоное состояние печи, а следовательно, и содержание серы в чугунг ггоддерлсиваю с з заданных пре3делах, как обычно, путем корректиро ки теплосодержания дутья и рудной нагрузки. Положительное влияние увеличения основности шлака при низком содержании титана в чугуне проявляетс в том, что с помощью этого приема компенсируют низкий резерв тепла в доменной печи. При превышении верхнего значения оптимального содержания титана в чугуне и соответствующем увеличении резерва тепла в печи целесообразно использовать это обстоятельство и реализовать возможность экономии топлива за счет умен шения расхода флюсующих добавок. По практическим данным изменение расхода природного газа на 0,15-0,2 к дутью является минимальной нормой воздействия, необходимой для измене ния содержания титана в чугуне на 0,01%. Превьппение этой нормы нежелательно, так как более значительные изменения расхода природного газа (а, следовательно, и отклонения от оптимального значения) будут связаны или со снижением коэффициен та замены кокса газом, или с увеличением расхода кокса. Пример 1. В качестве базового объекта принята доменная печь Нижнетагильского комбината НТМК объемом 2700 м, выплавляющая 1,8 млн. т ванадиевого чугуна в год по известному способу, включающему загрузку в доменную печь качканарских титансодержащих агломерата и ок тышей, их проплавление и поддержани заданного состава чугуна путем регу лирования теплового состояния печи и основности шихты. Содержание крем ния в чугуне поддерживают в пределах 0,1-0,3%. В период плавки показатели работы печи следующие: Суточное производство, т5117 Расход кокса, кг/т чугуна467 Расход природного газа, % к дутью6,1 Основность шлака1,10 Содержание в чугуне, %: Ti0,13 Si0,12 S0,041 15 Потери металла со шла- . i ком, кг/т чугуна9,1 Как видно из приведенных данных, содержание титана в чугуне ниже оптимального интервала (0,15-0,20%). В результате низкого химического резерва тепла в печи содержание серы в чугуне выше допустимого техническими условиями предела. Уменьшение среднего содержания серы в чугуне путем повьшгения среднего уровня нагрева продуктов плавки, т.е. за счет увеличения как физического, так и химического резерва тепла, приводит к ухудшению дренажа титанистых расплавов через коксовую насадку вследствие отклонения от оптимального температурного уровня и снижению показателей работы печи. По предлагаемому способу для обеспечения среднего содержания титана в чугуне в пределах 0,15-0,20% расход природного газа снижают на 0,15-0,20% к дутью и увеличивают основность шлака 0,005-0,01 единицы на каждую 0,01% отклонения содержания титана. В этом примере расход природного газа необходимо снизить на 15 (0,150,13) 0,3% к дутью, т.е. на 0,9 тыс. , и одновременно увеличить основность шлака на 0,5(0,150,13)0,01 единицы, т.е. расход известняка повысить на 2 кг/т чугуна. В результате уменьшения расхода природного газа на 0,3% к дутью теоретическая температура горения у фурм повышается на 15-18 С и среднее содержание титана в чугуне возрастает до уровня 0,15%. Соответственно, до базового уровня увеличивается обессеривающая способность шлака. Пример 2. Показатели работы печи следующие: Среднесуточное производство, т4900 Расход кокса, кг/т чугуна479 Расход природного газа, % к дутью5,2 Основность шлака1,10 Содержание в чугуне, %: Ti 0,22 Si 0,24 S 0,027

51

Потери металла со шлаком, кг/т чугуна ISji

Как видно из этих данных,содержание титана в чугуне выше предела его растворимости, что приводит к повышенным потерям металла, зарастанию горна неплавкими массами, ухудшению условий дальнейшего передела чугуна и снижению качества товарного конвертерного шлака.

По предлагаемому способу для,обеспечения среднего содержания титана в чугуне ниже 0,2% расход природного газа увеличивают на 0,15-0,20% к дутью и уменьшают основность шлака на 0,005-0,01 единицы на каждую 0,01% отклонения.

i .

В этом примере расход природного газа необходимо повысить на 20(0з220,20)0,4% к дутью, т.е. на 1,,2 тыс. м / ч, и одновременно снизить основность пшака на 0,5(0,220,20)0,01 единицы, т.е. уменьшить расход известняка на 2 кг/т чугуна. В результате увеличения расхода природного газа температуры в зоHait, примыкающих к фурменным очагам.

860156

снижаются на 15-18 с, что и обеспечивает необходимое снижение содержания титана в чугуне. Одновременно в связи с высоким химическим резервом 5 тепла в печи реализуется возможность уменьшения основности шлака с целью экономии кокса.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение потерь металла с греналью и неплавкими массами, высоко11 оизводительную работу печи в течение всей кампании, снижение себестоимости чугуна за счет экономии кокса и железорудных материалов .

Снижение содержаний титана в чугуне на 0,01% уменьшает потери железа на 0,6-0,8 кг/т чугуна. Эти данные подтверждены промьшшенными иссле дованиями на доменных печах. При го довой выплавке ванадиевого чугуна 2,5 млн. т, из которых 40% чугуна имеет среднее содержание титана 0,23%, экономический эффект составляет 116 тыс. руб. в год. Ожидаемый годовой экономический от применения изобретения составляет 116 тыс. руб. в год.

СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД, включающий :загрузку в печь сырья и кокса, подачу в фурмы нагретого, обогащенного кислородом дутья, природного газа, выпуск чугуна и шлака, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь чугуна и улучшения его качества, при превышении концентрации титана в чугуне сверх 0,20% увеличивают расход природного газа на 0,15-0,20% по отношению к дутью и одновременно снижают основность шлака на 0,005-0,010 на каждые 0,01% превышения концентрации титана, а при концентрации титана в чугуне менее 0,15% снижают расход природного газа и увеличивают основность шлака в тех же пределах. сл с: