Способ деванадации чугуна в конвертере Советский патент 1990 года по МПК C21C5/28 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к переделу ванадиевых чугунов в кислородных конвертерах.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия из чугуна и содержания ванадия в шлаке.

Сущнос ъ способа состоит в том, что при деванадгщии чугуна для повышения степени извлечения ванадия из чугуна создают благоприятные термодинамические и кинетические условия и обеспечивают присутствие в конвертере большого количества шлака. Jio достиг ают тем, ч го на первых одной-двух

плавках цикла полностью исключают присадки окислителя-охладителя в на- t чальный период продувки, что позволяет ускорить процесс деванадации за счет улучшения кинетических условий окисления ванадия в этот период. В ходе нагрева ванны для поддержания оптимальных термодинамических условий деванадации по достижении температуры 1340- 1380° 3 ванну охлаждают окислителем-охладителем, необходимое количество которого определяют для каждой плавки исходя из соотношения (1,5-1,3):(1,3-1 ,1) : 1 от первой к последующим плавкам. Причем при 1380°С расход окислителя-охлаto

4

СО

дителя должен соответствовать верхнему (1,5; 1,3), а при 1340°С нижнему (1,3; 1,1) пределам соотношения. Это обеспечивает проведение первых одной- двух плавок на протяжении почти всей продувки в оптимальном температурном интервале и позволяет повысить извлечение ванадия из чугуна в шлак. Повышенный расход окислителя-охладителя на этих плавках, уменьшающийся от первой плавки к последующим, приводит к увеличению количества шлака в конвертере за счет оксидов железа, которые являются центрами зарождения шпинелидов ванадия. Это также повышает извлечение ванадия из чугуна в шлак.

На последней плавке, после которой осуществляется выпуск ванадиевого шлака, окислитель-охладитель присажи- вают до или в начале продувки в минимальном количестве, принимаемом за 1,0 (см.соотношение). Это обеспечивает получение в конце плавки минимальной окисленности шлака (в сравнении с первыми), что совместно с более полным извлечением ванадия из чугуна в шлак на первых плавках позволяет обогатить шлак по содержанию ванадия.

Введение окислителя-охладителя, таким образом, позволяет по сравнению с известным решением повысить степень извлечения ванадия из чугуна и повысить содержание ванадия в шлаке.

На чертеже показано изменение содержания ванадия в металле и темпера- туры металла по ходу продувки ванадиевого чугуна (кривые 1 и 2 - известный способ, 3 - предлагаемый способ). Прием введения окислителя-охладителя в уменьшающемся количестве от плавки к плавке в течение одного цикла деванадации чугуна с определенной количественной зависимостью в научно- технической литературе и практическом использовании неизвестен.

Параметры предлагаемого способа отрабатывают экспериментально. В полупромышленный конвертер заливают 300 кг ванадиевого чугуну с температурой 1270-1280°С, содержащего, мас.% С 4,5-4,7; Мп 0,25-0,27; Si 0,21-0,23 V 0,43-0,44. Ванну продувают кислородом в течение 7-8 мин с интенсивностью около 1 8-2 м /миН Т. Процесс осуществляют с накоплением в конвертере ванадиевого шлака от 3 плавок (цикл). В качестве окислителя-охладителя используют прокатную окалину.

д

Q 5

5

0

0

5

5

На первых двуй плавках цикла окалину присаживают в конвертер в процессе продувки после достижения температуры 1330-1400°С, а на последней плавке - перед началом продувки (при температуре 1 270-1280°С). Суммарный расход окалины на цикл плавок составляет 56-57 кг. Расход окалины на каждую последующую плавку цикла уменьшают от 21-22,5 кг на первой плавке до 17,5-19,5 кг на второй и 14-17,5 кг на третьей плавках в соотношении (1,6-1,2):(1,4-1,0):1.

Плавки по известному способу проводят в том же конвертере с присадкой 100% окалины перед началом продувки, а также с рассредоточенной во времени присадкой: 60% окалины перед началом продувки и остального количества на 3, 4, 5 и 6 мин продувки порциями по 1,8 кг. Режим присадок на всех трех плавках цикла поддерживают одинаковым.

Показатели полупромышленных плавок по известному и предлагаемому способам приведены в таблице.

Из результатов испытаний следует, что соблюдение указанных параметров обеспечивает увеличение извлечения ванадия из чугуна в шлак на 1,8-2,6% (абс.) без увеличения окисленности последнего и за счет этого повышение содержания ванадия в ванадиевом шлаке на 0,9-1,6% (абс.) в сравнении с известным способом. При этом остаточное содержание ванадия в металле снижается в среднем по циклу из трех плавок на 0,008-0,012% (абс.).

При выходе за пределы указанных параметров показатели деванадации ухудшаются. При введении в ванну при температуре выше 1380°С (позднее охлаждение) окалина не успевает в достаточной степени провзаимодействовать с металлом и значительно улучшить термодинамические условия процесса деванадации. Охлаждение при температуре ниже 1340°С (раннее охлаждение) оказывает слабое влияние на кинетику деванадации.

Выход за пределы указанного соотношения расхода окислителя-охладителя по плавкам цикла (при оптимальной температуре присадок) приводит к ухудшению теплового баланса плавок: выход за верхние пределы соотношения (1,6:1,4:1) вызывает переохлаждение

ванны на первых двух плавках, в результате которого повышается вязкость расплава, и недостаточное охл-аджение на последней, что влечет за собой ухудшение термодинамических условий деванадации. Выход за нижние пределы (1,2:1:1) оказывает обратное действие.

