Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ И ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ И ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ И ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов с получением стали и извлечением ванадия в шлак, годный для дальнейшего использования. По способу пирометаллургической переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов загружают в доменную печь окатыши, агломерат, кокс, флюс и основной ванадийсодержащий стали или основной ванадийсодержащий сталеплавильный шлак (ОВСШ) в качестве флюса и ванадийсодержащего материала. Выплавляют ванадийевый чугун и перерабатывают его в сталеплавильном агрегате с извлечением ванадия в кислый шлак. Предварительно переработку чугуна осуществляют в сталеплавильном агрегате моно-процессом с извлечением ванадия в ОВСШ. Загружают его в доменную печь в качестве ванадийсодержащего материала и флюса. Выплавляют ванадиевый чугун и перерабатывают его в сталеплавильном агрегате с получением кислого шлака с повышенным содержанием ванадия ОВСШ получают с отношением СаО/SiO2 в интервале 2,8 - 4,0. При загрузке в доменную печь окатышей, агломерата, не содержащих ванадий и ОВСШ выплавляют чугун с содержанием ванадия до 0,45 мас. . При загрузке ОВСШ и ванадийсодержащих окатышей и агломерата выплавляют чугун с содержанием ванадия в интервале 0,45 - 1,0 мас.%. Использование предлагаемой технологии позволяет снизить расход кокса и повысить производительность доменных печей на 2 - 3% и получить товарный ванадиевый шлак с новыми потребительскими свойствами. 3 з.п. ф-лы. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2105818
Класс(ы) патента: C21C5/00, C21C5/06, C21C5/28, C21C5/36
Номер заявки: 97106314/02
Дата подачи заявки: 25.04.1997
Дата публикации: 27.02.1998
Заявитель(и): Александров Борис Леонидович
Автор(ы): Александров Б.Л.; Ватолин Н.А.; Воробьев Н.И.; Гаврилюк Г.Г.; Каменских А.А.; Комратов Ю.С.; Криночкин Э.В.; Кузовков А.Я.; Петренев В.В.; Топорищев И.Г.; Шаврин С.В.
Патентообладатель(и): Петренев Владимир Вениаминович
Описание изобретения: Изобретение относится к черной металлургии в частности к способу переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов с получением стали и извлечением ванадия в шлак, годный для дальнейшего использования.
Известен способ выплавки в доменной печи ванадиевого чугуна из титаномагнетитового сырья с использованием ванадийсодержащих отходов, представляющих собой смесь некоторых побочных продуктов доменного и конвертерного переделов, содержащих Fe 35-44% V 0,7-1,0% Р до 0,5% Mn 2% [1]
Использование отходов с максимальным содержанием ванадия до 1,0% не позволяет увеличить их расход более 60 кг/т чугуна из-за ухудшения качества чугуна и экономических показателей доменного процесса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пирометаллургической переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов путем загрузки в доменную печь окатышей, агломерата, кокса, флюса и основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака, выплавки ванадиевого чугуна и переработки его в сталеплавильном агрегате с извлечением ванадия в кислый шлак [2]
Этот способ предусматривает переработку ванадиевых чугунов дуплекс-процессом, который позволяет получить товарный ванадиевый шлак, содержащий более 14% V2О5 и металл-полупродукт для переработки на сталь. Такая технология сдерживает рост производства объема металла из-за потерь агрегатного времени, что не соответствует требованиям экономики, а именно: доход от производства ванадиевого шлака дуплекспроцессом существенно ниже, чем от производства стали монопроцессом.
Задачей изобретения является разработка экономически целесообразной технологии переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов.
Техническим результатом является повышение производства стали при максимально возможном извлечении ванадия из исходного сырья.
Технический результат достигается тем, что в известном способе пирометаллургической переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов, предусматривающем загрузку в доменную печь окатышей, агломерата, кокса, флюса и основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака или основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака в качестве ванадийсодержащего материала и флюса выплавку ванадиевого чугуна и переработку его в сталеплавильном агрегате с извлечением ванадия в кислый шлак, по изобретению ванадиевый чугун предварительно перерабатывают в сталеплавильном агрегате монопроцессом с извлечением ванадия с основной сталеплавильный шлак с последующей загрузкой его в доменную печь в качестве ванадийсодержащего материала и флюса, после чего выплавляют ванадиевый чугун, перерабатывают его в сталеплавильном агрегате с получением кислого шлака с повышенным содержанием ванадия.
