Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2465338

(19)

RU

(11)

2465338

(13)

C2

(51) МПК C21C5/28 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.10.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010135501/02, 24.08.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.08.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 24.08.2010

(43) Дата публикации заявки: 27.02.2012

(45) Опубликовано: 27.10.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 1541273 А1, 07.02.1990. СМИРНОВ Л.А. и др. Конвертерный передел ванадиевого чугуна. - Екатеринбург: Сред.-Урал. кн. изд-во, 2000, с.168. RU 2148088 С1, 27.04.2000. RU 2371483 С2, 27.10.2009. WO 8701136 А1, 26.02.1987.

Адрес для переписки:

622025, Свердловская обл., г.Нижний Тагил, ул. Металлургов, 1, ОАО "ЕВРАЗ НТМК", патентное бюро ТУ, Ю.Д.Исупову

(72) Автор(ы):

Фетисов Александр Архипович (RU),

Киричков Анатолий Александрович (RU),

Филатов Сергей Васильевич (RU),

Мухранов Николай Валентинович (RU),

Фомичев Максим Станиславович (RU),

Исупов Юрий Данилович (RU),

Ремиго Сергей Александрович (RU),

Долматов Олег Владимирович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ НТМК") (RU)

(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СТЕПЕНИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ПРИ КОНВЕРТИРОВАНИИ ПРИРОДНО-ЛЕГИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерной переработке ванадийсодержащего чугуна. Способ включает цикл из двух или трех плавок. Каждая плавка состоит из заливки в кислородный конвертер ванадиевого чугуна, продувки его кислородом до содержания углерода 2,5-3,5%, присадки окислителя-охладителя и выпуска через летку металла-полупродукта в ковш после продувки плавки с оставлением шлака в конвертере. На первых плавках цикла выпуск металла-полупродукта в ковш прекращают до визуального появления следов шлака в струе металла. Выпуск металла-полупродукта последней плавки цикла осуществляют полностью с попаданием на зеркало расплава в ковше печного шлака. Использование изобретения обеспечивает увеличение извлечения ванадия из чугуна в шлак до 85%. 3 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерной переработке ванадийсодержащего чугуна.

Конвертирование природнолегированного ванадием чугуна (табл.1) позволяет получить товарный ванадийсодержащий шлак с содержанием V 2 O 5 14,0-25,0 %, являющийся ценным продуктом для ферросплавных предприятий, и металл-полупродукт (табл.1), с содержанием углерода 2,5-3,5 %, предназначенный для дальнейшего передела в сталь. Способ получил название дуплекс-процесса.

Химический состав ванадийсодержащего чугуна и металла-полупродукта.

Таблица 1

Наименование

Содержание, %

С

V

Mn

Si

Ti

S

P

Ванадийсодержащий чугун

4,5

0,44

0,27

0,08

0,09

0,024

0,032

Металл-полупродукт

3,2

0,04

-

-

-

0,025

0,030

Ставший "классическим" способ передела ванадийсодержащего чугуна заключается в чередующейся заливке в конвертер чугуна, выпуске металла-полупродукта через летку конвертера в ковш. Образующийся ванадийсодержащий шлак кантуют в шлаковую чащу через горловину конвертера после одной-трех плавок [1]. При выпуске полупродукта в ковш вместе с металлом попадает до 10% ванадийсодержащего шлака и теряется, поскольку не является в дальнейшем товарным шлаком. Потери ванадийсодержащего шлака, а в конечном счете ванадия, с полупродуктом составляют до 4-5% [2]. Таким образом, извлечение ванадия из чугуна в товарный шлак составляет величину 82-84% [2].

Заявляемый способ позволит уменьшить потери ванадия с ванадийсодержащим шлаком по сравнению с существующей технологией [1]. Уникальность технологии конвертирования природнолегированного чугуна не позволяет привести большее количество аналогов.

Предлагаемый способ заключается в прекращении выпуска металла-полупродукта из конвертера на первой-второй плавке цикла из двух-трех плавок при визуальном появлении следов шлака в струе металла-полупродукта. Первую и вторую из цикла плавок осуществляют следующим образом: производят заливку в кислородный конвертер ванадийсодержащего чугуна, осуществляют продувку его кислородом, присадку окислителя-охладителя, выпуск металла-полупродукта, содержащего 2,5-3,5% углерода, в ковш через летку. В процессе выпуска предпоследних порций металла-полупродукта в струю вовлекается шлак. Поэтому при первых визуальных признаках появления ванадийсодержащего шлака в выпускаемом через летку полупродукте выпуск прекращается подъемом конвертера. Таким образом, в конвертере остается не более 3-5% полупродукта и более 95-97 % ванадиевого шлака. Конвертер возвращается в исходное положение, производится заливка ванадийсодержащего чугуна на оставленный ванадийсодержащий шлак и часть полупродукта, и продувка повторяется. Полный (последний на цикле) выпуск полупродукта перед кантовкой ванадийсодержащего шлака в чашу после второй или третьей плавки цикла неминуемо сопровождается попаданием ванадийсодержащего шлака на зеркало расплава в ковше, но это составит не более 3-5% по сравнению с 10% потерь при выпуске полупродукта по обычной [1] технологии.