Во всех случаях выхода за пределы указанных параметров поставленная цель не достигается.

Пример. В конвертер заливают 167 т ванадиевого чугуна с температурой 1280°С, содержащего, мас.%: С 4,6; Мп 0,26; Si 0,22; V 0,43. Кислородную продувку осуществляют в течение 8 мин с интенсивностью около 300 м /мин. По достижении температуры ванны 1350°С в конвертер присажи- вают 12 т прокатной окалины. По окончании продувки металл-полупродукт сливают. На оставленный в конвертере высокоокисленный ванадиевый шлак вновь заливают 167 т ванадиевого чу- гуна. В отличие от первой плавки окалину присаживают при 1360°С в количестве 10,5 т. После 8-минутной продувки металл второй плавки сливают, а

на шлак двух плавок в третий раз заливают 167 т ванадиевого чугуна. Перед началом продувки третьей плавки в конвертер присаживают 8,5 т прокатной окалины.. После продувки в течение 8 мин металл полупродукт сливают в ковш и скачиваю ванадиевый шлак от трех плавок в шлаковую чашу.

Формула изобретения

Способ деванадации чугуна в конвертере, включающий заливку чугуна с температурой 1250-1330 С, присадку окислителя-охладителя, продувку, накопление в конвертере ванадиевого шлака от цикла трех плавок, выпуск шлака на третьей плавке, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения ванадия из чугуна и содержания ванадия в шлаке, окислитель-охладитель присаживают на первых двух плавках цикла в процессе продувки после достижения расплавом температуры 1340-1380°С, причем расход окислителя-охладителя на каждую . последующую плавку цикла уменьшают в соотношении (1 ,5-1 ,3):(1,3-1,1):1.

4,6 4,6 4,5

0,26 0,26 0,25

0,21 0,21 0,21

0,44 0,44 0,43

1280 1280 1270

63,23 63,23 63,23 1:1:1

1385 0,033 92,5 1380 0,036 91,8 1400 0,035 91,9 19,0 27,6

Среднее 0,035 92,1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к переделу ванадиевых чугунов в кислородных конвертерах. Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия из чугуна и содержания ванадия в шлаке. При выплавке стали из ванадиевого чугуна окислитель-охладитель присаживают на первых двух плавках цикла в процессе продувки после достижения расплавом температуры 1340 - 1380°С, причем расход окислителя-охладителя на каждую последующую плавку уменьшают в соотношении (1,5 - 1,3):(1,3 - 1,1):(1). Реализация способа приводит к увеличению содержания V₂O₅ в шлаке на 0,9 - 1,6% (абс.) и уменьшению остаточного содержания ванадия в среднем на 0,008 - 0,012% (абс.). 1 ил., 1 табл.

4,5

4,5

4,6

4,5 4,5 4,5

параметров)

1 ,3:1 ,1 : 1

14,6 0,27 0,22 0,44 1370 4 73,31380

24,6 0,27 0,22 0,43 1370 4 61,71375

34,5 0,26 0,22 0,43 1270 0 51,71390

0,25

0,27 0,27 0,27

0,21

0,22 0,22 0,22

0,43

0,26 0,22 0,44

0,26 0,22 0,44

0,43 0,43 0,43

1280

1270

1280

1340 1340 1280

О 3 4 5 6 О 3 4 5 6 О 3 4 5 6

38,3

6,0

6,0

6,0

6,0

38,3

6,0

6,0

6,0

6,0

38,3

6,0

6,0

6,0

6,0

1:1:1

71,6 60,0 55,0

1410 0,037 91,4

1395 0,034 92,3

1380 0,036 91,8 19,4 29,0

Среднее 0,036 91,8

1390 0,021 95,1 1385 0,019 95,6 1380 0,033 92,5 20,4 26,3

NJ OJ

сс

Среднее

94,4 93,9 95,1 92,6

20,6

27,2

4,6 4,6 4,6

4,6 4,6

4,5 4,6 4,6

4,6 4,6

0,26 0,26

Среднее

0,26 0,26 0,27

0,21 0,21 0,22

0,43 0,43 0,44

1380 1380 1280

1,4:1,2:1

75,0 65,0 50,0

1380 1390 1390

0,027

0,020 0,023 0,036

93,9

95,3 94,7 91,8

20,3

27,0

Среднее

0,25 0,26 0,26

0,23 0,23 0,22

0,43 0,43 0,44

1400 1390 1280

6 6 О

1,5:1,3:1

75,0 65,0 50,0

1400 1385 1390

0,026

0,040 0,034 0,035

93,9

90,7 92,1 92,0

19,5

28,3

0,26 0,26 0,26

0,21 0,22 0,21

0,43 0,43 0,44

1330 1330 1280

1,5:1,3:1

Среднее

0,036

91,6

19,2

26,8

U1

j

го -1

OJ

19,1

27,4

19,6

26,2

Среднее

0,43 0,43

1350 1360

пенного исполнения

4,6

0,26

0,22

0,43

1280

8,5

1395

0,034 0,028

92,1 93,5

20,5

26,8

t/c

iW i350 1500

{250

1гоо

0

3 t. HWH.

тост,% 0,05

0,04 Q,03

о,ог