При этом наиболее предпочтительным является получение основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака с отношением в нем CаО/SiO2 в интервале 2,8-4,0.
Способ по изобретению позволяет при загрузке в доменную печь не содержащих ванадий окатышей и агломерата совместно с основным ванадийсодержащим сталеплавильным шлаком выплавлять чугун с содержанием ванадия до 0,45 мас. а при загрузке основного шлака и ванадийсодержащих окатышей и агломерата выплавлять чугун с содержанием ванадия в интервале 0,45-1,0 мас.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По изобретению предусматривается загружать в доменную печь окатыши, агломерат, кокс, флюс и дополнительно в качестве ванадийсодержащего материала и флюса основной шлак, полученный при переработке ванадиевого чугуна в сталеплавильном агрегате монопроцессом, или ванадийсодержащий основной сталеплавильный шлак в качестве ванадийсодержащего материала и флюса. Такая переработка ванадиевого чугуна монопроцессом позволяет увеличить производство стали за счет сокращения потерь агрегатного времени, получить основной шлак с максимальным извлечением него ванадия. Последующая загрузка такого шлака в доменную печь позволяет увеличить массовую долю ванадия в в чугуне, сократить расход высокоосновного агломерата и флюсов, снизить расход кокса и повысить производительность на 2-3% Последующая переработка чугуна с повышенным содержанием ванадия дуплекс-процессом позволяет получить товарный шлак с новыми потребительскими свойствами.
Наилучшие экономически показатели доменного процесса по изобретению достигается при использовании основного шлака с отношением СаО/SiO2 в интервале 2,8-4,0. При основности шлака менее 2,8 не обеспечиваются условия десульфурации и рафинирования металла в сталеплавильном агрегате. При основности шлака более 4,0 снижается в нем массовая доля ванадия и ухудшаются показатели доменной плавки.
При переработке в доменной печи не содержащих ванадий окатышей и агломерата, использование основного шлака обеспечивает получение массовой доли ванадия в чугуне до 0,45% а при загрузке основного шлака и ванадийсодержащих окатышей и агломерата выплавлять чугун с массовой долей ванадия в интервале 0,45-1,0%
Дальнейшее увеличение доли "основного" шлака в шихте приводит к ухудшению хода доменной печи и технико-экономических показателей.
Основной ванадийсодержащий сталеплавильный шлак используют в шихте доменной печи одновременно в качестве ванадийсодержащего материала и флюса. Использование его в качестве флюса в шихте доменных печей обеспечивает ввод кальция в виде комплексных соединений, не требующих дополнительного тепла на их образование, что улучшает процессы шлакообразования и позволяет сократить расход кокса, исключить расход части известняка и/или части высокоосновного агломерата. Основной шлак вносит до 30% окислов железа и при замене известняка обеспечивает повышение производительности печи на 2-3%
Опыты проводились на металлургическом комплексе, оснащенном доменными печами объемом более 1300 куб.м. кислородными конвертерами емкостью 160 т.
Пример 1. В доменную печь загружали ванадийсодержащие окатыши с основностью 0,3, агломерат с основностью 2,2, кокс и с использованием комбинированного дутья выплавляли чугун следующего среднего химсостава, мас. C 4,3; Si 0,35; Ti 0,25; V 0,45; Mn 0,3, Р и S 0,05, который перерабатывали в кислородных конвертерах.
В кислородных конвертерах провели 112 плавок с продувкой ванадиевого чугуна на сталь монопроцессом. Параметры плавок были следующими. В конвертер загружали 20-30 т металлолома и заливали 150-160 т чугуна указанного состава. После продувки плавки кислородом через четырехсопловую фурму с интенсивностью 370-390 куб.м. мин в течение 20-25 мин получали полупродукт с температурой 1630-1650oС, следующего химсостава, мас. С 0,05 0,07; Si cл; Ti 0,005; V 0,005; Mn 0,03; Р и S 0,025 и основной ванадийсодержащий сталеплавильный шлак содержащий, мас. FеО 20-25; Са 40-46; SiO2 10-16; V2O5 6-8; TiO2 3-5; MnO 3-5; MgO 3-4; Al2O3 1-2; P 0,5-0.6.