Практическое опробование предлагаемой технологии представлено в виде таблиц опытных (табл.3) и сравнительных (табл.2) плавок.

Таким образом, количество шлака увеличивается, а с ним и количество ванадия в шлаке на 2-3 %, а степень извлечения ванадия достигнет величины не менее 85% с учетом потерь товарного шлака.

По своему техническому уровню, промышленному использованию и новизне заявляемый способ повышения степени извлечения ванадия при конвертировании природнолегированных чугунов соответствует критериям, достаточным для материалов заявки на изобретение.

Источники информации

1. Производство ванадиевого шлака и стали в конвертерах. Технологическая инструкция ТИ 102-СТ.К-66-2004, Нижний Тагил, 2004г., с.7.

2. Смирнов Л.А. и др. Конвертерный передел ванадиевого чугуна. Екатеринбург, 2000г., с. 136, 168.

Сравнительные плавки по выплавке полупродукта

Таблица 2

п/п

плавки*

Вес чугуна, т

Химический состав чугуна, %

C

Mn

Si

P

S

Cr

Ni

Сu

V

Ti

1

1 814887

166

4,4

0,22

0,08

0,035

0,025

0,08

0,05

0,01

0,41

0,06

2

1 814888

167

4,6

0,24

0,07

0,031

0,025

0,08

0,05

0,01

0,44

0,06

3

1 814889

169

4,6

0,25

0,07

0,036

0,018

0,08

0,05

0,01

0,44

0,09

4

1 814890

168

4,5

0,24

0,07

0,034

0,022

0,08

0,05

0,01

0,42

0,07

5

1 814891

167

4,6

0,25

0,09

0,034

0,023

0,09

0,05

0,01

0,43

0,10

6

1 814892

167

4,6

0,28

0,11

0,035

0,019

0,09

0,05

0,01

0,44

0,13

7

1 814893

168

4,6

0,29

0,10

0,035

0,017

0,09

0,05

0.01

0,44

0,12

8

1 814894

167

4,6

0,30

0,10

0,034

0,020

0,09

0,04

0,01

0,45

0,10

* "1"-год,

"8" - конвертера (I-2, II-4, III-6, IV-8),

"14887" - порядковый номер плавки.

Продолжение таблицы 2

Интенсивность продувки O 2 , нм 3 /мин/расход, м 3

Время продувки, мин

Количество окалины, т

Время подачи окалины, мин

1

400/1783

4,5

8,0

1,0

2

400/2078

5,0

8,0

1,0

3

400/2472

6,0

11,0

1,5

4

400/2472

6,0

9,5

1,5

5

400/2277

5,5

10,0

1,5

6

400/2277

5,5

11,5

1,5

7

400/2287

5,5

12,5

2,0

8

400/2574

6,0

12,0

2,0

Сравнительные плавки по выплавке полупродукта

Продолжение таблицы 2

п/п

плавки

X/состав полупродукта*, %

T, °C

Х/с V-шлака, %

С

Mn

V

P

S

V 2 O 5

CaC

Fе общ

1

1 814887

3,5

0,02

0,09

0,035

0,025

1383

25,8

1,0

27,3

2

1 814888

3,4

0,01

0,06

0,031

0,025

1342

25,8

1,0

27,3

3

1 814889

3,1

0,01

0,03

0,035

0,018

1355

25,8

1,0

27,3

4

1 814890

3,1

0,02

0,06

0,034

0,022

1372

24,8

1,0

29,9

5

1 814891

3,3

0,01

0,07

0,034

0,023

1395

24,0

1,0

29,5

6

1 814892

2,9

0,01

0,05

0,035

0,019

1384

24,0

1,0

29,5

7

1 814893

2,7

0,01

0,04

0,035

0,017

1372

24,7

1,1

27,1

8

1 814894

3,1

0,01

0,05

0,034

0,020

1374

24,7

1,1

27,1

* Содержание Cr - 0,01,

Ni - 0,05,

Сu-0,01,

Ti, Si - следы.