Полупродукт сливали в сталеразливочный ковш и передавали на дальнейшую обработку и разливку. Выход жидкой стали составил 90,6%
Основной шлак сливали в шлаковую чашу, после охлаждения выкантовывали на шлаковый двор и дробили до фракции менее 200 мм.
Дробленный основной шлак с основностью 3,3 в качестве ванадийсодержащего материала и флюса загрузили в доменную печь в количестве 100 кг/т чугуна совместно с ванадийсодержащими окатышами с основностью 0,3 и агломератом с основностью 2,2 в соотношении 60:40 соответственно и выплавили чугун следующего среднего состава, мас. С 4,2; Si 0,40; Ti 0,26; V 0,70; Mn 0,35; H 0,11.
Расход кокса составил 520 кг/т чугуна. Известняк из шихтовки плавки был исключен. Основность доменного шлака составила 1,11. Среднесуточное производство чугуна составило 7120 т.
Чугун переработали в кислородном конвертере дуплекс-процессом. Полученный шлак имел следующий средний химсостав, мас. Feобщ 32,4; Са 4,0; SiO2 10,6; V2O5 24,8; TiО2 6,О; Mn 0,6; MgО 5,4; Р 0,07.
Дополнительно проведены опытные плавки по технологии примера 1 с использованием в шихте доменной печи окатышей и агломерата не содержащих ванадий.
Пример 2. В доменную печь загрузили в соотношении 50:50 не содержащие ванадий окатыши с основностью 0,49 и агломерат с основностью 1,25, известняк в количестве 45 кг/т чугуна, основной ванадийсодержащий сталеплавильный шлак с основностью 3,0 в количестве 150 кг/т чугуна и выплавили чугун следующего среднего химсостава, мас. С 4,2; Si 0,65; Тi 0,12; V 0,44; Mn 0,47; Р 0,15. Расход кокса составил 460 кг/т чугуна. Основность доменного шлака составила 1,2. Среднесуточное производство чугуна составило 6920 т.
Чугун переработали в кислородном конвертере дуплекс-процессом. Полученный шлак имел следующий средний химсостав, мас. Feобщ 35,2; Са 3,4; SiО2 15,6; V2O5 16,8; TiО2 6,7; MnO 5,3; MgО 3,4; Р 0,07.
В этот же период проведены плавки по технологии прототипа.
Сравнительные показатели плавок приведены в таблице.
Использование предлагаемой технологии по сравнению с известной позволяет перерабатывать ванадиевый чугун монопроцессом, получить основной ванадийсодержащий сталеплавильный шлак с максимальным извлечением в него ванадия. Последующая загрузка такого шлака в доменную печь позволяет увеличить массовую долю ванадия в чугуне, сократить расход высокоосновного агломерата и флюсов, снизить расход кокса и повысить производительность на 2-3% Последующая переработка чугуна с повышенным содержанием ванадия дуплекс-процессом позволяет получить товарный шлак с новыми потребительскими свойствами.
Формула изобретения: 1. Способ пирометаллургической переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов, включающий загрузку в доменную печь окатышей, агломерата, кокса, флюса и основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака или основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака в качестве ванадийсодержащего материала и флюса, выплавку ванадиевого чугуна и последующую его переработку в сталеплавильном агрегате с извлечением ванадия в кислый шлак, отличающийся тем, что ванадиевый чугун предварительно перерабатывают в сталеплавильном агрегате монопроцессом с извлечением ванадия в основной сталеплавильный шлак с последующей его загрузкой в доменную печь в качестве ванадийсодержащего материала и флюса, после чего выплавляют ванадиевый чугун и перерабатывают его в сталеплавильном агрегате с получением кислого шлака с повышенным содержанием ванадия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают основной ванадийсодержащий сталеплавильный шлак с отношением в нем CaO/SiO2 в интервале 2,8 4,0.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при загрузке в доменную печь окатышей, агломерата, и основного ванадийсодержащего сталеплавильного шлака выплавляют чугун с содержанием ванадия до 0,45 мас.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при загрузке в доменную печь ванадийсодержащего основного сталеплавильного шлака и ванадийсодержащих окатышей и агломерата выплавляют чугун с содержанием ванадия в интервале 0,45 1,0 мас.