продолжение (сводная) табл.2

Содержание в чугуне

V,% в п/пр

Вес чугуна, т

Переход V в шлак, кг

Содержание,% V 2 O 5 в шлаке

Расчетн. кол-во шлака, кг

Потери, % шлака с металлом

Шлак в чаше, кг

1

0,41

0,09

166

531,2

25,8

3676,6

10

3308,9

2

0,44

0,06

167

634,6

25,8

4392,3

10

3953,0

3

0,44

0,03

169

692,9

25,8

4795,8

10

4316,2

4

0,42

0,06

168

604,8

24,0

4500,0

10

4050,0

5

0.43

0,07

167

601,2

24,0

4473,2

10

4025,8

6

0,44

0,05

167

651,3

24,0

4845,9

10

4361,3

7

0,44

0,05

168

655,2

24,7

4736,8

10

4263,1

8

0,45

0,05

167

668,0

24,7

4829,3

10

4346,4

Опытные плавки по выплавке полупродукта

Таблица 3

п/п

плавки*

Вес чугуна, т

Химический состав чугуна, %

С

Mn

Si

P

S

Cr

Ni

Сu

V

Ti

1

1 814907

168

4,7

0,26

0,11

0,033

0,017

0,08

0,05

0,01

0,42

0,11

2

1 814908

167

4,6

0,26

0,12

0,033

0,020

0,08

0,05

0,01

0,42

0,13

3

1 814909

168

4,7

0.28

0,12

0,035

0,019

0,09

0,05

0,01

0,43

0,15

4

1 814910

167

4,8

0,27

0,11

0,034

0,018

0,08

0,05

0,01

0,44

0,13

5

1 814911

167

4,6

0,26

0,13

0,032

0,022

0,07

0,05

0,01

0,43

0,15

6

1 814912

166

4,7

0,24

0,13

0,030

0,024

0,08

0,05

0,01

0,45

0,14

7

1 814913

166

4,8

0,25

0,10

0,035

0,020

0,08

0,05

0.01

0,43

0,11

8

1 814914

169

4,8

0,24

0,13

0,030

0,024

0,07

0,05

0,01

0,43

0,14

* 1 -год,

"8" - конвертера (I-2, II-4, III-6, IV-8),

"14887" - порядковый номер плавки.

Продолжение таблицы 3

Интенсивность продувки O 2 , нм 3 /мин/расход, м 3

Время продувки, мин

Количество окалины, т

Время подачи окалины, мин

1

400/1417

3,5

5,0

1,0

2

400/2323

5,5

9,8

2,0

3

400/1834

4,5

6,7

1,0

4

400/2212

5,5

10,3

2,0

5

400/2382

5,5

11,3

2,0

6

400/2184

4,0

9,0

1,5

7

400/2312

5,5

11,5

2,0

8

400/2293

5,5

9,0

1,5

Опытные плавки по выплавке полупродукта

Продолжение таблицы 3

п/п

плавки

X/состав полупродукта*, %

T, °C

Х/с У-шлака,%

С

Mn

V

P

S

V 2 O 5

CaO

Fе общ

1

1 814907

3,92

0,02

0,10

0,032

0,017

1327

26,4

1,17

25,4

2

1 814908

2,96

0,01

0,06

0,032

0,020

1382

26,4

1,17

25,4

3

1 814909

3,25

0.02

0,08

0,033

0,019

1388

26,4

1,17

25,4

4

1 814910

3,17

0,01

0,07

0,034

0,018

1351

27,0

1.0

25,5

5

1 814911

2,97

0,02

0,05

0,032

0,022

1395

27,0

1.0

25,5

6

1 814912

2,81

0,01

0,05

0,030

0,024

1351

27,0

1,0

25,5

7

1 814913

2,90

0,01

0,04

0,035

0,020

1391

64,7

1,0

27,0

8

1 814914

2,86

0,01

0,05

0,030

0,024

1392

26,7

1.0

27,0

*

Содержание Cr - 0,01,

Ni-0,05,

Сu-0,01,

Ti, Si - следы.

Продолжение (сводная) таблица 3

Содержание в чугуне

V,% в п/пр

Вес чугуна, т

Переход V в шлак, кг

Содерж.,% V 2 O 5 в шлаке

Расчетн. кол-во шлака, кг

Потери,% шлака с металлом

Шлак в чаше, кг

1

0,42

0,10

168

537,6

26,4

3633,5

3

3524,4

2

0,42

0,06

167

601,2

26,4

4066,5

3

3944,5

3

0,43

0,08

168

588,0

26,4

3977,2

10

3579,5

4

0,44

0,07

167

617,9

27,0

4086,6

3

3964,0

5

0.43

0,05

167

634,6

27,0

4197,0

3

4071,0

6

0,45

0,05

166

664,0

27,0

4391,5

10

3952,3

7

0,43

0,05

166

647,4

26,7

4329,8

3

4199,9

8

0,43

0,05

169

642,2

26,7

4295,0

10

3865,5

Формула изобретения

Способ повышения степени извлечения ванадия при конвертировании природно-легированных чугунов, включающий в себя цикл из двух или трех плавок, состоящих из заливки в кислородный конвертер ванадиевого чугуна, продувки его кислородом до содержания углерода 2,5-3,5%, присадки окислителя-охладителя и выпуска через летку металла-полупродукта в ковш после продувки плавки каждого цикла с оставлением шлака в конвертере, отличающийся тем, что на первых плавках цикла выпуск металла-полупродукта в ковш прекращают до визуального появления следов шлака в струе металла, а выпуск металла-полупродукта последней плавки цикла осуществляют полностью с попаданием на зеркало расплава в ковше печного шлака.